공구강은 경도, 내마모성, 치수 안정성 및 내열성이 중요한 경우 공학적으로 선택되며, 대부분의 산업용 공구 요구 사항에는 생산 목표를 달성하기 위해 인성, 마모 수명 및 가공성의 균형을 맞추는 특정 등급이 있습니다. 요컨대, 비용을 절감하고 가공성을 개선하기 위해 서비스 조건에 맞는 최소 합금 등급을 선택하고, 마모 또는 온도 요구 사항이 가장 높은 경우에는 고합금 또는 분말 야금(PM) 등급을 예약해 두는 것이 좋습니다.
공구강이 무엇이며 공구강이 툴링 애플리케이션에 사용되는 이유를 보여주는 짧은 설명 동영상입니다.
6가지 실용적인 공구강 그룹과 일반적인 응용 분야를 보여주는 그림
공구강이란 무엇이며 왜 중요한가
공구강은 높은 경도, 제어된 인성, 고온에서의 마모 및 연화에 대한 저항성을 제공하도록 제조된 탄소강 및 합금강 제품군입니다. 공구강은 예측 가능한 최종 특성과 긴 수명이 필수적인 절삭, 성형, 인발, 성형 및 충격 공구에 사용됩니다. 특정 공구강 재종을 선택하면 공구 수명, 가동 중단 시간, 제조 총소유비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
7가지 실용적인 공구강 유형과 일반적인 응용 분야를 요약한 동영상
분류: 6개의 실용적인 그룹과 각각의 사용 시기
업계에서는 공구강을 크게 6가지 제품군으로 분류합니다. 기능적 차이점을 이해하는 것이 올바른 구매로 가는 가장 빠른 길입니다.
- 물 경화(W): 저합금, 고탄소, 저비용, 단기 수공구 및 일부 취미용 공구에 사용됩니다.
- 오일 경화/냉간 가공(O 및 A): O1 는 오일 경화 제품으로 인성이 우수하고 경제적이며, A 시리즈는 공기 경화 제품으로 치수 안정성이 우수합니다.
- 고크롬 냉간 가공(D): D2 및 관련 재종은 인성이 감소하는 대신 풍부한 탄화물로 인해 우수한 내마모성을 제공합니다.
- 내충격성(S): 갑작스러운 골절에 대한 저항이 중요한 충격 및 높은 충격 하중을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.
- 핫워크(H): H13 및 관련 등급은 열 피로와 적색 경도가 중요한 열간 단조 및 다이캐스팅에 선택됩니다.
- 고속강(M 및 T 시리즈): 높은 절삭 온도에서 경도를 유지하며 절삭 공구 및 고속 가공에 일반적으로 사용됩니다.
각 도구 스틸 제품군을 주요 사용 사례에 매핑하는 명확한 분류 동영상을 확인하세요.
가장 많이 사용되는 등급, 화학 성분 및 빠른 참조 표
아래는 엔지니어와 구매자가 일반적인 상점 등급을 비교할 수 있는 간결한 표입니다. 사양 작성의 출발점으로 활용하세요. 구성은 일반적인 범위이며 제조업체에서 정확한 사양서를 제공합니다.
| 등급 | 가족 | 일반적인 구성 하이라이트 | 일반적인 애플리케이션 | 일반적인 경화 HRC 범위 |
|---|---|---|---|---|
| O1 | 오일 경화 냉간 가공 | C 0.9-1.2% / Cr ~0.5-1.0% / Mn, Si 소형 | 스타터 다이, 게이지, 펀치 | 58-62 HRC |
| A2 | 공기 경화 냉간 가공 | C 0.9-1.1% / Cr 4.5-5.5% / Mo, V 트레이스 | 블랭킹 다이, 성형 도구 | 56-60 HRC |
| D2 | 고탄소 고크롬 | C 1.4-1.6% / Cr 11-13% / V, Mo | 마모 부품, 전단 블레이드, 롱런 다이 | 58-62 HRC |
| H13 | 열간 가공(크롬-몰리브덴) | C 0.32-0.45% / Cr 4.8-5.5% / Mo 1.1-1.3% / V 0.8-1.2% | 열간 단조 금형, 압출, 다이캐스팅 | 48-55 HRC(강화, 레드 하드) |
| S7 | 충격 방지 | C 0.5-0.6% / Cr 1.3-1.6% / Si, Mn | 무거운 펀치, 치즐, 충격 공구 | 52-60 HRC |
| M2 | 고속 강철 | C 0.85-1.05% / W 6-7% / Mo 4-5% / V 1% / Cr 3.8-4.5% | 엔드밀, 드릴, 고속 커터. | 최대 64 HRC(템퍼링 후) |
D2 공구강에 대한 집중 동영상 - 고크롬 냉간 가공강의 예로 D2가 사용되는 등급 표에 유용합니다.
기계적 특성, 경도 및 성능 목표
설계자는 로크웰 C 경도와 코어 인성을 주요 성능 지표로 지정하는 경우가 많습니다. 일반적인 패턴입니다:
- 냉간 가공 미세 블랭킹, 드로잉 및 전단: 높은 HRC(58-62)와 적당한 코어 인성.
- 충격 및 다이 프레스 구성 요소: 경도는 낮지만 샤피 인성은 높습니다.
- 열간 가공: 공칭 HRC는 낮지만 고온에서 안정적인 경도(적색 경도)와 우수한 열 피로 강도를 제공합니다.
경도와 내마모성은 인성과 직결됩니다. 필요한 마모 수명을 달성하는 최소한의 경도를 사용하여 취성 고장을 방지하세요. 업계 자료에는 일반적인 애플리케이션과 제품군 전반의 일반적인 범위에 대한 공구 경도 목표치가 나와 있습니다.
경도 대 인성 트레이드 오프에 대한 미세 구조적 이유(탄화물, 매트릭스)를 설명하는 짧은 야금학 분 - 기계적 특성 토론을 지원합니다.
열처리 원리, 일반적인 레시피 및 중요 참고 사항
열처리는 어닐링된 공구강을 서비스 가능한 툴링으로 전환하는 가장 중요한 제조 단계입니다. 필수 요소:
- 등급별 온도에서 오스테나이트화하여 탄화물을 용해하고 오스테나이트를 형성합니다.
- 권장 매체를 사용하여 담금질: W 계열은 물, O 계열은 오일, A 계열 및 많은 최신 합금은 공기, PM 강은 특수 담금질 전략을 사용합니다.
- 담금질 직후에 템퍼링하여 잔류 응력을 줄이고 목표 경도에 도달하며, 여러 템퍼링이 일반적입니다.
실용적인 규칙: 템퍼링은 보통 두께 1인치당 1시간, 최소 2시간이 소요되며 담금질 후 즉시 템퍼링하면 균열 위험을 줄일 수 있습니다. 정확한 온도와 유지 시간은 항상 제강사 또는 공구강 제조업체의 열처리 차트를 따르세요.
오스테나이징, 담금질 매체 및 템퍼링 사이클을 다루는 실용적인 열처리 동영상으로, 이 섹션에 언급된 구현자와 열처리 공장에 유용합니다.
비교표로 일반적인 애플리케이션에 적합한 등급 선택하기
공구강 선택은 주된 고장 모드에 따라 결정해야 합니다. 아래는 적용 분야를 강종에 맞추기 위한 실용적인 표입니다.
| 애플리케이션 | 실패 모드 방지 | 추천 가족/학년 | 근거 |
|---|---|---|---|
| 콜드 블랭킹, 미세 스탬핑 | 마모성 마모 및 가장자리 유지 | D2, A2 | 카바이드가 풍부한 재종은 마모성 마모에 강합니다. |
| 스레드 롤링 다이 | 갈증과 마모 | A2, PM 강재 | 우수한 치수 안정성 및 마모 |
| 열간 단조 금형 | 열 피로, 열 연화 | H13, H11 | 빨간색 경도 및 열 전도성 |
| 전단 블레이드 | 충격으로 인한 칩핑 및 마모 | 충격에 따라 D2 또는 S7 | 연속 착용 시 D2, 충격이 있을 경우 S7 |
| 고속 절삭 공구 | 절단 열에 의한 연화 | M2, M42 | 고온에서 경도 유지 |
| 플라스틱 사출 금형 | 연마, 부식 | P20, 스테인리스 금형강 | 가공성 및 광택성 |
실용적인 구매자 팁: 혼합되거나 불확실한 서비스 조건의 경우 냉간 작업용 A2 또는 열간 작업용 H13과 같은 중간 등급을 선택하고 테스트 주기 또는 시험 툴링을 지정하여 수명을 검증하세요.
기계 가공성, 용접 및 제작 고려 사항
공구강은 가공성이 매우 다양합니다:
- O1과 같은 저합금 공구강은 어닐링 상태에서 비교적 쉽게 가공할 수 있습니다.
- 고크롬 및 PM강은 마모성이 있어 절삭 공구의 공구 수명을 단축시킵니다. 카바이드 공구와 적절한 속도는 필수입니다.
- 강철이 연질 어닐링된 상태에서 사전 가공하는 것이 표준입니다. 최종 경화 및 마감 연삭은 열처리 후에 이루어집니다.
용접: 공구강 용접은 가능하지만 균열과 인성 손실을 방지하기 위해 엄격한 예열, 인터패스 제어 및 용접 후 열처리가 필요합니다. 많은 공구 제조업체는 뒤틀림을 방지하기 위해 브레이징 또는 기계적 부착을 선호합니다.
구매자는 공급 조건(연질 어닐링과 사전 경화), 권장 가공 허용치, 소재가 기존 용융 또는 분말 야금 공정으로 생산되는지 여부를 요청해야 합니다. 분말 야금 변형은 종종 다른 가공 방식이 필요하지만 우수한 내마모성으로 보상을 받습니다.
공구강의 실질적인 가공 고려 사항과 일반적인 공급 조건을 다루는 동영상으로 조달 및 제작 계획에 도움이 됩니다.
공구 수명을 연장하는 표면 처리 및 코팅
표면 엔지니어링은 이국적인 기본 재종으로 전환하는 것보다 저렴한 비용으로 공구 수명을 늘릴 수 있습니다. 일반적인 옵션:
- 표면 경도와 피로 수명 향상을 위한 질화 처리.
- 절삭 공구용 TiN, TiCN과 같은 물리적 기상 증착(PVD) 코팅.
- 윤활성과 내식성이 중요한 성형 공구를 위한 경질 크롬 도금.
- 압축 잔류 응력을 도입하고 균열 시작을 줄이기 위한 샷 피닝.
마모 메커니즘에 맞는 표면 처리 선택: 저마찰 PVD를 통한 접착 마모, 확산 질화를 통한 연마 마모 감소 및 접촉 피로도 개선.
분말 야금 및 특수 공구강
분말 야금(PM)은 거의 균일한 카바이드 분포, 높은 합금 함량 및 고경도에서 향상된 인성을 가능하게 합니다. CPM 1V, CPM 10V 및 여러 PM HSS 변종과 같은 PM 재종은 기존 연강이 실패하는 가혹한 마모 조건에 널리 사용됩니다.
PM강은 가격이 비싸지만 수명을 크게 연장하여 부품당 총 비용을 절감하는 경우가 많으며, 특히 교체 비용과 가동 중단 시간이 많은 소형 마모성 공구의 경우 더욱 그렇습니다.
PM과 기존 공구강에 대한 짧은 형식의 에피소드 - PM 재종이 더 비싸지만 마모가 심한 응용 분야에서 더 나은 성능을 발휘하는 이유를 설명합니다.
구매자를 위한 표준, 인증 및 품질 검사
공구강을 지정할 때는 공인 표준을 참조하고 공장 테스트 보고서를 요청하세요.
- 코드 및 표기법: AISI, ASTM, DIN 및 JIS는 일반적인 라벨링 체계입니다. 국제적으로 소싱할 때는 상호 참조 표가 필수적입니다.
- 밀 테스트 보고서(MTR): 화학 성분, 열수, 경도 및 해당되는 경우 열처리 상태가 필요합니다.
- 추적성: 중요한 금형 및 항공우주 툴링의 경우 완전한 열간 추적성 및 공급업체 품질 인증서가 필요합니다.
- 표면 및 포함 품질: 공차가 큰 금형 또는 PM 강에 대한 청결 수준을 지정합니다.
수입 구매의 경우 구매자 국가의 규제 요구 사항과 승인 테스트 절차에 맞는 인증을 요청하세요.
표준 명명 및 분류 규칙을 강화하고 조달에 있어 정확한 사양과 MTR이 중요한 이유를 설명하는 동영상입니다.
공구 제조업체와 구매자에게 서비스를 제공하는 MWAlloys의 방법
MWAlloys는 100% 공장 가격 및 맞춤형 서비스를 통해 모든 종류의 공구강, 탄소강 및 니켈 합금을 공급합니다. 저희가 제공합니다:
- 표준 및 특수 크기의 원시 바, 플레이트 및 사전 경화 블록.
- 프로토타입 및 양산 툴링을 위한 맞춤형 화학 및 열처리 온디맨드.
- 기술 지원: 등급 선택 지원, 열처리 권장 사항 및 샘플 테스트 보고서.
- 글로벌 배송 및 수출 문서.
MWAlloys의 조달 팁: 서비스 조건(소프트 어닐링 및 사전 경화), 최대 허용 경도, 평탄도 또는 평행도에 필요한 공차를 지정합니다. 대량 주문의 경우, 검증을 위해 생산 샘플 열을 요청하세요.
공급업체가 사양, 인쇄 및 유효성 검사를 통해 고객을 지원하는 방법을 보여주는 제조업체/애플리케이션 웨비나.
자주 묻는 질문 - 공구강
A2와 D2의 차이점은 무엇인가요?
H13은 언제 선택해야 하나요?
공구강을 용접할 수 있나요?
분말 야금은 비용 대비 가치가 있을까요?
커팅 다이의 경도는 어느 정도여야 하나요?
코팅은 공구 수명에 어떤 영향을 미칩니까?
공급업체에 어떤 서류를 요청해야 하나요?
스테인리스 공구강이 있나요?
열처리 후 연마할 수 있는 허용치는 어느 정도인가요?
공구강은 어떻게 보관해야 하나요?
구매자를 위한 실용적인 조달 체크리스트
- 애플리케이션 및 주요 장애 모드를 지정합니다.
- 예상 주기율과 환경(온도, 부식)을 입력합니다.
- 필요한 공급 조건 및 허용 오차를 명시합니다.
- MTR 및 히트 번호 추적을 요청하세요.
- 공급업체에 권장 열처리 차트를 요청하세요.
- 첫 주문의 경우, 필요한 경우 실험실 경도 및 현미경 사진이 포함된 샘플 배치를 요청하세요.
MWAlloys의 최종 노트
응용 분야별 권장 사항이 필요한 경우 부품 도면 또는 임계 치수, 예상 공작물 소재, 생산량, 충격 하중 또는 온도 경계, 공간 또는 표면 마감 제약 조건 등의 세부 정보를 보내주세요. MWAlloys는 정확한 서비스 조건에 맞는 맞춤형 화학 물질과 사내 열처리 파트너십을 제공합니다.
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