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W1 공구강: 특성, 열처리 및 산업 용도

시간:2026-02-11

W1 공구강 은 시장에서 가장 경제적인 고탄소 공구강 중 하나이며, 인성 및 뒤틀림에 대한 한계를 고려할 때 합금강보다 훨씬 저렴한 비용으로 우수한 절삭 성능, 높은 경도 및 매우 날카로운 모서리를 제공합니다. 이는 실질적으로 수공구, 단순 금형, 게이지 및 단기 냉간 가공 공구에는 MWalloys와 같은 제어된 공급원의 W1이 이상적인 선택이며, 엔지니어는 충격 하중, 복잡한 형상 또는 엄격한 치수 공차가 중요해지면 오일 경화 또는 공기 경화강으로 전환해야 한다는 것을 의미합니다.

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실용적인 엔지니어링 용어로 W1 공구강이란 무엇입니까?

분류 및 이름 지정

W1은 AISI 공구강 분류에서 물 경화 공구강 제품군에 속합니다. 문자 “W”는 텅스텐 함량이 아닌 물 경화 방식을 나타냅니다. 요점

  • 유형: 일반 고탄소 공구강.
  • AISI/SAE 지정: W1.
  • 일반적인 표준입니다:
    • ASTM A681 공구강 합금.
    • SAE J437 / J438.
  • 제품 형태: 원형, 평면, 플레이트, 정밀 연마 스톡, 드릴 로드, 와이어, 때로는 단조 블록.

대부분의 최신 사양에서 W1은 탄소, 망간, 규소 이외의 합금 함량이 거의 없습니다. 따라서 고급 일반 탄소강에 가깝지만 공구 성능 요구 사항을 충족하기 위해 조성, 청결도 및 경화성을 더욱 엄격하게 제어할 수 있습니다.

W1 공구강
W1 공구강

W1이 여전히 널리 사용되는 이유

고급 등급을 사용할 수 있음에도 불구하고 W1의 사용량이 여전히 많은 이유는 다음과 같습니다:

  • 물 담금질 후 매우 높은 경도 수준에 도달합니다.
  • 열처리 루틴은 간단하며 기본 장비로 수행할 수 있습니다.
  • 오일 경화 또는 공기 경화 공구강에 비해 킬로그램당 비용이 낮게 유지됩니다.
  • 절삭 날을 매우 날카롭게 연마하고 쉽게 연마할 수 있습니다.
  • 많은 레거시 도구와 인쇄물이 여전히 W1을 호출합니다.

동시에 엔지니어는 W1이 가지고 있다는 점을 명심해야 합니다:

  • 합금 냉간 가공강에 비해 제한된 인성
  • 담금질 중 균열 및 왜곡의 위험이 뚜렷함
  • D2 또는 M2와 같은 높은 합금 등급에 비해 내마모성이 낮습니다.
  • 고속강에 비해 매우 낮은 템퍼링 온도

따라서 W1은 가장자리 선명도, 비용 및 열처리 용이성이 내충격성 및 치수 안정성에 대한 요구보다 중요한 중저하중 애플리케이션에 적합합니다.

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W1 공구강 구성이 성능에 어떤 영향을 미칩니까?

W1의 일반적인 화학 성분

표의 값은 일반적인 업계 참조 및 MWalloys 내부 데이터 범위에서 가져온 것입니다. 개별 생산업체마다 약간씩 다를 수 있습니다.

요소 일반적인 콘텐츠(중량 비율) W1 동작에서의 역할
탄소 C 0.70 - 1.00 달성 가능한 경도, 내마모성 및 모서리 유지력을 관리합니다. 범위가 높을수록 더 단단하지만 덜 거친 소재를 제공합니다.
망간 Mn 0.10 - 0.40 경화성을 약간 향상시키고 제강 중 탈산 작용을 돕습니다. 과잉 레벨은 인성을 감소시킵니다.
실리콘 Si 0.10 - 0.35 탈산제, 강도를 약간 증가시킵니다. 과도한 수치는 취성을 높일 수 있습니다.
인 P ≤ 0.025(최대) 불순물; 취성을 줄이고 인성을 개선하기 위해 엄격하게 제어됩니다.
유황 S ≤ 0.025(최대) 불순물; 핫 쇼트 및 균열을 방지하기 위해 엄격하게 제어됩니다.
크롬 Cr 때때로 ≤ 0.20 일부 용융물에는 경화성 및 마모 성능을 조정하기 위한 흔적이 포함되어 있습니다.
바나듐 V 때때로 ≤ 0.10 트레이스를 추가하면 입자 크기가 세분화되고 가장자리 안정성이 향상됩니다.

모든 W1 화학 물질에 크롬이나 바나듐이 포함되어 있는 것은 아니며, 여전히 일반 탄소 변종이 공급을 지배하고 있습니다. MWalloys는 정확한 범위와 잔류 함량을 보여주는 열 인증서를 제공할 수 있으며, 이는 사용자가 열처리 중에 일관된 대응이 필요할 때 중요합니다.

탄소 함량과 경도와 인성에 미치는 영향

탄소 수준은 W1 성능의 핵심입니다:

  • 탄소 약 0.75% 미만
    • 최대 경도가 약간 떨어짐
    • 인성 향상
    • 강도와 약간의 연성이 결합된 공구에 적합합니다.
  • 약 0.90% 탄소
    • 담금질 후 매우 높은 경도 잠재력
    • 엣지 유지율이 크게 향상됨
    • 내충격성 저하

실제로 대부분의 상용 W1 공급품은 0.90%에 가까운 탄소 함량으로 수공구 및 경량 금형에서 가장자리 유지력과 인성 사이의 최상의 절충점을 목표로 합니다.

망간과 실리콘의 역할

W1은 의도적으로 합금 비율을 낮게 유지합니다. 망간과 실리콘은 낮은 비율로 나타납니다:

  • 망간
    • 관통부 경화에 약간 도움이 됩니다.
    • 유황과 결합하여 황화 망간을 생성하여 열성 쇼크를 감소시킵니다.
    • 과도한 레벨은 인성을 떨어뜨릴 수 있으므로 W1 한도는 적당히 유지됩니다.
  • 실리콘
    • 페라이트 강화
    • 제강 중 탈산 작용 제공
    • 성질 저항을 약간 증가시킬 수 있습니다.

이 두 가지를 함께 사용하면 W1은 물 담금질 중에 작은 부분에서 완전히 변형할 수 있는 충분한 경화성을 제공하면서 미세 구조를 취성 경도 임계값 이하로 합리적으로 견고하게 유지할 수 있습니다.

청결 및 포용성 관리

W1과 같은 공구강은 날카로운 절삭날과 얇은 섹션에서 자주 사용됩니다. 비금속 개재물, 특히 큰 황화물 또는 산화물 입자는 응력 하에서 균열 개시제 역할을 합니다. 고품질 W1:

  • 황과 인을 엄격하게 관리합니다.
  • 2차 정제 또는 제어 래들 연습 사용
  • 작고 미세하게 분산된 내포물을 타겟팅합니다.

조달 관점에서 보면, MWalloys와 같은 공급업체에 밀 인증서와 중요한 경우 초음파 또는 매크로 에칭 검사를 요청하면 서비스 중 예기치 않은 부서지기 쉬운 고장이 발생할 위험을 줄일 수 있습니다.

서비스 중인 W1을 정의하는 기계적 특성은 무엇인가요?

일반적인 경도 범위

고객이 W1을 선택하는 가장 큰 이유는 간단한 물 담금질을 통해 높은 경도를 얻을 수 있기 때문입니다.

조건 대략적인 경도 참고
Annealed 175 - 217 HB 경화되기 전에 쉽게 가공할 수 있을 정도로 부드럽습니다.
담금질, 단련되지 않은 64 - 67 HRC 최대 경도, 취성 때문에 실제로는 거의 유지되지 않습니다.
150 - 200°C에서 템퍼링 62 - 64 HRC 극도의 날카로움이 필요한 절삭 공구에서 흔히 볼 수 있습니다.
200~300°C에서 템퍼링 58 - 62 HRC 펀치, 소형 다이의 경도와 인성 사이의 절충안.
350 - 400°C에서 템퍼링 52 - 58 HRC 높은 충격 하중이 존재하고 마모 요구가 약간 떨어지는 곳에서 사용됩니다.

정확한 값은 탄소 함량, 섹션 크기, 담금질 강도 및 템퍼링 기간에 따라 달라집니다. 얇은 공구는 담금질 중에 더 빨리 냉각되며 두꺼운 섹션에 비해 경도가 약간 더 높을 수 있습니다.

강도, 인성 및 마모 거동

엔지니어가 중요하게 생각하는 것은 경도 수치 외에도 여러 가지입니다:

  • 수율 및 인장 강도
    • 완전히 경화되고 강화된 상태에서는 인장 강도가 얇은 부분에서 2000MPa를 초과할 수 있습니다.
    • 경도에 따라 항복 강도는 증가하지만 연성은 감소합니다.
  • 인성
    • W1은 약 58 HRC 이하의 경도에서 중간 정도의 인성을 나타냅니다.
    • 경도가 높을수록 Charpy V-노치 값이 급격히 떨어집니다.
    • 날카로운 모서리, 얇은 웹 및 갑작스러운 단면 변경은 균열을 방지하기 위해 담금질에 보수적인 연습이 필요합니다.
  • 내마모성
    • 주로 고탄소 마르텐사이트와 분산 탄화물에 의해 관리됩니다.
    • 경미하거나 중간 정도의 마모를 수반하는 단기 및 중기 생산에 적합합니다.
    • 크롬 및 몰리브덴 탄화물이 마모 거동을 지배하는 고합금 냉간 가공 등급과는 비교할 수 없습니다.

간단히 말해, W1은 마모가 심하거나 충격이 심해 수명을 연장하는 것보다 높은 경도와 날카로운 모서리가 더 중요한 공구에 적합합니다.

치수 안정성 및 왜곡

물 담금질은 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 큰 부피 증가와 함께 부품에 가파른 열 구배를 발생시킵니다. 효과는 다음과 같습니다:

  • 길이 또는 평탄도 왜곡
  • 핀 또는 펀치의 아웃오브라운드 조건
  • 내부 응력 집중 장치의 균열 위험

두께가 약 20mm 미만인 섹션은 일반적으로 안정적으로 관통 경화됩니다. 더 큰 섹션은 표면에서 코어까지 경도 구배가 나타날 수 있습니다. 엔지니어는 종종 W1 공구를 약간 큰 크기로 설계한 다음 열처리 후 최종 치수를 연삭합니다.

이후 섹션에서는 치수 제어를 개선하는 기술에 대해 자세히 설명합니다.

산업 현장에서 W1 공구강은 어떻게 열처리해야 하나요?

열처리 관행은 성능에 막대한 영향을 미칩니다. 다음 매개변수는 절대적인 처방이 아닌 일반적인 시작 값을 나타냅니다. 항상 최종 설정을 공급업체 데이터 및 공구 치수에 맞게 조정하세요.

일반적인 열처리 주기 요약

단계 온도 범위 목적 참고
어닐링 760 - 790°C에서 천천히 식히기 스톡 연화, 미세 구조 개선, 스트레스 완화 종종 가공 전에 바 또는 플레이트에 적용됩니다.
정규화(선택 사항) 800 - 830 °C 공랭식 입자 세분화, 구조 균질화 무거운 단조 작업 후에 사용하기도 합니다.
예열 400 - 650 °C 오스테나이트화 범위 진입 시 열 충격 감소 한 단계 또는 두 단계 예열을 사용할 수 있습니다.
오스테나이트화 770 - 820 °C 용존 탄소로 오스테나이트 형성 균일해질 때까지만 길게 누릅니다.
퀜치 물 또는 매우 빠른 폴리머 마르텐사이트로 변환 교반이 필요하지만 뒤틀림을 제한하기 위해 부드럽게 교반합니다.
템퍼링 150 - 400 °C 경도와 인성의 균형, 스트레스 해소 손으로 따뜻하게 데운 후 바로 식혀주세요.

각 단계에는 균열 위험과 그에 따른 경도에 영향을 미치는 뉘앙스가 있습니다.

어닐링 연습

MWalloys와 같은 공급업체는 일반적으로 W1을 구상화 어닐링 또는 완전 어닐링 상태로 배송합니다. 중장비 가공 전에 추가 연화가 필요한 경우:

  1. 760~790°C까지 천천히 가열합니다.
  2. 단면 온도가 균일해질 때까지 충분히 오래 유지합니다.
  3. 일반적으로 시간당 10~20°C의 제어된 속도로 용광로에서 약 540°C까지 냉각합니다.
  4. 그런 다음 실온으로 식힙니다.

이 사이클은 경도가 약 180-200 HB인 미세 펄라이트 또는 구상화된 구조를 생성하여 후속 열처리 시 우수한 가공성과 안정적인 거동을 제공합니다.

오스테나이트화 및 담금질

올바른 오스테나이징 관행은 완전한 변형과 제한된 곡물 성장의 균형을 유지합니다:

  • 예열
    • 온도를 약 400~600°C까지 서서히 올립니다.
    • 크거나 복잡한 부품의 경우 400°C 근처에서 2단계 예열한 다음 약 650°C로 예열하면 열 충격을 줄이는 데 도움이 됩니다.
  • 오스테나이트화
    • 대부분의 구간에서 목표 범위는 대략 770-800°C입니다.
    • 두께와 탄소 함량은 정확한 선택에 영향을 미칩니다.
    • 소형 도구에서 코어가 목표 온도에 도달하면 일반적으로 10~20분간 담그는 시간이 소요됩니다.
    • 과도한 시간이나 온도는 입자가 거칠어지고 취성이 높아지는 것을 촉진합니다.
  • 퀜치
    • 약 20~30°C의 교반수를 사용합니다.
    • 오스테나이징 용광로에서 담금질 탱크로 직접 담금질.
    • 부품을 위아래로 부드럽게 움직이거나 원을 그리며 움직이면 심한 교반을 피하면서 증기 블랭킷의 지속성을 줄일 수 있습니다.
    • 온도가 약 100°C 이하로 떨어지고 일부가 손으로 따뜻하게 느껴지면 제거합니다.

일부 공장에서 균열 위험을 줄이기 위해 매우 얇거나 복잡한 W1 공구에 순한 오일 담금질을 적용하기도 합니다. 이러한 방식은 경도와 관통 경화 깊이를 약간 낮출 수 있으므로 양산 전에 공정 검증이 필수적입니다.

템퍼링 전략

담금질 후 부품이 손으로 따뜻해지는 상태가 되면 바로 템퍼링을 시작해야 합니다. 완전히 경화된 W1을 템퍼링하지 않고 그대로 두면 내부 응력 잔류로 인해 균열이 발생할 위험이 있습니다.

일반 규칙:

  • 150-200°C에서 싱글 템퍼
    • 가벼운 하중에서 최대 모서리 경도와 높은 마모 성능이 요구되는 절삭 공구에 사용됩니다.
    • 유지 경도는 62 HRC를 초과할 수 있습니다.
  • 200-300°C에서 보관
    • 다소 강한 충격을 받는 펀치 및 도구에 일반적으로 선택됩니다.
    • 인성이 향상된 58-62 HRC 범위의 경도.
  • 350-400°C에서 온도 조절
    • 다른 등급은 종종 무거운 역할을 더 잘 수행하기 때문에 W1에서는 거의 사용되지 않습니다.
    • 경도는 대략 50대 중반의 HRC로 떨어지며, 더 높은 경도 조건에 비해 인성이 향상됩니다.

유지 시간은 일반적으로 온도에서 최소 1시간 범위이며, 두께 25mm당 최소 1시간의 경험 법칙이 적용됩니다. 25mm 미만의 섹션의 경우 일반적으로 1시간이면 충분합니다.

중요한 경우, 이중 템퍼링은 특히 연삭 후 잔류 응력을 더욱 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

W1 공구강봉 재고 보유
W1 공구강봉 재고 보유

W1 공구강은 일반적으로 툴링 및 부품에 어디에 사용됩니까?

애플리케이션 프로필

W1은 사용자가 필요로 하는 틈새 시장을 점유하고 있습니다:

  • 매우 날카로운 절삭날
  • 기본 용광로 및 물 탱크로 열처리 가능
  • 상대적으로 낮은 개당 재료비
  • 중소규모 생산에서 합리적인 내마모성 확보

일반적인 산업 및 워크샵 용도는 다음과 같습니다:

  • 손 목공 도구
    • Chisels
    • 평면 블레이드
    • 스크레이퍼
  • 금속 가공 및 유지보수를 위한 수공구
    • 연강의 수동 스레딩을 위한 탭 및 다이
    • 리머, 핸드 브로치
    • 스크라이브, 펀치, 드리프트 핀
  • 간단한 콜드 워크 툴링
    • 소량 블랭킹 및 성형 금형
    • 라이트 게이지 연질 금속을 다루는 전단 블레이드
    • 마찰과 연마 마모가 적은 벤딩 공구
  • 측정 및 레이아웃 도구
    • 사각형, 직선 자
    • 우수한 안정성과 광택이 필요한 게이지

이러한 도구의 대부분은 단면이 비교적 작아 물 경화 등급에 적합합니다.

W1이 여전히 우위를 점하고 있는 분야

대량 생산 금형 및 펀치에서 고합금 공구강이 W1을 대체하는 경우가 많지만, W1은 여러 분야에서 발판을 마련하고 있습니다:

  • 목공 및 목공 수공구
  • 모형 제작, 기기 제조 및 정밀 기계 작업장
  • 토치 또는 간이 용광로를 이용한 현장 열처리가 일반적인 유지보수 및 수리 작업
  • 기본 열처리 원리를 시연하는 교육 환경

이러한 환경에서는 소형 공구에서 토치를 이용한 국부 가열 등 간단한 방법을 사용하여 W1을 경화 및 템퍼링하는 기능이 고합금 등급의 확장된 제어 요구 사항보다 더 매력적일 수 있습니다.

W1이 이상적이지 않을 수 있는 상황

엔지니어는 몇 가지 상황에서 W1을 피해야 합니다:

  • 마모성 시트 소재를 취급하는 고생산성 스탬핑 금형
  • 심한 충격 부하 또는 충격에 노출된 도구
  • 단면 변화가 크거나 내부 모서리가 날카로운 복잡한 부품
  • 열처리 후 엄격한 치수 안정성이 요구되는 부품
  • 고온의 작업 공구 또는 고속 절삭 공구가 높은 온도를 보이는 경우

이러한 경우 오일 경화(O1), 공기 경화(A2, A6) 또는 고합금 냉간 가공강(D2, M2)으로 전환하면 초기 비용과 열처리 요구 사항이 증가하더라도 기대 수명이 더 길어집니다.

W1 공구강 압출 부품 전시
W1 공구강 압출 부품 전시

W1은 O1, A2 및 기타 냉간 가공 공구강과 어떻게 비교됩니까?

대체 등급과의 비교는 종종 자료 선택 결정에 영향을 미칩니다. 아래 표에는 일반적인 특성이 요약되어 있습니다.

비교 개요

등급 경화 매체 일반적인 합금 함량 비용 수준 내마모성 인성 치수 안정성 일반적인 용도
W1 Mn, Si가 낮은 일반 탄소 최저 보통 낮음에서 보통 겸손하고 왜곡되기 쉬운 수공구, 간이 금형, 게이지
O1 오일 Cr, Mn, W, 작은 V 낮음에서 중간 W1보다 높음 W1보다 우수 공기 경화보다 낫지만 공기 경화와 같지는 않음 범용 냉간 가공 다이 및 펀치
A2 Air Cr, Mo, Mn Medium 높음 Good 매우 좋음 블랭킹 다이, 펀치, 전단 블레이드
D2 Air 높은 Cr, Mo, V 중간에서 높음 매우 높음 보통 Good 연마 서비스에서 장기적인 툴링
S7 공기 또는 오일 Cr, Mo, Si 중간에서 높음 보통 매우 높은 내충격성 Good 내충격성 도구, 끌, 램
M2 Air 높은 모, W, V 높음 높은 온도에서 높음 보통 Good 고속 절단 도구

주요 요점

  • 재료 비용과 열처리 간소화 측면에서 W1이 승리합니다.
  • O1은 합리적인 비용을 유지하면서 더 나은 인성과 낮은 왜곡을 제공하며, 소형 금형 및 펀치에서 W1을 자주 대체합니다.
  • A2와 D2는 생산량과 마모 요구가 비용과 더 복잡한 처리를 정당화할 수 있는 경우에 가장 적합합니다.

실용적인 선택 고려 사항

인쇄물에 단순히 “공구강”이라고 명시되어 있으면 엔지니어와 구매자가 자유롭게 선택할 수 있는 경우가 많습니다. 결정 요인에는 다음이 포함됩니다:

  • 섹션 크기 및 지오메트리 복잡성
  • 필요한 주기 또는 미터 단위의 수명 단축
  • 사용 가능한 열처리 시설
  • 열처리 후 허용 오차 요구 사항
  • 예산 제약 및 폐기 비용

많은 워크샵에서 W1이 여전히 선호되는 곳입니다:

  • 조각이 작고 스트레스가 심하지 않습니다.
  • 최종 연삭 시 약간의 왜곡 처리 가능
  • 짧은 생산 기간 유지
  • 숙련된 공구 제작자는 연삭 및 샤프닝 시 W1의 “느낌”을 중요하게 생각합니다.

MWalloys 기술진은 고객과 이러한 절충점을 정기적으로 논의하여 공정, 설계 및 경제적 목표에 맞는 등급 선택을 돕습니다.

W1에 가장 적합한 가공 및 연삭 방법은 무엇입니까?

어닐링 상태에서의 가공성

구상화 어닐링 상태에서 W1은 탄소 함량이 0.90%에 가까운 고품질 일반 탄소강과 거의 유사하게 가공됩니다. 가공 특징:

  • 기존의 고속 강철 또는 카바이드 공구를 사용하여 드릴링, 선삭, 밀링 및 탭핑이 원활하게 진행됩니다.
  • 칩 동작은 극단적인 불안정성 없이 일관되게 유지됩니다.
  • 절삭 속도는 합금 함량이 낮기 때문에 합금 공구강에서 권장되는 속도를 초과할 수 있지만, 표면이 경화되는 것을 방지하는 데는 여전히 주의가 필요합니다.

대략적인 계획 수립을 위한 일반적인 권장 사항입니다:

  • 고속 강철 공구를 사용한 절삭 속도: 선삭 및 면삭 시 18-25m/min.
  • 카바이드 공구를 사용한 절삭 속도: 설정 강성에 따라 120-180m/min.
  • 적절한 절삭유를 사용하면 공구 수명과 표면 무결성이 향상됩니다.

조달 측면에서는 상대적으로 가공이 용이하여 열처리 전 제조 비용을 절감할 수 있습니다.

경화 상태에서의 가공

약 58 HRC 이상으로 경화 및 템퍼링되면 W1은 기존 방식으로 가공하기 어려워집니다. 옵션은 다음과 같습니다:

  • 적합한 휠과 냉각수를 사용한 연삭
  • 특정 형상에서의 방전 가공
  • 경질 기계에서 고급 세라믹 또는 CBN 공구를 사용한 하드 터닝

연삭은 특히 펀치, 금형 및 게이지의 최종 치수에 대해 가장 신뢰할 수 있는 접근 방식입니다.

연삭 권장 사항

하드 W1의 연마 화상 및 미세 균열을 방지합니다:

  • 고탄소 공구강(주로 흰색 또는 분홍색 알루미늄 산화물로 비교적 개방적인 구조)에 적합한 휠 사양을 선택합니다.
  • 연마제 흡착을 방지하기 위해 적절한 여과 장치와 함께 적절한 냉각수 흐름을 사용하세요.
  • 특히 날카로운 모서리나 얇은 웹 근처에서는 한 번의 무거운 제거 패스보다 여러 번의 가벼운 패스를 수행합니다.
  • 상당한 재료 제거가 발생하는 경우 연삭 단계 사이에 부품이 실온과 같아질 때까지 기다리십시오.

연삭 후 응력 완화제는 가공 후 부품에 잔류 응력이 높고 약간의 움직임이 있는 경우에 도움이 될 수 있습니다.

담금질 및 템퍼링 중 W1은 얼마나 안정적이며 왜곡을 어떻게 줄일 수 있나요?

왜곡과 균열을 유발하는 요인

물 경화 등급은 본질적으로 오일 경화 또는 공기 경화 강재보다 담금질 강도가 높습니다. 왜곡은 여러 가지 원인에서 발생합니다:

  • 담금질 중 열 구배
  • 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변환 변형
  • 단면 두께가 균일하지 않거나 비대칭 지오메트리
  • 이전 가공 또는 연삭으로 인한 잔류 응력

크래킹 위험이 증가하는 곳:

  • 날카로운 모서리나 깊은 키홈으로 응력이 집중되는 경우
  • 한 부품 내에서도 단면이 크게 다릅니다.
  • 가공으로 인해 특히 회전 섹션에서 높은 인장 표면 응력이 남습니다.

W1이 열처리를 견디는 데 도움이 되는 설계 사례

생존율과 치수 제어를 개선합니다:

  • 가능하면 내부 모서리에 넉넉한 반경을 사용하세요.
  • 균일한 단면을 유지하거나 적어도 얇은 영역과 두꺼운 영역 사이의 갑작스러운 전환을 피하세요.
  • 열처리 후 최종 연마가 예상되는 중요 표면에 재고 여유량을 제공합니다.
  • 뿌리 반경이 작은 깊은 막힌 구멍이나 날카로운 홈은 피하세요.
  • 버는 균열을 시작하는 역할을 하므로 담금질하기 전에 모든 가장자리를 버링합니다.

설계를 변경할 수 없는 경우, 등급을 O1 또는 A2로 전환하는 것이 더 나은 엔지니어링 결정일 수 있습니다.

이동을 제어하기 위한 프로세스 전략

상점에서는 프로세스 제어 단계를 구현하여 W1 동작을 길들일 수 있습니다:

  • 마무리 가공 전 스트레스 완화
    • 약 600~650°C로 가열한 후 천천히 냉각하면 기계 가공으로 인한 스트레스를 줄일 수 있습니다.
  • 예열 및 오스테나이트화 제어
    • 온도 오버슈트를 피하고 포화 구간까지만 오래 유지하면 균열을 유발하는 거친 입자 성장을 방지할 수 있습니다.
  • 방향성 담금질
    • 부품을 담금질 매체에 일정한 방향으로 담그면 구부러지거나 뒤틀리는 현상을 줄일 수 있습니다.
    • 접시, 칼날, 얇은 직사각형은 평면이 아닌 가장자리를 중심으로 담그는 것이 좋습니다.
  • 템퍼링 중 곧게 펴기
    • 부품이 아직 템퍼 온도에 있는 상태에서 최종 템퍼가 식기 전에 즉시 수행하면 약간의 굽힘 교정이 성공하는 경우가 있습니다.

하지만 여기에는 한계가 있습니다. 이러한 전략에도 불구하고 왜곡 위험이 허용할 수 없는 수준이라면 디자인이나 등급을 변경해야 합니다.

구매자가 공급업체로부터 W1을 소싱할 때 확인해야 할 사항은 무엇인가요?

구매 주문서의 주요 사양 항목

일관된 품질과 예측 가능한 열처리 반응을 보장하기 위해 구매자는 다음과 같이 정의해야 합니다:

  • 재료 지정
    • AISI W1 또는 이에 상응하는 국가 표준 번호.
  • 공급 조건
    • 어닐링, 구형화 어닐링 또는 특정 경도로 경화 및 템퍼링.
  • 치수 공차 및 마감
    • 열간 압연, 정밀 연마, 냉간 압연, 박피, 센터리스 연마.
  • 기계적 특성 요구 사항
    • 어닐링 상태에서의 최대 경도.
    • 해당 상태로 공급되는 경우 경화 막대 또는 플레이트에 필요한 경도 범위입니다.
  • 테스트 및 인증
    • 화학 성분 및 경도가 포함된 밀 테스트 보고서.
    • 중요한 경우, 초음파 검사 또는 기타 NDT 요구 사항이 있는 경우.

MWalloys는 일반적으로 W1에 완전한 추적 기능을 제공하며, 필요한 경우 고객별 표준 또는 기업 사양에 맞출 수 있습니다.

재료 사양 표 예시

다음 표는 기술 구매 설명에 자주 나타나는 세부 수준을 보여줍니다.

매개변수 일반적인 요구 사항
강철 등급 AISI W1, ASTM A681, M합금 품질 수준
제품 양식 원형 막대, 연마, 직경 20mm
배송 조건 어닐링 ≤ 207 HB
화학 성분 공급업체의 W1 범위 내에서 C 0.85~0.95%, P 및 S ≤ 0.025%.
길이 3m 랜덤 또는 요청에 따라 길이를 자릅니다.
직진성 예: 최대 편차 1000mm당 1.0mm
Surface 스케일, 정해진 한계보다 깊은 이음새, 균열 및 랩이 없습니다.
인증 EN 10204 3.1 테스트 인증서 또는 이에 상응하는 인증서

명확한 정의는 분쟁을 방지하고 다운스트림 처리 중에 서로 다른 열의 W1이 일관되게 작동하도록 하는 데 도움이 됩니다.

MWalloys는 산업에 W1 공구강을 어떻게 공급합니까?

이 글에서는 기술적인 측면에 초점을 맞추었지만 공급망 안정성은 프로젝트 성공에 직접적인 영향을 미칩니다.

MWalloys에서 일반적으로 제공되는 제품 범위

MWalloys는 일반적으로 다음과 같은 형태로 W1 재고를 유지합니다:

양식 크기 범위(표시) 일반적인 조건 일반적인 용도
원형 바 / 드릴 로드 직경 2mm - 100mm 어닐링, 정밀 연마 또는 냉간 인발 펀치, 핀, 작은 샤프트, 수공구
플랫 바 10 × 3mm 최대 300 × 50mm 어닐링, 열간 압연 또는 연마 다이, 전단 블레이드, 마모 스트립
플레이트 10 - 100mm 두께 어닐링, 요청 시 크기에 맞게 화염 절단 대형 금형, 플레이트, 고정 장치
길이에 맞게 잘라낸 조각 그림에 따르면 Annealed 프로토타입, 소량 생산

리드 타임은 크기와 마감 요구 사항에 따라 다릅니다. MWalloys는 종종 요청 시 절단, 기본 가공 및 사전 경화를 제공하여 사내 장비가 부족한 고객을 지원할 수 있습니다.

W1 사용자를 위한 부가 가치 서비스

엔지니어와 구매자를 지원하기 위해 MWalloys는 종종 다음을 제공합니다:

  • 지원 요구 사항과 관련된 학년 선택 시 안내
  • 섹션 크기에 따른 열처리 창 권장 사항
  • 국제적으로 동등한 성적 또는 세컨드 소스가 필요한 경우 비교 가능한 성적에 대한 조언
  • 테스트 인증서 해석 및 값과 플랜트 경험의 상관관계에 대한 지원

이러한 파트너십 방식의 접근 방식은 고객이 균열이나 일관되지 않은 경도와 같은 일반 탄소 경화 도구와 관련된 일반적인 함정을 피할 수 있도록 도와줍니다.

W1은 부식, 표면 마감 및 용접과 관련하여 어떻게 작동하나요?

부식 동작

W1에는 일부 변형에 미량 크롬 이상의 의도적인 내식성 합금이 포함되어 있지 않습니다. 특성:

  • 습한 환경에서는 W1을 보호하지 않으면 쉽게 녹이 슬 수 있습니다.
  • 미세하게 연마된 표면과 연마된 모서리는 청소하지 않고 습기, 지문, 절삭유에 노출되면 더 빨리 부식됩니다.
  • 장기 보관 시에는 녹 방지 오일, VCI 포장 또는 습도 조절이 필요합니다.

간헐적으로 습한 환경에 노출되는 공구의 경우 흑산화물, 인산염 코팅 또는 얇은 경질 크롬 층과 같은 표면 처리로 실질적인 보호 기능을 제공할 수 있지만, 코팅이 손상되면 기본 강철은 여전히 녹이 슬 수 있습니다.

표면 처리 및 코팅

몇 가지 마감 옵션으로 성능을 향상시킬 수 있습니다:

  • 질화 또는 질화 탄화
    • 표면 경도와 내마모성을 높이는 하드 컴파운드 층과 확산 영역을 생성합니다.
    • 처리 온도는 벌크 재료의 연화를 방지하기 위해 이전에 사용한 템퍼링 범위보다 낮게 유지됩니다.
  • 단단한 크롬 도금
    • 일부 표면의 내마모성과 내식성을 개선합니다.
    • 수소 취성에 주의해야 하며, 180~200°C 근처에서 베이킹한 후 사용하면 위험을 완화할 수 있습니다.
  • PVD 코팅
    • 절삭 공구 모서리에 TiN, TiCN 또는 이와 유사한 코팅을 하면 마모 수명이 늘어납니다.
    • 표면이 깨끗하고 연마 화상이나 미세 균열이 없어야 효과를 충분히 누릴 수 있습니다.

고객이 턴키 솔루션을 요청하는 파트너 시설을 통해 이러한 처리를 조정할 수 있습니다.

용접성 고려 사항

W1과 같은 일반 고탄소 공구강은 다음과 같은 이유로 인해 기존 용접에 제대로 반응하지 않습니다:

  • 열 영향 구역의 높은 균열 민감도
  • 용접부 부근의 현저한 경도 변화
  • 왜곡 및 치수 제어 손실 위험

예를 들어 금형 수리 중 W1에서 용접이 불가피한 경우:

  • 적당한 온도로 예열하면 열 구배와 균열이 줄어듭니다.
  • 낮은 수소 용접 소모품과 제어된 열 입력이 필수적이 되었습니다.
  • 용접 후 응력 완화 및 국소 재열 처리로 용접 부위의 미세 구조 개선

그러나 설계 변경 또는 선택적 인서트 교체는 종종 W1에서 부하가 많은 공구를 용접하는 것보다 장기적으로 더 나은 솔루션입니다.

비용 및 수명 주기 고려 사항은 W1 선택에 어떤 영향을 미치나요?

재료 및 처리 비용 비교

W1의 매력은 낮은 합금 함량과 간단한 경화 방식에서 시작됩니다:

  • 킬로그램당 원자재 가격은 공구강 옵션 중 가장 낮은 편에 속합니다.
  • 기본 용광로와 물 담금질 탱크에서 열처리를 수행할 수 있어 장비 비용을 절감할 수 있습니다.
  • 더 높은 온도와 제어된 분위기의 용광로가 필요한 고합금 등급에 비해 사이클 지속 시간이 상대적으로 짧습니다.

이에 대해 엔지니어는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다:

  • 복잡한 부품의 담금질 중 균열로 인한 스크랩 위험.
  • 왜곡을 수정하려면 추가 스톡과 연마가 필요합니다.
  • 마모와 충격 부하가 높은 곳에서는 공구 수명이 짧아집니다.

많은 저용량 애플리케이션에서 총 수명 주기 비용은 여전히 W1을 선호하며, 특히 간헐적으로 사용하는 수공구 또는 유지보수 지그의 경우 더욱 그렇습니다.

도구 수명 및 유지 관리

W1 기반 구성 요소의 공구 수명은 작동 조건에 따라 크게 달라집니다:

  • 부드러운 소재를 가볍게 절단할 때는 공구가 장시간 동안 적절하게 작동할 수 있습니다.
  • 마모가 심한 환경에서는 가장자리가 D2 또는 고속 강철에 비해 더 빨리 무뎌집니다.
  • 까다로운 서비스 조건에서는 재연마 빈도가 증가하지만, 연마의 용이성이 부분적으로 이를 보완합니다.

유지보수 팀은 종종 W1을 높이 평가합니다:

  • 표준 연삭 휠이나 스톤에서 빠르게 연마할 수 있습니다.
  • 세심하게 연마하면 날카로운 엣지를 선사합니다.
  • 특정 플랜트에서 적절한 열처리 체제가 확립되면 예측 가능한 방식으로 작동합니다.

총소유비용을 평가할 때는 가동 중단 시간, 연마 인건비, 폐부품과 같은 요소를 자재 가격에 포함시켜 계산해야 합니다.

W1 공구강에 대해 자주 묻는 질문

W1 공구강: 물 경화 및 성능 FAQ

1. W1 공구강은 주로 어떤 용도로 사용되나요?

W1은 주로 다음과 같은 수공구 및 간단한 냉간 가공 애플리케이션에 사용됩니다. 끌, 펀치, 목공용 칼날, 리머 및 핸드 탭에 사용됩니다. 저렴한 비용과 높은 달성 가능한 경도의 조합으로 극한의 인성이 주요 요구 사항이 아닌 공구에 이상적입니다.

2. W1은 수경화강으로 간주되나요?
예. W1은 공구강의 "W 그룹"에 속합니다. 빠른 담금질이 필요합니다. 물 또는 소금물 최대 경도에 도달합니다. 하지만 이렇게 빠른 냉각 속도는 오일 경화(O1) 또는 공기 경화(D2) 강재에 비해 뒤틀림과 균열의 위험을 증가시킵니다.
3. 열처리 후 W1 공구강은 얼마나 단단해질 수 있나요?

적절한 물 담금질 후 W1은 최대 경도에 도달할 수 있습니다. 64~67 HRC. 인성의 균형을 맞추기 위해 템퍼링 한 후 일반적으로 58~64 HRC 범위는 공구에 날카로운 모서리가 필요한지 아니면 더 나은 내충격성이 필요한지에 따라 달라집니다.

4. W1을 물 대신 오일로 담금질할 수 있나요?
작거나 복잡한 W1 부품을 담금질할 때 때때로 빠른 오일 를 사용하여 균열의 위험을 최소화할 수 있습니다. 그러나 이렇게 하면 표면 경도가 낮아지고 경화 깊이가 얕아지는 경우가 많습니다. 엔지니어는 중요 부품에 대해 물 담금질에서 오일 담금질로 전환하기 전에 시험을 수행해야 합니다.
5. W1은 O1 공구강과 어떻게 다릅니까?
주요 차이점은 다음과 같습니다. 합금 및 안정성. O1은 크롬과 텅스텐이 첨가되어 있어 오일 담금질이 가능하며 뒤틀림이 훨씬 적습니다. 이에 비해 W1은 거의 순수한 탄소강으로, 가격은 저렴하지만 뒤틀림이 발생하기 쉽고 열처리 시 더 많은 기술이 필요합니다.
6. W1 공구강은 가공하기 쉬운가요?
어닐링된 상태의 W1은 다음과 같습니다. 기계 가공이 매우 쉬움, 고품질 중탄소강과 유사합니다. 선삭, 밀링 및 드릴링에 잘 반응합니다. 하지만 완전히 경화되면 연마하거나 방전 가공(EDM)을 통해 가공해야 합니다.
7. W1은 쉽게 녹이 슬나요?
예. W1은 크롬과 같은 합금 함량이 매우 낮기 때문에 내식성이 거의 없습니다. 습한 환경에서는 노출된 표면이 빠르게 녹슬게 됩니다. W1 공구와 게이지를 유지 관리하려면 적절한 오일링 또는 보호 코팅이 필수적입니다.
8. W1을 열간 가공 툴링에 사용할 수 있나요?
아니요. W1은 엄밀히 말해 냉간 가공된 강철입니다.

200°C 이상의 온도에 노출되면 경도가 급격히 떨어지므로 단조 금형이나 열간 압출과 같이 고열이 필요한 응용 분야에서는 다음과 같은 전용 열간 가공강을 사용해야 합니다. H13.

9. W1의 일반적인 템퍼링 범위는 어떻게 되나요?

대부분의 W1 도구는 150°C 및 350°C. 낮은 온도(150~200°C)에서 템퍼링하면 절삭 날의 경도가 높게 유지되고, 높은 온도(300°C 이상)에서는 충격이 가해지는 공구의 인성이 향상됩니다.

10. MWalloys는 W1 공구강을 인증과 함께 공급합니까?
예. MWalloys는 W1 공구강에 완전한 밀 테스트 인증서(MTC). 여기에는 화학 분석, 어닐링 경도 검증, 소재가 열처리 프로토콜에 일관되게 반응하는지 확인하기 위한 추적성이 포함됩니다.

성명서: 이 기사는 MWalloys 기술 전문가 Ethan Li의 검토를 거쳐 게시되었습니다.

MWalloys 엔지니어 ETHAN LI

에단 리

글로벌 솔루션 디렉터 | MWalloys

에단 리는 2009년부터 MWalloys의 수석 엔지니어로 재직하고 있습니다. 1984년생인 그는 2006년 상하이 자오통 대학교에서 재료공학 학사 학위를 취득한 후 2008년 웨스트 라파예트 퍼듀 대학교에서 재료공학 공학 석사 학위를 받았습니다. 지난 15년 동안 MWalloys에서 첨단 합금 배합 개발을 주도하고, 여러 분야의 R&D 팀을 관리했으며, 회사의 글로벌 성장을 뒷받침하는 엄격한 품질 및 프로세스 개선을 구현했습니다. 실험실 밖에서는 열렬한 러너이자 사이클리스트로 활동적인 라이프스타일을 유지하며 가족과 함께 새로운 여행지를 탐험하는 것을 즐깁니다.

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