공구강의 열간 경도는 얼마입니까? 글쎄요, 당신이 제조업 분야에 종사하고 있다면 이것은 아마도 적어도 한 번은 스스로에게 물어봤을 질문일 것입니다. 공구강 공급업체로서 저는 이 주제에 관해 상당히 많은 대화를 나눴기 때문에 몇 가지 통찰력을 공유하고 싶다고 생각했습니다.
기본부터 시작해 보겠습니다. 적색 경도라고도 알려진 고온 경도는 고온에서 경도, 강도 및 내마모성을 유지하는 재료의 능력입니다. 공구강의 경우 공구가 종종 높은 응력과 고온 조건에서 작동하기 때문에 이는 매우 중요합니다. 예를 들어, 금속을 절단, 성형 또는 단조할 때 공구는 마찰과 변형으로 인해 발생하는 강한 열에 노출됩니다. 공구강의 열간 경도가 좋지 않으면 부드러워지고 빨리 마모되어 절삭날을 잃게 됩니다.
그렇다면 고온경도는 어떻게 작용합니까? 그것은 모두 공구강의 미세 구조에 달려 있습니다. 공구강은 탄소, 크롬, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐과 같은 다양한 합금 원소로 구성됩니다. 이러한 원소는 강철 매트릭스 내에서 경질 탄화물 입자를 형성합니다. 강철이 가열되면 이러한 탄화물은 전위(결정 구조의 결함) 이동을 방해하는 장벽 역할을 하여 강철의 경도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
일부 인기 있는 공구강과 그 열간 경도 특성을 살펴보겠습니다.
첫 번째는T1 고속공구강. T1은 고전적인 고속도 공구강입니다. 텅스텐 함량이 높아 열간경도가 우수합니다. T1은 최대 약 650°C(1200°F)까지 경도를 유지할 수 있습니다. 따라서 밀링, 터닝, 드릴링과 같은 고속 절단 작업에 이상적입니다. 높은 고온 경도로 인해 공구는 날카로움을 빠르게 잃지 않고 스테인레스 스틸 및 고강도 합금과 같은 단단한 재료를 절단할 수 있습니다.
또 다른 잘 알려진 공구강은 다음과 같습니다.D2 공구강봉. D2는 고탄소, 고크롬 공구강입니다. 내마모성이 우수하고 고온 경도가 적당합니다. 일부 고속도강만큼 내열성은 아니지만 중간 정도의 높은 온도에서도 잘 견딜 수 있습니다. D2는 블랭킹 다이, 냉간 성형 다이 및 펀치와 같은 응용 분야에 자주 사용됩니다. D2의 고온 경도는 이러한 유형의 작업과 관련된 반복적인 충격과 높은 압력을 견딜 수 있도록 도와줍니다.
그럼 거기에H13 공구 강판. H13은 열간공구강입니다. 열간 단조, 다이캐스팅, 압출 공정의 극심한 열과 응력을 처리하도록 설계되었습니다. H13은 우수한 고온 경도와 인성을 제공하는 합금 원소의 균형 잡힌 조합을 가지고 있습니다. 최대 약 600°C(1100°F)의 온도에서도 경도를 유지할 수 있습니다. 이는 뜨거운 금속을 성형하는 데 사용되는 다이에 대한 최고의 선택입니다.
이제 공구강의 열간 경도를 측정하는 방법이 궁금할 것입니다. 일반적인 방법 중 하나는 Rockwell 경도 테스트입니다. 이 테스트에서는 다이아몬드 콘이나 경화된 강철 볼을 특정 하중으로 강철 표면에 밀어 넣습니다. 그런 다음 압입 깊이를 측정하고 이 측정값을 사용하여 경도를 결정합니다. 고온 경도를 측정하기 위해 시험은 높은 온도에서 반복됩니다.
또 다른 방법은 비커스 경도 시험이다. Rockwell 테스트와 유사하게 다이아몬드 압자를 사용하여 강철 표면에 압흔을 만듭니다. 압흔의 크기를 측정하고 경도를 계산합니다. 비커스 테스트의 장점은 더 작거나 얇은 샘플에 사용할 수 있으며 경우에 따라 더 정확한 경도 측정을 제공한다는 것입니다.
열간 경도를 기준으로 공구강을 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 먼저, 애플리케이션의 작동 온도를 생각해 보십시오. 고속 절단이나 열간 단조 작업을 한다면 T1이나 H13과 같이 열간 경도가 높은 강이 필요합니다. 온도가 좀 더 적당하다면 D2가 좋은 선택이 될 수 있습니다.
둘째, 인성, 내마모성, 가공성과 같은 강의 다른 특성을 고려합니다. 때로는 절충을 해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 고온 경도가 매우 높은 강철은 기계 가공이 더 어려울 수 있습니다.
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참고자료
- ASM 핸드북 제1권: 특성 및 선택: 철, 강철 및 고성능 합금
- Robert A. Grange와 JK Tien의 공구강 기술
