안녕하십니까.
현업에서 개발 및 설계를 수행하는 실무자입니다.
다름이 아니라, 당 사에서 SNCM439 환봉을 구매하여 열처리 업체를 통해 QT열처리 하여 가공 진행 중에 있는 문제를 문의하고자 합니다.
당 사에서 선반 가공을 진행하면서 SNCM439를 QT 열처리한 환봉이 가운데가 휘어지는 현상(U자)이 발생했습니다.
선반 가공은 직경 55mm의 환봉을 양쪽 끝에 척과 심압대로 잡고 가공을 진행하였습니다.
가공담당자는 열처리된 소재가 문제가 있는 것 같다고 하는데, 열처리 업체는 SNCM439의 QT를 잘 진행했다 합니다.
이에 질문사항을 아래와 같이 정리하겠습니다.
1. SNCM439의 QT 열처리가 S45C, FC, FCD, SCM과 같은 소재와는 다른 열처리가 필요한지 질문드립니다.
2. 샤프트 가공 시, 방진구 사용이 필수 인지 질문드립니다.
- 당 사에서 다른 소재(S45C, FC)로 현 샤프트 보다 더 긴 기장의 샤프트를 가공했을 때에도 이러한 휨은 없었습니다.
- 심압대(라이브센터 장착)에서 너무 강한 힘으로 밀었다고 하는 의견도 있어, 시험하였으나 심압대의 미는 힘을 최소로 한 상태에서 가공하여도 U자로 0.3mm 이상 휩니다.
3. SNCM439의 가공/열처리/연삭의 순서를 질문드립니다.
- 당 사는 SNCM439 소재를 QT 열처리 후, 가공한 뒤 연마집에 이를 전달하여 연삭을 진행합니다.
4. SNCM439를 QT열처리 별도로 열처리 진행한 것과 SNCM439 QT소재의 차이점이 있는지 질문드립니다.
5. SNCM439 경도가 고르지 않은데, 이것에서 열처리 문제가 있다고 판단할 수 있는지 질문드립니다.
- SNCM439 QT열처리 한 것을 축방향 위치별로 잘라서 경도를 확인하니, 제일 낮은곳은 HRC 32 / 제일 높은 곳은 HRD 40과 같이 차이가 많습니다.
이상이며, SNCM439의 샤프트 가공 불량률이 휨으로 인해서 10개 가공하면 8개 불량이 나는 중에 답답한 마음으로 질문드립니다.
감사합니다.
제품의 길이가 길 경우 열처리로에 제품 장입 시 서포트 배치에 따라 벤딩이 발생합니다.
열처리 업체에 제품 장입 상황을 체크해서 열처리 벤딩을 최소화 하는게 중요합니다.
열처리 후 가공 여유가 나오는지 가공전에 제품의 벤딩 체크가 필요해 보입니다.
열처리 후 레퍼런스 UT 검사, 경도 검사를 하면 가공전에 소재 및 열처리 결함을 확인할 수 있습니다.
소재, 열처리 공정에 문제가 없는 경우에도 벤딩 결함이 지속 발생 시 가공 여유를 좀 더 주는 것을 고려해보시고, 길이가 긴 제품은 선반 중앙부에 벤딩 방지용 치공구를 적용하는것도 방법입니다.
경도가 불균일한 문제는 먼저 제품의 화학 성분을 확인해보시고, 급냉 시 수조의 온도 관리 확인 및 상황에 따라 QT 열처리 온도 조절을 검토하시길 바랍니다.
선반 가공시 보통 가공품 기장이 지름경의 16배 이상이 되면 가공품의 떨림 방지를 위해 방진구를 사용합니다.
심압대를 사용하였다는 것은 가공품의 길이가 다소 길었다는 것으로 판단됩니다.
심앞대가 제품을 밀어주는 압력은 어느정도는 있어야 합니다.
오히려 약하면 가공시 왕복대의 바이트가 제품을 밀어 떨림과 휨을 발생시킵니다.
심압대의 압력이 약하고 방진구 사용을 안했다면 당연히 휨이 발생합니다.
가공 회전수, 심압대의 압력, 왕복대의 속도 및 방진구의 사용 유무, 냉각수 사용유무를 잘 확인해 보시기 바랍니다.
궁금한 부분이 몇가지가 있습니다.
1. 55mm의 직경에 실제 제품가공품 길이를 알려주시면 좋겠습니다.
2. 방진구를 사용했다면 얼마의 간격으로 설치하여 가공했는지 말씀해 주시면 좋을것 같습니다.
3. 실제 가공품의 최종 가공 직경이 얼마이며 변형된 소재라고 하시는 것으로 가공 시 미가공 또는 치수불량의 편차가 얼마인지 알아야 할 것 같습니다.
4. 실제 제품의 형상을 알면 더 좋을 것 같습니다만 추측하자면 환봉이라고 하셨으니 55mm 직경의 환봉을 더 작은 직경으로 직선 가공만 한다고 생각됩니다.
추가적으로 말씀드리자면 휨으로 인해 소재의 가공여유가 부족하여 불량이 지속적으로 발생되고 열처리에서 문제의 소지가 없고 개선의 여지가 없는 불가피한 상황으로 가공을 해야 한다면 황삭 치수를 작게하여 정삭 여유를 더 남기시는것도 하나의 방법으로 생각됩니다.
중간에 방진구 설치를 추천드리구요
황삭 -> QT -> 정삭 - 연마
또는
황삭 -> QT-> 정삭
또는
황삭 - >QT ->연마
공정으로 변경해서 진행추천드립니다.
가공 전 경도측정/가공 후 변형된소재의 경도변화가 있었는지 체크도 한번 하십시오.
곤란하시겠네요.
4340 강의 경우 QT 조건은 아래와 같습니다.
Q820-870도 급냉, T 580-680도 급냉
제품의 길이방향으로 경도가 차이가 많은데, QT 조건 확인하셔야 할 것 같습니다. 특히 Q 후에는 HrC 53까지 나가는데 ...
긴 제품의 열처리시에 제품 투하를 어떻게 하는지에 따라 품질에 영향이 많을 수 있습니다.
가공은 보통 황삭 - QT - 정삭 - 연마 순서로 합니다.
가공품의 길이가 어느 정도인지 모르겠습니다만, 아주 긴 경우라면 중간에 지지대(?)를 설치하여 작업하는 방법도 있습니다.