고속가공에 사용되는 초경공구의 경우 P종이 주로 사용되는데 이는 모재에 TiC와 TaC를 많이 포함하고 있어 철과 찬화력이 떨어져 고온내마모성이 우수하기 때문입니다.
그러나 일반 초경 엔드밀의 경우 프레스 금형에 주로 사용되는 재료인 SKD61, SKD 11등의 고경도강을 고속절삭할때 동반되는 많은 절삭열과 공구상의 칩핑의 발생으로 인하여 60 HRC를 초과하는 고경도재료의 절삭은 불가능합니다.
철계 금속의고속가공에 사용되는 공구는 보통 피복 초경 엔드밀공구와 CBN공구를 주로 사용합니다.
솔리드 초경 엔드밀류는 TiN, TiC, TiCN, TiAlN등을 코팅하여 사용하며 인서트 타입의 엔드밀의 팁의 경우 보통 다층피복(multiple coating)을 주로 사용합니다.
다층피복의 경우 초경합금 모재위에 TiC를 코팅하고 그위에 Al2O3 와 TiN을 코팅한 공구입니다. TiN의 경우 보통 마찰계수가 작고 경도가 크고 고온절삭에 잘견며 초경합금 모재와의 접착성도 우수합니다. TiC의 경우 플랭크마모가 크게줄며 산화알루미늄(Al2O3 : Aluminum Oxide)의 경우 고온특성이 우수하고 화학적으로 불활성이므로 열전도율이 떨어져 플랭크및 크레이터 마모에 강한 특성이 있습니다.
보통 솔리드 엔드밀의 경우 현재 주류를 이루는 코팅은 TiAlN입니다. 보통 TiN, TiC의 경도는 Hv 3000정도이나 TiAlN의 경도는 이상적인 경우 Hv 3500이상이므로 코팅공구로서는 최적이라고 할 수 있습니다.
CBN공구의 경우 Hv 4700 이고 열전도율이 다이아몬드 다음으로 우수하므로 철계금속의 고속가공에는 가장적합하나 취성이 있고 가격대비 성능면에서 아직 일반적이지는 않습니다.
고속가공에서의 공구마모의 경우 절삭속도가 증가하면서 확산(Diffusion)마모가 발생하며 일반적인 저속가공에서 발생하는 물리적인 연삭(Abrasion)마모는 상대적으로 감소하는 경향이 있습니다.
그러므로 일반적으로 경사면의 열적인 원인의 크레이터마모가 플랭크 마모보다 지배적입니다. 공구코팅을 사용하는 이유도 고온 확산마모를 줄이기위한 한가지 방법입니다.
질문하신 마모와 칩핑은 상대적이며 피삭재가 어느 것이냐에 따라 그 절삭성은 달라집니다. 그러므로 일의적으로 말씀드리기 곤란합니다.
고속가공은 공구 코팅 기술과 동시에 주축의 홀더기술이 복합적으로 칩핑발생 특성을 좌우합니다. 칩핑은 서멧이나 세라믹공구등에서 주로 발생하며 최근 공구홀더의 테이퍼 부분과 플랜지부분을 동시에 구속하는 2면구속 툴링의 등장으로 고속가공시 발생하는 공구칩핑등이 어느정도 방지되므로 일반적인 정상마모(크레이터나 플랭크마모)로 공구수명 판정을 행하므로 칩핑등의 문제는 많이 없어졌습니다.
심지용
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고속가공시 사용되는 공구의 재료의 기호와 설명그리고
마모와 칩핑에 대해서 아시는분 답변좀 부탁합니다
----------------- [답 변] -------------------
안녕하십니까?
우선 질문하신 공구재료에 대하여 설명드리겠습니다.
고속가공에 사용되는 초경공구의 경우 P종이 주로 사용되는데 이는 모재에 TiC와 TaC를 많이 포함하고 있어 철과 찬화력이 떨어져 고온내마모성이 우수하기 때문입니다.
그러나 일반 초경 엔드밀의 경우 프레스 금형에 주로 사용되는 재료인 SKD61, SKD 11등의 고경도강을 고속절삭할때 동반되는 많은 절삭열과 공구상의 칩핑의 발생으로 인하여 60 HRC를 초과하는 고경도재료의 절삭은 불가능합니다.
철계 금속의고속가공에 사용되는 공구는 보통 피복 초경 엔드밀공구와 CBN공구를 주로 사용합니다.
솔리드 초경 엔드밀류는 TiN, TiC, TiCN, TiAlN등을 코팅하여 사용하며 인서트 타입의 엔드밀의 팁의 경우 보통 다층피복(multiple coating)을 주로 사용합니다.
다층피복의 경우 초경합금 모재위에 TiC를 코팅하고 그위에 Al2O3 와 TiN을 코팅한 공구입니다. TiN의 경우 보통 마찰계수가 작고 경도가 크고 고온절삭에 잘견며 초경합금 모재와의 접착성도 우수합니다. TiC의 경우 플랭크마모가 크게줄며 산화알루미늄(Al2O3 : Aluminum Oxide)의 경우 고온특성이 우수하고 화학적으로 불활성이므로 열전도율이 떨어져 플랭크및 크레이터 마모에 강한 특성이 있습니다.
보통 솔리드 엔드밀의 경우 현재 주류를 이루는 코팅은 TiAlN입니다. 보통 TiN, TiC의 경도는 Hv 3000정도이나 TiAlN의 경도는 이상적인 경우 Hv 3500이상이므로 코팅공구로서는 최적이라고 할 수 있습니다.
CBN공구의 경우 Hv 4700 이고 열전도율이 다이아몬드 다음으로 우수하므로 철계금속의 고속가공에는 가장적합하나 취성이 있고 가격대비 성능면에서 아직 일반적이지는 않습니다.
고속가공에서의 공구마모의 경우 절삭속도가 증가하면서 확산(Diffusion)마모가 발생하며 일반적인 저속가공에서 발생하는 물리적인 연삭(Abrasion)마모는 상대적으로 감소하는 경향이 있습니다.
그러므로 일반적으로 경사면의 열적인 원인의 크레이터마모가 플랭크 마모보다 지배적입니다. 공구코팅을 사용하는 이유도 고온 확산마모를 줄이기위한 한가지 방법입니다.
질문하신 마모와 칩핑은 상대적이며 피삭재가 어느 것이냐에 따라 그 절삭성은 달라집니다. 그러므로 일의적으로 말씀드리기 곤란합니다.
고속가공은 공구 코팅 기술과 동시에 주축의 홀더기술이 복합적으로 칩핑발생 특성을 좌우합니다. 칩핑은 서멧이나 세라믹공구등에서 주로 발생하며 최근 공구홀더의 테이퍼 부분과 플랜지부분을 동시에 구속하는 2면구속 툴링의 등장으로 고속가공시 발생하는 공구칩핑등이 어느정도 방지되므로 일반적인 정상마모(크레이터나 플랭크마모)로 공구수명 판정을 행하므로 칩핑등의 문제는 많이 없어졌습니다.
답변이 되었으면 합니다.
감사합니다.