우리는 모두 CNC 가공이 부품을 생산하는 가장 좋은 방법 중 하나라는 것을 알고 있습니다. 그리고 대부분의 부품은 강철로 만들어집니다. 그런 다음 강철의 속성을 변경하고 가공을 더 쉽게 만들기 위해 가공이 완료되기 전에 일반적으로 몇 가지 추가 처리 및 프로세스가 수행됩니다.
가공 전에 소재를 경화시키면 가공 시간과 공구 마모가 증가하지만, 강철은 가공 후에 처리하여 완제품의 강도나 경도를 높일 수 있습니다. 그렇다면 CNC 가공을 사용하여 강철을 강철 부품으로 가공하는 방법은 무엇일까요? 아래는 3가지 표준 강철 가공 기술입니다.
강철 소재의 CNC 가공 – 열처리
열처리는 강철의 온도를 조작하여 재료 특성을 바꾸는 여러 가지 공정을 말합니다.
어닐링은 경도를 낮추고 연성을 높여 강철을 작업하기 쉽게 만드는 데 사용됩니다. 어닐링 공정은 강철을 원하는 온도까지 천천히 가열하여 일정 시간 동안 유지합니다. 필요한 시간과 온도는 특정 합금에 따라 달라지며 탄소 함량이 증가함에 따라 감소합니다. 마지막으로 강철은 용광로에서 천천히 냉각되거나 절연 재료로 둘러싸여 있습니다.
정규화는 어닐링된 강철보다 더 높은 강도와 경도를 유지하면서 강철의 내부 응력을 완화합니다 . 정규화하는 동안 강철은 고온으로 가열된 다음 강철의 경도를 개선하기 위해 적절한 온도에서 냉각됩니다.
담금질은 강철을 단단하게 만들고 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 더 취성적으로 만듭니다. 경화 공정은 강철을 천천히 가열하고 고온에 담근 다음 강철을 물, 오일 또는 염수 용액과 같은 액체에 담가 빠르게 냉각하는 것을 포함합니다.
템퍼링은 강철 경화와 함께 발생하는 취성 중 일부를 완화하는 데 사용할 수 있습니다. 강철 템퍼링은 정규화와 거의 동일합니다. 먼저 선택한 온도까지 천천히 가열한 다음 강철을 공랭합니다. 차이점은 템퍼링이 다른 공정보다 낮은 온도에서 수행되어 템퍼링된 강철의 취성과 경도가 감소한다는 것입니다.
강철 소재의 CNC 가공 – 침전 경화
침전 경화는 강철의 항복 강도를 증가시킵니다. 침전 경화 강철의 주요 차이점은 구리, 알루미늄, 인 또는 티타늄과 같은 원소를 함유한다는 것입니다. 이는 강철의 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 충분한 인성을 유지합니다. 이는 PH 강철이라고 하는 고강도 스테인리스 강철의 한 종류입니다.
침전 경화 특성을 활성화하기 위해 강철은 먼저 용액 처리한 다음 시효 경화됩니다. 시효 경화 공정은 재료를 장시간 가열하여 추가된 원소가 침전되도록 합니다. 즉, 크기가 다른 고체 입자가 형성되어 재료의 강도가 증가합니다.
17-4PH(630 강철이라고도 함)는 스테인리스 강 침전 경화 등급의 일반적인 예입니다. 이 합금은 17% 크롬과 4% 니켈, 4% 구리를 함유하여 침전 경화를 돕습니다. 경도, 강도, 높은 내식성이 추가되어 17-4PH는 헬리데크 플랫폼, 터빈 블레이드, 핵폐기물 통에 사용됩니다.
CNC 가공 강철 소재 – 냉간 가공
변화는 많은 열을 가하지 않고도 강철의 속성을 바꿀 수 있습니다. 예를 들어, 냉간 가공된 강철은 작업 경화 과정을 통해 더 강해집니다. 작업 경화는 금속이 소성 변형을 겪을 때 발생합니다.
이것은 금속을 망치질, 압연 또는 인발하여 의도적으로 수행할 수 있습니다. 절삭 공구 또는 작업물이 너무 뜨거워지면 가공 중에 의도치 않게 작업 경화가 발생할 수도 있습니다. 냉간 가공은 또한 강철의 가공성을 개선합니다. 연강은 냉간 가공에 매우 적합합니다.
강철로 부품을 만드는 경우 다음 사항에 유의하세요!
- 강철 부품을 설계할 때는 재료의 고유한 특성을 염두에 두는 것이 중요합니다. 응용 분야에 적합하게 만드는 특징은 제조를 위한 추가 설계(DFM) 고려 사항이 필요할 수 있습니다.
- 강철을 가공하는 데는 재료의 단단함 때문에 알루미늄이나 황동과 같은 다른 부드러운 재료보다 시간이 더 오래 걸리며, 스핀들 속도와 이송 속도를 줄이면 부품과 도구를 보호할 수 있습니다.
- 어떤 강철을 사용할지 결정할 때는 경도와 강도뿐만 아니라 가공성의 차이도 고려해야 합니다. 예를 들어, 스테인리스 강철은 탄소강보다 약 두 배 더 오래 가공합니다. 다른 등급을 결정할 때는 어떤 특성이 가장 중요한지, 어떤 강철 합금이 쉽게 구할 수 있는지도 고려해야 합니다. 304 또는 스테인리스 강철 316과 같은 일반적인 등급은 더 다양한 재고 크기로 제공되며 찾고 조달하는 데 시간이 덜 걸립니다.
