절삭 가공에 스포츠 베트맨되는 재료 분류

절삭 가공에 사용되는 재료는 크게 "철강", "비철금속", "비금속"의 3가지로 분류됩니다. 각각의 재료는 고유한 특성을 가지며, 용도 및 요구되는 성능에 따라 재료를 선택하는 것이 중요합니다.

철강

철강 재료는 산업 부품 및 자재로 가장 널리 사용되는 재료로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

철강 재료는 탄소 함유량에 따라 특성이 크게 변합니다. 일반적인 구조용 강(SS400 등)은 가공성이 우수하고 범용성이 높고, 기계 구조용 탄소강(S45C 등)은 열처리에 의한 강도 조정이 가능합니다. 또한 크롬이나 니켈 등을 첨가한 스테인리스강은 내식성과 내열성이 우수합니다. 절삭 가공에 있어서는, 철강 재료의 경도나 인성이 공구 수명이나 가공 정밀도에 크게 영향을 줍니다.

비철금속

비철 금속은 철 이외의 금속 재료의 총칭입니다. 대표적인 것에는 알루미늄, 구리, 티타늄, 마그네슘 등이 있습니다. 이러한 재료는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

비철금속은 철강재료에 비해 비싸지만 각각의 특성을 살린 용도로 사용되고 있습니다. 예를 들어 알루미늄과 마그네슘은 항공기와 자동차의 경량화 부품에, 구리는 전자 기기의 방열 부품에, 티타늄은 의료 기기의 생체 적합 부품 등에 사용되고 있습니다.

절삭 가공에서는 재료별로 적절한 가공 조건을 설정하는 것이 중요합니다. 알루미늄이라면 고속 절삭이 가능하지만 칩의 부착에 주의가 필요하고, 티타늄에서는 절삭시의 발열 관리가 중요해지는 등, 각각의 재료 특성에 따라 작업을 합시다.

비금속

비금속 재료에는 플라스틱(수지), 세라믹, 복합 재료 등이 포함됩니다. 이러한 재료는 다음과 같은 특징이 있습니다.

특히 플라스틱은 '복잡한 형상의 성형이 가능', '양산하기 쉽다' 등의 장점에서 산업 제품부터 생활 용품까지 널리 스포츠 베트맨됩니다.

절삭 가공에 자주 스포츠 베트맨되는 주요 비철금속 재료

비철금속 재료는 경량성, 내식성 등 철강 재료에는 없는 특징을 가지고 있습니다. 그 특성을 살려 사용되는 경우가 많고, 경량화가 필요한 항공기 부품, 도전성이 요구되는 전자 부품 등 용도도 다양합니다.

여기에서는 대표적인 비철금속 재료에 대한 특성과 가공의 요점을 설명합니다.

알루미늄

알루미늄은 철의 약 1/3의 가벼움과 우수한 가공성을 지닌 비철금속입니다. 순알루미늄은 너무 부드러우므로 공업용도에서는 구리나 마그네슘 등을 첨가한 합금으로 사용됩니다.

알루미늄 합금은 주요 첨가 원소에 따라 1000번대(순알루미늄)에서 7000번대(Al-Zn-Mg 계열)로 분류됩니다. 예를 들어, 2000번대(Al-Cu계)의 「듀랄민」이라고 불리는 A2017, A2024 등은 항공기 부품이나 정밀 기계 부품에 자주 사용되는 재료입니다.

●주요 특징

절삭 가공은 고속으로 가공할 수 있지만, 칩은 공구에 쉽게 용접되기 때문에 절삭유를 스포츠 베트맨하는 것이 좋습니다. 또, 얇은 부품을 가공할 때는 변형에 주의가 필요하고, 버에 대한 대처도 중요합니다.

마그네슘

마그네슘은 실용 금속 중 가장 가벼운 재료입니다. 비중은 1.8g/cm³로 알루미늄보다 약 30% 경량입니다. 최근에는 모바일 기기의 케이스와 자동차 부품 등 극도의 경량화가 요구되는 부품에 사용되고 있습니다.

●주요 특징

마그네슘의 절삭 가공에 있어서 안전 측면에서의 고려가 특히 중요합니다. 마그네슘은 불타기 쉬운 소재로, 분말상이나 칩 등은 특히 점화하기 쉬워집니다. 대규모 화재로 이어지는 사례도 있으므로, 적절한 절삭 조건의 설정과 소화 설비의 준비가 빠뜨릴 수 없습니다. 또한 물과 반응하여 수소를 발생시키기 때문에 수용성 절삭유제는 사용할 수 없습니다.

텅스텐

텅스텐은 비철금속 중에서도 특히 높은 융점(3,422℃)과 밀도(19.3g/cm³)를 가진 재료입니다. 어원은 「무거운 돌」을 의미하는 스웨덴어에서 유래하며, 주로 절삭 공구의 재료나 고온・고하중 환경에서 사용되는 부품에 이용되고 있습니다. 고밀도라는 특성을 살려, 골프 도구의 웨이트나 손목시계의 무게 등에도 이용됩니다.

●주요 특징

텅스텐은 '난삭재'로 분류되는 재료로, 절삭 가공 시 고경도 공구를 사용해야 합니다. 또, 가공시는 저속에서의 절삭이 기본이 되어, 공구 수명이 짧아지기 쉽기 때문에, 절삭유제의 사용도 빠뜨릴 수 없습니다.

구리

구리는 높은 전도성과 열전도성을 지닌 비철금속입니다.

●주요 특징

구리 절삭 가공에서는 공구에 쉽게 부착되기 때문에 적절한 공구 선정 및 절삭 조건 설정이 중요합니다. 구리는 부드럽고 끈기도 강하기 때문에 절삭 속도를 높이고 경사각이 큰 공구를 사용하는 경우가 많습니다. 그러므로 가공면의 질을 올리면서 깎기의 배출성을 좋게 할 수 있습니다.

티타늄

티타늄은 비강도(중량비강도)가 우수하고 매우 높은 내식성을 지닌 비철금속입니다. 항공 우주 산업, 의료 기기, 화학 플랜트 등 높은 신뢰성이 요구되는 분야에서 사용되고 있습니다. 순티타늄에서도 철의 2배 이상의 비강도를 가지며, 티타늄 합금이 되면 비강도는 더욱 증가합니다. 그 뛰어난 생체 적합성으로부터 의료용 임플란트 등에도 널리 채용되고 있습니다.

●주요 특징

티타늄의 절삭 가공에서는 열전도율이 낮기 때문에 절삭시의 발열이 크고 공구 수명이 짧아지기 쉬우므로 주의합시다. 티타늄 가공에서는 비강도가 높기 때문에 저속 절삭이 기본이 되어 진동에 의한 여드름이 발생하기 쉬운 재료이기 때문에 충분한 강성을 가지는 공작기계의 사용을 추천합니다.

황동(신추)

황동은 구리와 아연을 주성분으로 하는 합금으로 황동이라고도 합니다. 장식성과 가공성의 균형이 좋고, 기계 부품부터 장식품까지 폭넓은 용도로 사용되고 있습니다. 대표적인 재료인 C3604(쾌삭 황동)는 우수한 절삭성과 적당한 강도를 겸비하여 많은 기계 부품에 채용되고 있습니다.

●주요 특징

금관 악기의 절삭 가공은 기본적으로 칩이 미세하게 분단되기 쉽고 고속 절삭을 하기 쉬운 것이 특징입니다. 한편, 재료의 부드러움과 전신성의 높이로부터, 버의 발생이나 칩에 의한 표면의 손상에 주의합시다. 경사각이 크고 예리한 초경공구를 스포츠 베트맨하거나 유성 냉각수로 냉각을 하여 가공품질을 유지합니다. 그러나, 함유하는 아연의 비율에 따라 특성이 다르기 때문에, 재료나 스포츠 베트맨 환경을 고려하는 것이 중요합니다.

비철금속 재료 선정 및 가공 시점을 억제하자

비철 금속 재료는 경량화, 전도성, 내식성 등 목적에 따라 다양한 종류의 재료가 존재합니다. 알루미늄이나 마그네슘은 경량화, 구리는 전기·열의 전도성, 티타늄은 고강도와 내식성 등 목적에 맞게 재료를 선택하는 것이 중요합니다.

그러나 일반적으로 철강 재료보다 비싸고 다루기 어려운 비철 금속 재료는 적지 않습니다. 그러므로 요구되는 요건 외에 가공성이나 비용 등의 관점에서 종합적으로 판단하여 최적의 재료를 선정합시다.