H13 공구강의 가공성: 어닐링 및 경화 가공 가이드

H13 공구강 재료는 어닐링 처리된 상태에서는 가공성이 비교적 양호하지만, 경화 후에는 가공이 훨씬 어려워집니다. 대부분의 금형, 몰드 및 열간 가공 공구 생산에서는 열처리 전에 주요 소재 제거를 완료한 다음, 경화 후 경질 밀링, EDM, 연삭 또는 마무리 가공을 사용하는 것이 일반적인 원칙입니다.

어닐링 처리된 H13 강재는 일반적으로 192~229 HB 정도의 경도로 가공됩니다. 이 상태는 황삭 가공, 밀링, 드릴링, 선삭 및 캐비티 준비에 적합합니다. 경화 처리된 H13 강재는 종종 45~55 HRC 정도의 경도로 최종 가공되는데, 이 경우 공구 마모, 절삭열, 표면 조도 및 가공 안정성이 훨씬 더 중요해집니다.

H13의 크롬, 몰리브덴 및 바나듐은 열간 가공 성능을 향상시키지만 절삭 저항과 공구의 마모성 마모도 증가시킵니다. 이러한 이유로 H13의 피삭성은 주요 가공에는 어닐링된 H13, 정삭에는 경화된 H13을 기준으로 평가해야 합니다.

H13 어닐링 상태에서의 가공성

어닐링 처리된 H13은 일반적인 절삭 작업에 적합한 가공성을 제공하지만, 저합금강만큼 쉽게 절삭되지는 않습니다.

참고 자료마다 기준 재료가 다르기 때문에 피삭성 등급 값이 서로 다르게 나타날 수 있습니다. 이러한 등급은 서로 모순되는 것이 아니라, H13 강재를 서로 다른 강종 그룹과 비교한 결과일 뿐입니다.

비교 기준선H13 가공성 등급실질적인 의미
1% 탄소강은 100 등급입니다.약 70H13은 적절히 열처리하면 적당한 가공성을 갖습니다.
어닐링 처리된 크롬 고온 작업 공구강약 60~70H13은 다른 H 시리즈 고온 작업용 공구강과 유사합니다.
100% 등급의 수경화 공구강약 45–55%H13은 단순한 수경화강보다 가공하기가 더 어렵습니다.

적절한 어닐링은 경도가 높거나 어닐링이 불충분한 상태에 비해 절삭 저항을 줄이고 공구 수명을 향상시킵니다. 일반적인 H13 어닐링 범위는 약 845–900 °C (1550–1650 °F)이며, 그 후 서냉합니다.

실제 가공에서 어닐링 경도 범위는 약 192–229 HB입니다. 이 경도에서 H13은 다이 블록, 몰드 인서트, 단조 다이, 압출 공구와 기타 열간 가공 부품의 최종 열처리 전 가공에 충분히 효율적으로 가공할 수 있습니다.

경화 H13 공구강 가공

경화된 H13강은 일반적으로 열처리 후 최종 형상, 표면 조도 또는 치수 정확도를 달성해야 할 때만 가공됩니다. 이러한 조건에서 과도한 재료 제거는 비용이 많이 들기 때문에 가능한 한 피해야 합니다.

많은 H13 다이 및 금형 응용 분야에서 경화 가공은 약 45–55 HRC에서 수행됩니다. 일반적인 작업에는 경화 밀링, 경화 선삭, EDM, 연삭 및 정밀 정삭이 포함됩니다.

강화 H13 조건적절한 작동일반적인 도구 선택실용적인 참고 사항
약 45~50 HRC고속 밀링, 마무리 밀링코팅된 초경합금, AlTiN 또는 TiAlN 코팅 커터프로파일 및 캐비티 마감에 적합합니다.
약 48~56 HRC준황삭 선삭 및 정삭열압착 세라믹 공구과격하고 거친 회전을 피하십시오.
약 50~55 HRC정밀 마감PCBN 도구표면 조도와 공구 수명이 중요한 경우에 유용합니다.
강화된 복합 프로파일EDM, 연삭, 경질 밀링EDM, CBN 연삭 휠, 코팅 커터최종 형상 및 정확도에 사용됩니다.

경화된 H13 밀링에는 코팅 초경 공구가 일반적으로 사용되는데, 코팅되지 않은 초경보다 내열성이 우수하기 때문입니다. AlTiN 및 TiAlN 코팅은 고온 절삭 조건에서 유용합니다. PCBN 도구 역시 재료 제거율보다 표면 품질과 공구 수명이 더 중요한 정삭 작업에 더 적합합니다.

선삭, 밀링, 방전가공 및 연삭 H13

H13 생산 과정의 각 단계에서는 서로 다른 가공 방법이 사용됩니다. 최적의 방법은 경도, 가공 여유, 부품 형상 및 최종 공차에 따라 달라집니다.

작업최상의 H13 상태주요 용도키 컨트롤
선회어닐링 또는 반가공 경화 H13원형 봉, 삽입물, 슬리브, 단순 프로파일경도에 따라 공구 등급을 선택하십시오.
밀링어닐링된 H13초기 형상, 프로파일, 금형 및 다이 준비안정적인 절삭과 적절한 칩 배출을 사용하십시오.
경질 밀링경화된 H13, 일반적으로 경도 45~55 HRC최종 형상, 경화된 공동, 정밀 표면가벼운 절삭 작업에는 코팅된 초경합금이나 PCBN을 사용하십시오.
EDM경화 H13 또는 복잡한 형상깊은 공동, 내부 프로파일, 까다로운 형상재용융층 및 표면 손상 제어
연마경화 및 템퍼링 처리된 H13최종 크기 및 표면 마감연삭 중 화상 및 과도한 스트레스를 피하십시오.

H13 경도가 약 375 HB(약 40 HRC)를 초과하면 중절삭(황삭) 작업은 적합하지 않게 됩니다. 이 범위에서의 선삭은 일반적으로 준황삭 및 정삭으로 제한해야 합니다.

H13 경도절삭 깊이공급 속도절단 속도
48~50 HRC0.040~0.150인치.0.003–0.006 ipr400~700 평방피트
50–52 HRC0.040~0.150인치.0.003–0.006 ipr350~600 평방피트
52–54 HRC0.040~0.150인치.0.003–0.006 ipr300~500 평방피트
54–56 HRC0.040~0.150인치.0.003–0.006 ipr250~400 평방피트

정삭 패스에는 더 얕은 절입 깊이와 더 낮은 이송 속도를 사용하고 더 높은 절삭 속도를 적용합니다. 준황삭에는 더 깊은 절입 깊이와 이송을 사용하고 절삭 속도를 낮춥니다. 경화된 H13에서는 셋업의 강성과 공구 안정성이 공격적인 절삭 파라미터보다 더 중요한 경우가 많습니다.

H13 가공의 실용적인 전략 및 흔히 저지르는 실수

실용적인 H13 가공 계획에서는 황삭 가공과 최종 정삭 가공을 분리해야 합니다. 목표는 강재가 가공 가능한 상태일 때 대부분의 재료를 제거한 다음, 경화 후 제어된 절삭 방법을 사용하여 공구를 정삭 가공하는 것입니다.

단계 또는 문제권장 접근법중요한 이유
주요 재고 제거어닐링된 H13으로 가공공구 마모 및 가공 비용을 절감합니다.
고강도 황삭 가공열처리 및 마감 처리를 위한 적절한 여유 공간을 남겨두십시오.왜곡 및 최종 크기 제어에 도움이 됩니다.
경화 가공하드 밀링, EDM, 그라인딩 또는 정밀 선삭은 필요한 경우에만 사용하십시오.경화 후 과도한 공구 마모를 방지합니다.
도구 선택경도에 따라 코팅된 초경합금, 세라믹, PCBN, EDM 또는 연삭을 사용하십시오.공구 성능을 H13 조건에 맞춥니다.
칩 및 열 제어안정적인 절삭, 효과적인 칩 배출, 적절한 냉각수 또는 공기 분사를 사용하십시오.공구 수명과 표면 마감을 보호합니다.
최종 표면 품질깊은 공구 자국, 날카로운 모서리, 연삭 화상 및 EDM 손상을 방지하십시오.사용 중 균열 발생 위험을 줄입니다.

흔히 저지르는 실수는 H13을 일반 합금강처럼 취급하는 것입니다. H13은 단단한 합금 탄화물을 함유하고 있으며 고온 가공용으로 설계되었기 때문에 가공 조건을 신중하게 선택해야 합니다.

또 다른 실수는 너무 많은 소재 여유를 경화 가공용으로 남겨두는 것입니다. 경화된 H13은 정삭 가공이 가능하지만 대량 소재 제거에는 효율적이지 않습니다.

세 번째 실수는 최종 표면 상태를 무시하는 것입니다. 깊은 스크래치, 날카로운 내부 코너 및 손상된 표면은 다이 수명을 단축시킬 수 있으며, 특히 열간 가공 응용 분야에서는 열 사이클과 기계적 응력을 받기 때문에 더욱 그렇습니다.