W1 공구강 열처리 가이드

W1 수경화 사이클

W1은 출처에 기재된 공구강 중 가장 단순하며 현재도 판매되는 등급 중 가장 오래된 것입니다. 아래 사이클은 출처가 이 강종에 대해 제시한 것입니다. 표의 모든 온도와 시간, 즉 유지 속도와 담금질 매체까지 출처에 인쇄되어 있으므로 현장에서 이 페이지를 보고 바로 부품을 처리할 수 있습니다.

W1의 예열, 오스테나이트화, 담금질 및 템퍼링

출처, Heat Treating W1 Tool Steel, 인쇄 페이지 93~97.

The W1 chapter gives the austenitizing temperature as 1425 °F (775 °C). The heat treating reference information for the same grade on printed page 199 gives 1475 °F (800 °C). Both figures are printed in the source and both are shown here as published.

담금질에 염을 첨가한 물을 사용하는 이유

W1은 물에서 담금질하며, 출처는 그 물에 10% 염을 첨가합니다. 염은 냉각 시 부품을 코팅하여 스케일을 줄이고 표면 전체의 경도를 균일하게 합니다. 일반 물은 뜨거운 강에 닿아 비등하면서 증기층을 형성해 물을 표면에서 밀어내고, 오스테나이트가 마르텐사이트에 도달하지 못한 연질부를 남깁니다. 부품은 125~150 °F (52~65 °C)까지 냉각하고 즉시 템퍼링합니다.

담금질과 함께 따라야 할 두 가지 실무가 있습니다. 물은 담금질 전 과정 동안 교반해야 하며, 평평한 단면은 양면이 동시에 냉각되도록 평평하게가 아니라 세워서 탱크에 투입해야 합니다. 두 면 사이의 몇 밀리초 차이만으로도 부품이 변형될 수 있습니다. 수경화 등급은 담금질 시 균열과 성장에 가장 취약한 등급이며, 바로 이 지점에서 발생합니다.

W1의 템퍼링

출처는 단면 1인치당 2시간 동안 350 °F (175 °C)에서 1차 템퍼링을, 정밀 형상을 가지거나 가혹한 사용 조건에 들어가는 부품에는 25 °F (14 °C) 낮은 온도에서 2차 템퍼링을 제시합니다. W1은 일반적으로 2차 템퍼링이 필요하지 않습니다. 표 전체에 걸쳐 경도는 인성과 맞바꾸어 얻어지므로, 템퍼링은 마지막 열만 보고 선택하는 것이 아니라 공구가 수행해야 하는 작업을 기준으로 선택합니다.

각 템퍼링 온도가 남기는 경도

출처, W1 열처리 참고 정보, 인쇄 페이지 199, 인쇄 페이지 142의 수경화 그룹 표와 대조하여 확인.

출처의 두 표는 두 줄에서 차이가 있습니다. 페이지 199의 참고 표는 300 °F (150 °C)에서 65 HRC, 400 °F (205 °C)에서 62 HRC를 인쇄합니다. 페이지 142의 선정 표는 동일한 두 템퍼링 온도에서 64 HRC와 61 HRC를 인쇄하며, 300 °F (150 °C)를 해당 등급의 최적 템퍼링 온도로 표시합니다.

수경화 등급의 화학 조성

두 수경화 등급 모두 출처에서 하나의 블록으로 인쇄되어 있습니다. W1은 탄소 1.05%, 망간 0.25%, 규소 0.20%를 함유하고, W2는 탄소 0.95%에 바나듐 0.20%를 함유합니다. 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트 및 황 항목은 두 등급 모두 비어 있습니다. 이들은 일반 탄소 공구강이므로 어닐링 상태에서 절삭성이 좋고 담금질에 가장 관대하지 않은 등급입니다. 출처는 W1이 AISI 1095와 기본 화학 조성이 같으며 두 강종의 차이는 제조 규칙, 특히 어닐링 바의 결정립 크기 제어에 있다고 언급합니다.

강재가 입고되는 상태가 이 사이클의 중요도를 결정합니다. W1은 어닐링 상태로, 여유를 두고 기계 가공된 상태로 공급되며, 담금질은 부품을 템퍼링 표의 경도까지 되돌릴 뿐 그 이상은 아닙니다.

이 등급의 용도

수경화 등급은 단면 전체가 아니라 얕은 경화층까지 경화됩니다. 출처는 경화층을 약 0.050 in. (1.27 mm) 깊이의 63~65 HRC로, 그 아래에 더 연하고 인성이 높은 심부를 제시합니다. 이 조합은 시중의 어떤 강보다도 가장 예리한 날을 제공하므로 최고급 주방용 칼이 이 재료로 만들어지며, 좋은 주화용 다이도 됩니다. 48~50 HRC로 뜨임하면 같은 강이 스프링 템퍼를 제공합니다.

표와 함께 두 가지 한계가 따릅니다. 탈탄과 스케일은 수경화 등급에서 가장 두드러지므로, 완성 부품의 표면은 템퍼링 표가 약속하는 경도가 아니라 기계 가공 여유이며, 이 문제는 작업을 수행하는 작업 현장 노의 분위기에 따라 달라집니다. 또한 담금질이 충분히 격렬하여 출처는 이를 격렬하다고 표현합니다. 부품은 400 °F (205 °C) 이상으로 아직 뜨거울 때 교정합니다.

관련 참조 데이터

다른 강종의 템퍼링 범위는 공구강 템퍼링 차트에 있으며, 충격 시험에서 동일한 강종의 결과는 공구강 충격 인성 차트에 있습니다. 더 느리게 담금질하는 두 그룹은 유냉 공구강 그리고 공냉 공구강 페이지에 설명되어 있으며, 전체 범위에 걸친 단면별 유지 속도는 공구강 유지 시간 차트에 정리되어 있습니다. 강재의 구매 상태는 공구강의 어닐링 상태 페이지에, 당사가 재고로 보유한 강종의 화학 성분은 공구강 조성 차트에, 전체 범위를 포괄하는 스케줄은 공구강 경화 및 템퍼링 차트.

참고 자료: Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, 제2판, Hanser)에서 발췌. 사이클은 인쇄 페이지 93~97의 W1 장에서, 템퍼링 표와 화학 성분은 인쇄 페이지 199의 W1 열처리 참고 정보에서, 수경화 그룹의 선정 노트는 인쇄 페이지 142와 143에서 가져왔습니다.