공구강 납품 조건: 어닐링, 예비경화, QT 및 ESR

공구강을 주문할 때, 등급은 사양의 절반에 불과합니다. 납품 조건도 지정해야 하는데, 이는 봉 또는 블록이 도착했을 때의 상태, 필요한 가공 및 열처리량, 그리고 원자재 가격과 완제품 공구 가격의 차이를 결정합니다. 잘못된 조건을 선택하면 작업에 필요하지 않은 고순도에 비용을 지불하거나, 설계 단계에서 제거할 수 있었던 변형 위험을 감수해야 할 수 있습니다. 이 가이드에서는 가장 자주 견적이 나오는 네 가지 조건과 각 조건이 적합한 경우를 다룹니다.

어닐링된

대부분의 공구강은 기본적으로 어닐링 처리된 상태로 출고됩니다. 제철소에서는 강철을 가열하고 일정 시간 유지한 후, 일반적으로 구상화 어닐링을 통해 연질 페라이트 기지 내에 탄소를 둥근 탄화물 입자로 응집시켜 천천히 냉각시킵니다. 그 결과, 해당 강종이 가질 수 있는 가장 부드러운 상태가 됩니다.

어닐링 처리된 소재를 구매하는 이유는 가공성 때문입니다. 연질강은 절삭 속도가 빠르고 황삭 가공 시 공차를 유지하며, 공구 제작자가 절삭 공구의 저항 없이 최종 형상에 가깝게 다이 또는 펀치를 가공할 수 있도록 해줍니다. 또한 압연이나 단조 과정에서 발생하는 응력이 축적되지 않아 기계 가공 시 안정적인 거동을 보입니다. 하지만 어닐링 처리된 강재는 가공 경도가 낮다는 단점이 있습니다. 가공 후, 공구 제작자는 용도에 필요한 내마모성을 확보하기 위해 자체적으로 경화 및 템퍼링 처리를 해야 하는데, 이는 해당 공정을 직접 수행하거나 외주해야 하며, 이 과정에서 발생하는 작은 치수 변동을 감수해야 함을 의미합니다.

예비 경화

사전 경화 처리된 강철은 일반적으로 28~35 HRC 또는 약 300 HB 정도의 적당한 작업 경도로 이미 열처리되어 있습니다. P20 4140은 금형 베이스, 홀더 블록 및 일반 기계 부품에 널리 사용되는 대표적인 예입니다.

사전 경화의 장점은 가공 후 열처리 단계를 생략할 수 있다는 것입니다. 완전히 가공된 금형이나 다이를 경화시키는 과정에서 변형, 뒤틀림, 균열이 발생할 수 있으며, 특히 복잡한 형상의 경우 이러한 손상 위험은 막대한 비용으로 이어질 수 있습니다. 사전 경화된 블록은 최종 치수로 바로 가공하여 추가 열처리 없이 바로 사용할 수 있으므로, 가공 후 형상 그대로 유지됩니다. 단점은 공구 마모입니다. 경화된 강재를 가공하는 것은 어닐링된 블록을 가공하는 것보다 속도가 느리고 인서트에 부담이 더 크기 때문입니다. 하지만 극도의 경도가 요구되지 않는 용도에서는 이러한 장단점을 고려하는 것이 일반적으로 더 유리합니다.

QT(담금질 및 템퍼링)

QT는 담금질 및 템퍼링을 의미하며, 가공성 등급이 아닌 전체 경화 공정을 나타냅니다. 사전 경화 처리된 제품은 가공 편의성을 위해 QT 처리된 상업용 형태로 판매되지만, 구조적 강도와 인성을 극대화하기 위해 QT 처리된 판재와 블록도 판매됩니다.

담금질은 강철을 오스테나이트화 온도까지 가열한 후 물, 기름, 공기 또는 소금 속에서 급속 냉각시켜 마르텐사이트 구조를 형성하는 공정입니다. 마르텐사이트는 매우 단단하지만 취성이 강하고 내부 응력이 많기 때문에 그 자체로는 사용할 수 없습니다. 담금질 직후 템퍼링을 통해 강철을 더 낮은 온도로 재가열하여 인성과 치수 안정성을 회복시키지만, 최대 경도는 약간 감소합니다. 담금질 처리된 부품은 이미 이러한 과정을 거쳐 항복 강도와 노치 인성이 균형 있게 갖춰진 상태로 출고됩니다.

ESR(전기슬래그 재용융)

ESR은 열처리 공정이 아닙니다. 야금학적 청정도를 얻기 위한 2차 용융 공정이며, 그에 따라 가격이 책정됩니다.

주조용 잉곳은 수냉식 구리 주형 내부의 반응성 용융 슬래그 욕조에서 한 방울씩 녹으면서 소모성 전극 역할을 합니다. 각 방울이 슬래그를 통과할 때 황과 비금속 산화물 개재물이 제거되고, 주형이 특정 방향으로 열을 끌어당기기 때문에 정제된 강철은 아래에서 위로 응고됩니다. 이러한 제어된 응고 방식은 기존 잉곳에서 발견되는 중심부 기공, 파이프 구조 및 편석을 제거하여 깨끗하고 모든 방향으로 균일하며 피로 및 균열에 대한 저항성이 매우 높은 강철을 생산합니다. ESR 공정은 느리고 비용이 많이 들기 때문에 예상치 못한 고장이 허용되지 않는 가장 까다로운 금형, 베어링 및 항공우주 공구에 사용됩니다.

전체 과정 및 보험료 납부가 정당한 경우에 대한 자세한 내용은 관련 가이드를 참조하십시오. ESR 공구강.

배송 조건 선택 방법

이 조건은 열처리 위험을 어느 정도로 감수할 것인지에 따라 결정됩니다. 최대 경도가 필요하고 경화 과정을 직접 제어하고 싶다면 부품을 어닐링 처리한 후 연질 상태로 가공하십시오. 부품에 극도의 경도가 필요하지 않고 가공 후 열처리 및 그에 따른 변형 위험을 피하고 싶다면 사전 경화 또는 QT 처리를 하십시오. 공구가 심한 피로를 받거나 안전에 매우 중요한 역할을 하는 경우 ESR(Electrostatic Survival) 처리가 필요하지만, 일반적인 공구에는 필요하지 않습니다.

등급, 상태 및 단면 크기는 함께 견적에 포함되므로, 사전에 상태를 지정하면 재견적을 방지하고 납기를 예측할 수 있습니다.

아오보 스틸은 핵심 냉간 가공 및 열간 가공용 강재를 어닐링, 예비 경화 및 ESR 처리된 상태로 공급하며, 요청 시 판재 및 블록에 대한 QT(Quartz Test) 처리도 가능합니다. 어떤 처리 상태가 귀사의 공정에 가장 적합한지 확실하지 않은 경우, 강재 종류와 완제품 요구 사항을 보내주시면 견적을 내기 전에 정확한 납품 상태를 확인해 드리겠습니다.