D2 공구강 가공 가이드: 속도, 이송 속도 및 연삭

D2는 일반적으로 열처리 전에 어닐링된 상태에서 황삭 가공을 해야 합니다. 이 상태에서 적절한 초경합금, 세라믹-금속합금 또는 고품질 공구 재료를 사용하여 선삭, 밀링, 드릴링 및 연삭 가공이 가능하지만, 크롬 함량이 높은 초경합금으로 인해 공구 마모가 빠르게 진행되므로 절삭 속도는 적절하게 유지해야 합니다.

경도가 약 58~60 HRC까지 경화된 후에는 일반적인 선삭, 밀링 및 드릴링 작업이 훨씬 어려워집니다. 이러한 작업은 보통 연삭, 방전가공(EDM), PCBN 경질 선삭 또는 제어된 경질 밀링으로 마무리합니다. 적절한 작업 매개변수는 강재의 상태, 공구 재질, 기계 강성, 냉각수 제어 및 요구되는 표면 조도에 따라 달라집니다.

D2 공구강의 주요 매개변수 요약

D2 공구강은 왜 가공하기 어려울까요?

D2강은 일반 강재에 비해 가공성이 매우 떨어지는 것으로 널리 알려져 있습니다. 높은 탄소 및 크롬 함량으로 인해 강재 기지 내에 단단한 크롬 함유 탄화물이 분포되어 있습니다. 절삭 과정에서 이러한 탄화물은 연마재처럼 작용하여 공구 마모를 가속화하고 절삭력을 증가시킵니다.

D2의 실제 가공성은 약 45% 정도이며, 1% 탄소 수경화 공구강인 W1의 100%와 비교하면 매우 낮은 수치입니다. 따라서 실제 가공 시에는 절삭 속도를 낮추고, 더 강력한 절삭 공구를 사용하며, 공작물을 단단히 고정하고, 열 관리를 철저히 해야 합니다.

강재의 상태는 파라미터 선택에 가장 큰 영향을 미칩니다. 어닐링 처리된 D2 강재는 구상화된 탄화물이 더 부드러운 기지에 존재하기 때문에 가공이 훨씬 쉽습니다. 일반적으로 냉간 가공 공구에서 약 58~60 HRC의 경도를 갖는 경화된 D2 강재는 최종 마감을 위해 PCBN, 세라믹 공구, 연삭 또는 EDM 가공이 필요합니다. 이러한 이유로 대부분의 소재 제거는 열처리 전에 완료해야 하며, 경화 후 가공은 최종 치수 수정 및 표면 마감으로 제한해야 합니다. 전체 경화 공정은 당사 문서에 자세히 설명되어 있습니다. D2 공구강 열처리 가이드.

어닐링 처리된 D2 공구강의 선삭 매개변수

D2강은 일반적으로 경화 전에 어닐링 처리된 상태로 가공됩니다. 파라미터 선택 시, 어닐링 처리된 D2강은 일반적으로 200-250 HB 공구강으로 간주됩니다. 아래 값들은 시작 참고값일 뿐, 고정된 생산 표준값은 아닙니다.

코팅된 초경 공구를 사용한 선삭 매개변수

코팅된 초경 공구는 일반 고속강 공구보다 마모 저항성이 뛰어나기 때문에 어닐링 처리된 D2강 가공에 적합한 선택입니다. 공구 마모, 채터링 또는 불량한 표면 조도가 발생하면 먼저 절삭 속도를 줄인 다음 설정 강성을 확인하십시오.

세라믹 공구를 사용한 조향 매개변수

세라믹 공구는 코팅된 초경 공구보다 더 높은 절삭 속도를 사용할 수 있으며, 특히 반정삭 및 정삭 가공에서 더욱 그렇습니다. 하지만 이러한 고속 가공은 기계, 홀더 및 공작물 클램핑이 안정적일 때만 적합합니다.

경화 D2 공구강의 경질 선삭 매개변수

D2강이 58-60 HRC까지 경화되었을 경우 경질 선삭을 사용할 수 있지만, 이는 마무리 가공 방법으로 간주해야 합니다. 대량의 소재를 제거하는 데에는 적합하지 않은 방법입니다.

경도가 약 58 HRC인 D2강의 경우, 속도, 이송 속도, 절삭 깊이, 공구 형상 및 기계 강성을 적절히 제어하면 약 Ra 0.12~0.28 μm의 표면 조도 값을 얻을 수 있습니다.

D2 공구강 밀링 가공 지침

D2강은 가능하면 어닐링 처리된 상태에서 밀링 가공해야 합니다. 경화된 D2강을 밀링 가공하는 것도 가능하지만, 경질 밀링 공구, 짧은 공구 돌출부, 그리고 견고한 기계가 필요합니다. 주요 목표는 열처리 전에 대부분의 소재를 제거하면서 경화 후 최종 가공을 위한 충분한 여유를 남겨두는 것입니다.

경도 58-60 HRC의 D2 경재 밀링은 주로 마무리 작업입니다. 볼 엔드 밀링의 경우, 공구를 약 15-20° 기울이면 절삭 작용이 공구 중심에서 벗어나 절삭 안정성과 공구 수명을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

D2 공구강 드릴링 지침

D2강은 가능하면 경화 전에 드릴링해야 합니다. 경화 후에는 일반적인 드릴링 작업이 느리고 비용이 많이 들며 위험해집니다. EDM이나 특수 초경 드릴링 방식이 더 실용적일 수 있습니다.

D2 공구강의 연삭 매개변수

연삭은 열처리 후 변형을 교정하고, 스케일을 제거하며, 최종 공차를 얻기 위해 일반적으로 사용됩니다. D2강은 크롬 카바이드 성분이 연마재에 대한 저항성을 가지기 때문에 연삭이 어렵습니다. 연삭 시 발생하는 열을 제대로 제어하지 못하면 표면이 연화되거나, 재경화층이 형성되거나, 미세 균열 또는 연삭 균열이 발생할 수 있습니다.

일반적인 연삭 작업에는 절삭력이 좋고 쉽게 표면이 매끄러워지지 않는 연삭 휠을 사용하십시오. SG 또는 유리질 CBN 휠과 같은 고급 연마재는 적절한 용도에서 휠 수명과 열 제어를 향상시킬 수 있지만, 여전히 적절한 냉각수 공급, 안정적인 드레싱 및 제어된 재료 제거가 필요합니다.

D2 공구강의 용접 수리

D2강은 용접성보다는 내마모성을 위해 설계되었지만, 손상되거나 마모된 공구를 복원하기 위해 용접 수리가 사용되기도 합니다. D2강은 탄소와 크롬 함량이 높아 용접 과정이 제대로 제어되지 않으면 균열이 발생하기 쉽습니다. 성공적인 용접 수리는 일반적으로 제어된 예열, 적절한 용접봉 사용, 용접 후 서서히 냉각, 그리고 용접 후 열처리 등의 요소에 달려 있습니다.

권장 가공 순서

황삭 가공을 많이 한 후에는 경화 전에 650~677°C(1200~1250°F)에서 응력 제거 처리를 하면 경화 과정 중 변형을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 순서가 중요한 이유는 경화된 D2강은 가공 속도가 느리고 비용이 많이 들기 때문입니다.