금형강 | 금형 제작 | 소재 선정

P2~P21 및 스테인리스 강종의 금형강 물성 순위표

금형강은 캐비티가 수행해야 하는 작업에 맞춰 구매되며, 선택을 결정하는 물성들은 서로 상충합니다. 가장 쉽게 호빙되는 강종이 내마모성이 가장 높은 강종은 아니며, 부식성 플라스틱에 견디는 스테인리스 강종은 코어 강도에서 그룹 내 가장 취약합니다. 아래 표는 P 그룹의 금형강과 3가지 마르텐사이트계 스테인리스 강종을 7가지 물성에 대해 서로 비교한 것으로, 동등한 등급의 강종은 함께 묶었습니다. 이는 공개된 실무 관행의 참고 요약이며 당사의 규격이 아닙니다.

순위표 구성 방식

출처에서는 각 강종에 점수를 매기는 대신 그룹으로 분류하므로, 숫자만 보지 말고 그룹을 읽어야 합니다. 각 항목 아래에서 동등한 등급의 강종은 함께 묶이고, 그룹은 해당 물성의 내림차순으로 나열되므로 가장 우수한 그룹이 열의 맨 위에, 가장 취약한 그룹이 맨 아래에 위치합니다.

데이터를 사용하기 전에 두 가지 세부 사항이 중요합니다. 순위 번호는 각 열에서 다시 시작하므로 내마모성 열의 5는 피삭성 열의 5와 아무 관련이 없으며, 한 열 내의 순서만 의미가 있습니다. 강종 뒤의 문자 (a)는 해당 등급이 침탄 상태에 대한 것임을 의미하며, 일반 강종명은 공급 상태 및 완전 경화 상태의 강을 나타냅니다.

세 가지 스테인리스 강종은 출처에 표기된 대로 조성으로 명명되었으며, 13Cr-0.12C, 13Cr-0.35C, 17Cr-0.65C입니다. 이들은 마르텐사이트계 스테인리스 금형강으로, 크롬을 13퍼센트 이상 함유하며 성형되는 플라스틱 자체가 부식성일 때 선택되는 분류입니다.

성능 물성

내마모성

내마모성은 흐르는 플라스틱과 접촉하는 표면에 대해 평가되므로, 침탄 강종이 맨 위에, 기계 가공 전용 강종 두 가지가 맨 아래에 나타납니다. 침탄된 P4와 17Cr-0.65C 스테인리스가 그룹 내 최고 등급을 공유합니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
5	P4 (a), 17Cr-0.65C
4	P5 (a), P6 (a)
3	P2 (a), P3 (a), P20 (a), 13Cr-0.35C
2	13Cr-0.12C
1	P20, P21

출처: Tool Steels (G. A. Roberts and G. Krauss), Table 15-8, 금형강의 특성 및 순위. 동일한 등급의 강은 그룹으로 묶여 있으며, 그룹은 해당 특성에서 가장 높은 등급부터 가장 낮은 등급까지 나열됩니다. 문자 (a)는 침탄 상태를 나타냅니다. 이는 공개된 실무에 대한 참고 요약이며 Aobo Steel의 사양이 아닙니다.

Toughness

인성은 개폐, 고속 플라스틱 사출, 사이클의 열충격을 견뎌야 하는 금형에 대해 평가됩니다. 여기서 P 그룹 전체가 모든 스테인리스 강종보다 위에 있으며, 5가지 저합금 강종이 최고 등급을 공유합니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
9	P2, P3, P4, P5, P6
8	P20, P21, 13Cr-0.12C
6	13Cr-0.35C
5	17Cr-0.65C

고온 경도

고온 경도는 성형 또는 주조 사이클이 도달하는 온도에서 강이 경도를 잃는 것에 대한 저항성입니다. 스테인리스 강종이 이 열에서 앞서고 저탄소 침탄 강종이 맨 아래로 떨어지는데, 이는 이들의 낮은 합금 함량과 일치합니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
6	13Cr-0.35C, 17Cr-0.65C
5	P4 (a), 13Cr-0.12C
4	P6 (a), P21
3	P5 (a)
2	P2 (a), P3 (a), P20

금형 제작 물성

피삭성

피삭성은 형상을 호빙할 수 없을 때 캐비티가 어떻게 제작되는지를 결정합니다. P20이 전체 세트 중 가장 높게 평가되며, 침탄 강종보다 앞서고 스테인리스 강보다 훨씬 앞서며, 세 가지 스테인리스 강종이 최저 등급을 공유합니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
8	P20
7	P2, P3, P5
6	P6
5	P4, P21
4	13Cr-0.12C, 13Cr-0.35C, 17Cr-0.65C

호빙성

호빙성은 경화된 마스터 허브를 연질 블랭크에 압입하여 캐비티를 성형하는 강의 능력으로, 동일한 인상부를 가진 다중 캐비티 금형에 가장 저렴한 방법입니다. 이는 어닐링 경도를 따르므로 저탄소 강종이 앞서고 석출 경화형 P21이 마지막입니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
7	P2, P5
6	P3
5	P4
4	P20, 13Cr-0.12C
3	13Cr-0.35C
2	P6, 17Cr-0.65C
1	P21

사용 물성

코어 강도

코어 강도는 사출 압력 하에서 캐비티가 침하하는 것을 막아주는 요소이며, 허빙성과 반대 방향으로 순위가 매겨지는 항목입니다. 고탄소 스테인리스 강종이 선두에 있고, P20이 그 다음이며, 저탄소 침탄 강종이 최하위로 떨어집니다.

순위	금형강, 높은 순서부터
6	13Cr-0.35C, 17Cr-0.65C
5	P20
4	P21, 13Cr-0.12C
3	P4, P6
2	P2, P3, P5

내식성

내식성은 이 표에서 유일하게 순위가 아닌 항목입니다. 그 구분이 절대적이기 때문입니다. 세 가지 마르텐사이트계 스테인리스 강종은 높음으로 평가되고, 표에 있는 다른 모든 금형강은 낮음으로 평가됩니다.

등급	금형강, 높은 순서부터
높은	13Cr-0.12C, 13Cr-0.35C, 17Cr-0.65C
낮은	기타 전부

선정 예시

출처에서는 한 가지 예시를 제시하며, 이를 통해 각 항목이 어떻게 함께 사용되어야 하는지 보여줍니다. 침탄 처리되지 않은 P20으로 가공한 금형이 연마성 플라스틱의 압축 성형에서 요구되는 부품 수량에 훨씬 못 미쳐 마모되고 있어, 교체품은 캐비티가 이미 가진 형상을 잃지 않으면서 내마모성을 높여야 합니다.

P21은 내마모성에서 P20보다 높지 않으므로 즉시 제외할 수 있습니다. 침탄 상태의 P2와 P3는 더 높지만, 코어 강도가 낮아 높은 압축이 걸리는 작업에는 적합하지 않습니다. 그러면 침탄 P20과 침탄 P6이 남는데, 둘 다 실패한 강종보다 높습니다. 이 둘 사이의 선택은 가공성으로 넘어가며, P20은 8, P6은 6으로 평가되는데, 변경 후에도 여전히 절삭해야 하는 금형에서는 이 차이가 보통 결정적인 요인이 됩니다.