코이닝 다이에 가장 적합한 공구강은 파손 모드에 따라 다릅니다.

내마모성이 뛰어난 강철이라도 금형에 날카로운 부분이 있거나 지지력이 부족하면 균열이 생길 수 있습니다. 인성이 더 강한 강철은 충격에는 더 잘 견디지만, 장기간 생산 과정에서 마모되거나 변형이 너무 빨리 발생할 수 있습니다. 적절한 선택은 어떤 고장 유형이 공구 수명을 좌우하는지에 따라 달라집니다.

주조용 금형의 빠른 재료 선택 표

정밀 주물 금형이 실패하는 이유

정밀 주물 금형의 고장은 일반적으로 표면 마모, 소성 변형, 균열 및 치수 불안정의 네 가지 주요 원인에서 비롯됩니다. 각 고장 유형은 재료 선택에 있어 서로 다른 방향을 제시합니다.

1. 마모 및 세부 사항 손실

마모는 반복적인 고압 접촉으로 인해 금형 표면이 점진적으로 손상될 때 발생합니다. 정밀 주물 가공에서 이러한 마모는 미세한 디테일 손실, 모서리 둥글어짐, 표면 재현 불량 및 치수 정확도 저하로 이어집니다.

마모가 주요 고장 원인인 경우, 금형강은 더 높은 경도, 더 강력한 초경 지지력, 그리고 더 나은 내마모성을 가져야 합니다. 일반적으로 D2, D3, D4, 분말야금 공구강 또는 초경 인서트가 저합금 인성강보다 더 적합합니다.

2. 소성 변형 및 침하

금형 표면이 가해진 압축 하중을 견디지 못할 때 소성 변형이 발생합니다. 표면이 움푹 들어가거나, 팽창하거나, 원래 형상을 잃게 됩니다.

이 문제는 압력이 높거나 접촉 면적이 크거나 열처리 후 금형 재질의 경도가 충분하지 않을 때 흔히 발생합니다. 이러한 경우에는 D2, D3 또는 적절한 분말야금(PM) 등급과 같이 경도와 압축 강도가 더 높은 강재를 선택해야 합니다.

3. 갈라짐, 깨짐, 쪼개짐

균열은 종종 응력 집중과 불충분한 인성이 결합되어 발생합니다. 날카로운 모서리, 깊은 홈, 얇은 리브, 그리고 지지력이 약한 부분은 국부적인 응력 집중을 유발할 수 있습니다. 반복적인 하중이 가해지면 이러한 부위에서 균열이 시작되어 파편 발생이나 완전한 파손으로 진행될 수 있습니다.

균열이 주요 파손 원인인 경우, D2 또는 D3와 같은 내마모성이 뛰어난 강재는 가장 안전한 선택이 아닐 수 있습니다. S 시리즈 강재, L6, H11, H12 또는 H13과 같은 인성이 더 높은 강종은 내마모성은 낮지만 더 긴 수명을 제공할 수 있습니다.

4. 열처리 변형

정밀 주물 금형은 종종 엄격한 치수 제어가 필요합니다. 경화 과정에서 금형의 크기나 모양이 변형되면, 아주 작은 변형이라도 금형을 사용할 수 없게 만들 수 있습니다.

크기가 큰 금형, 복잡한 형상 또는 고정밀 공구의 경우, 수경화강이나 유경화강보다 치수 안정성이 뛰어난 A2 또는 A6과 같은 공기경화강이 선호되는 경우가 많습니다.

생산 조건에 따른 주물 금형용 공구강 선정

적합한 재료는 생산량, 가공 대상 재료, 금형 형상 및 제조 요구 사항에 따라 달라집니다. 이러한 요소들은 내마모성, 인성, 압축 강도 또는 치수 안정성 중 어느 것을 우선시해야 하는지를 결정합니다.

1. 생산량에 따른 선정

2. 가공물 재질에 따른 선택

3. 금형 형상에 따른 선택

특정 공구강을 사용하지 말아야 할 경우

1. 균열이 파손의 주요 원인인 경우, 마모가 심한 강재를 사용하지 마십시오.

D2, D3, D4는 내마모성과 압축 강도가 주요 요구 사항일 때 좋은 선택입니다. 그러나 금형에 깊은 홈, 날카로운 모서리, 얇고 지지되지 않는 부분 또는 반복적인 충격 하중이 있는 경우에는 이상적이지 않습니다.

탄화물 함량이 높아 내마모성은 향상되지만 인성은 저하됩니다. 균열에 취약한 금형에서 이러한 탄화물은 균열 발생 지점이 될 수 있습니다. 금형이 반복적으로 깨지거나 갈라지거나 파손되는 경우, S 시리즈 강, L6, H11, H12 또는 H13과 같은 인성이 더 높은 등급을 선택해야 합니다.

2. 마모 또는 침하가 파손의 주요 원인인 경우에는 내구성이 강한 저합금강을 사용하지 마십시오.

균열 발생이 주요 위험 요소일 경우 인성이 강한 강철이 유용하지만, 장기간 생산에 필요한 내마모성이나 압축 강도를 충분히 제공하지 못할 수 있습니다.

금형의 세부 형상이 손상되거나, 마모가 빠르게 진행되거나, 압력에 의해 수축되는 경우, 단순히 인성만으로는 문제를 해결할 수 없습니다. 이러한 경우에는 D2, D3, D4와 같은 고경도 및 고탄소강, 분말야금 공구강 또는 초경 인서트가 더 적합합니다.

3. 내마모성과 인성이 모두 요구될 때는 한 가지 종류의 강철에만 의존하지 마십시오.

일부 정밀 주물 가공 분야에서는 높은 내마모성과 내파괴성이 모두 요구됩니다. 하지만 단일 강재로는 두 가지 요구 사항을 모두 충족할 수 없는 경우가 있습니다.

이러한 경우 구조적인 해결책이 더 나은 경우가 많습니다. D2, 분말야금강 또는 초경합금으로 제작된 내마모성 인서트를 H11, H13 또는 L6으로 제작된 더욱 견고한 홀더로 지지할 수 있습니다. 이렇게 하면 가공면의 마모를 방지하는 동시에 지지 구조가 파손 위험을 줄여줍니다.

표면 처리 또는 코팅은 내구성이 강한 강철의 표면 마모 저항성을 향상시켜야 하지만, 기본 강철은 해당 용도에 필요한 충분한 강도와 안정성을 유지해야 할 때 사용될 수 있습니다.

실용적인 선택 논리

금형이 마모되거나 세부적인 부분이 손실되는 경우, 경도가 높고 탄화물 지지력이 강하며 내마모성이 우수한 강재를 선택하십시오. D2, D3, D4, 분말야금 공구강 또는 탄화물 인서트가 일반적으로 적합합니다.

금형이 소성 변형이나 함몰로 인해 파손되는 경우, 해당 재료는 가해지는 압력을 견딜 만큼 충분한 압축 강도를 갖고 있지 않은 것입니다. 해결책은 경도를 높이거나 D2, D3 또는 적합한 분말야금(PM) 등급의 강재로 변경하는 것입니다.

금형이 균열, 파손 또는 쪼개짐으로 파손되는 경우, 해당 재료가 형상이나 하중 조건에 비해 너무 취성이 강한 것입니다. A2, S 시리즈 강, L6, H11, H12 또는 H13과 같은 더 강한 강재를 고려해야 합니다.

열처리 후 금형의 치수 정밀도가 유지되지 않으면 치수 안정성이 최우선 과제가 됩니다. 수경화형이나 유경화형보다 A2 또는 A6 등급이 더 적합할 수 있습니다.

금형에 높은 내마모성과 높은 인성이 모두 요구되는 경우, 단순히 재질 등급 선택에만 의존해서는 안 됩니다. 인서트 설계, 적절한 지지대, 그리고 적합한 열처리를 통해 표면 마모와 파손 위험을 모두 제어해야 합니다.