트리밍 다이용 공구강 선정

트리밍 다이는 단조 또는 다이캐스팅 부품에서 플래시, 게이트, 오버플로우, 벤트와 같은 과도한 재료를 제거하는 데 사용되는 2차 가공 도구입니다. 공정에 따라 트리밍은 냉간(일반적으로 150°C/300°F 미만) 또는 열간(특정 합금의 경우 최대 980°C/1800°F)으로 수행될 수 있습니다.

작동 중 절삭날은 높은 전단 응력, 충격 하중 및 지속적인 마찰에 노출됩니다. 단조 공정에서는 산화 스케일이 마모를 더욱 가속화합니다. 결과적으로 트리밍 다이의 고장은 균일한 마모보다는 절삭날의 깨짐, 파손 또는 급격한 열화로 인해 발생하는 경우가 대부분입니다.

선택 요인

트리밍 다이용 공구강 선택은 내마모성과 인성, 그리고 고온 작업 중 열 안정성 사이의 균형을 고려하여 결정됩니다.

내마모성 vs. 인성

절삭날은 날카로움과 치수 정확도를 유지하기 위해 스케일 및 공작물 재료로 인한 마모에 저항해야 합니다.

하지만 경도와 탄화물 함량이 높을수록 인성은 감소합니다. 특히 두꺼운 단면을 가공하거나, 하중이 고르지 않거나, 정렬이 어긋난 경우와 같은 트리밍 작업에서는 충격 하중이 불가피합니다. 인성이 충분하지 않으면 점진적인 마모가 아닌 모서리 파손이나 취성 파괴가 발생합니다.

요구되는 것은 최대 경도가 아니라 마모와 충격 모두에서 날의 안정성을 유지하는 균형입니다.

고온 경도 및 열 균열 저항성

고온 트리밍 작업에서는 열 효과가 매우 중요해집니다.

공구강은 고온에서도 강도를 유지하여 모서리 변형을 방지해야 합니다. 동시에, 반복적인 가열 및 냉각 과정은 열 피로를 유발하여 표면 균열(열 균열)로 이어집니다.

균열이 발생하면 기계적 응력 하에서 균열이 전파되어 모서리 파손이 가속화됩니다. 따라서 열 연화 및 열 피로에 대한 저항성은 고온 트리밍 조건에서 공구 수명을 직접적으로 결정합니다.

추천 공구강

AISI D2 공구강 |1.2379 | SKD11

AISI D2는 마모가 주된 요인인 곳, 특히 장시간 생산이 이루어지는 냉간 트리밍 작업에 널리 사용됩니다.

높은 탄소 및 크롬 함량으로 인해 다량의 경질 탄화물이 생성되어 뛰어난 내마모성과 우수한 날 유지력을 제공합니다. 일반적으로 58~60 HRC 경도로 사용되는 D2는 장시간 절삭 작업에도 안정적인 성능을 유지합니다.

D2는 인성이 제한적이기 때문에 심한 충격 조건에는 적합하지 않습니다. 내마모성이 열피로 저항성보다 더 중요한 제한적인 고온 트리밍 용도(예: 스테인리스강)에는 사용할 수 있지만, 일반적인 고온 작업용 소재는 아닙니다.

AISI A2 공구강 | 1.2363 | SKD12

AISI A2는 내마모성과 인성 면에서 더욱 균형 잡힌 조합을 제공합니다.

D2보다 탄화물 함량이 낮은 A2는 적절한 내마모성을 유지하면서 모서리 파손에 대한 저항성이 향상되었습니다. 하중 조건이 불안정하거나 충격을 피할 수 없는 냉간 트리밍 작업에 적합합니다.

56~58 HRC 경도에서 A2는 D2 강재가 조기 모서리 파손을 보이지만 충격 방지 강재보다 더 높은 내마모성이 요구될 때 일반적으로 선택됩니다.

AISI S7 공구강 | 1.2355

AISI S7은 충격 및 진동 하중이 지배적인 용도에 맞게 설계되었습니다.

이 소재는 인성이 매우 뛰어나 심한 기계적 스트레스 하에서도 균열이나 모서리 파손에 강하므로 두꺼운 게이지 트리밍 및 단속 절단에 적합합니다.

S7은 56~58 HRC의 경도에서 불안정한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘합니다. 하지만 내마모성이 떨어지므로 마모가 주요 고장 원인인 장기간 사용에는 적합하지 않습니다.

H13 공구강 | 1.2344 | SKD61

AISI H13은 열간 트리밍 작업에 사용되는 표준 재질입니다.

H13은 인성, 고온 강도 및 열피로 저항성의 안정적인 조합을 제공합니다. 냉간 가공강과 달리 H13은 반복적인 열 순환에도 기계적 특성을 유지합니다.

일반적으로 44~52 HRC 경도에서 사용되는 H13 강재는 열 균열에 강하고 균열 전파 속도를 늦추므로 대부분의 다이캐스팅 및 열간 단조 트리밍 용도에 적합합니다.

AISI H21 (텅스텐 고온 가공 공구강)

AISI H21은 극고온 조건에 적합하도록 선택되었습니다.

높은 텅스텐 함량 덕분에 뛰어난 고온 경도와 연화 저항성을 가지며, 약 620°C(1150°F)의 온도에서도 강도를 유지할 수 있습니다.

H21은 50~52 HRC의 경도를 가지므로 업셋 단조 및 H13이 너무 빨리 연화될 수 있는 기타 고온, 고하중 응용 분야에서 과도한 플래시를 제거하는 데 적합합니다.

요약표

공구강 등급주요 특성 / 경도트리밍 다이의 주요 장점
AISI D258–60 HRC; ~1.5% C, 12% Cr장시간 냉간 트리밍 작업에 적합한 높은 내마모성
AISI A256–58 HRC; 1.00% C, 5.00% Cr내마모성과 인성의 균형
AISI S756~58 HRC; 충격 저항충격 및 모서리 파손에 대한 최대 저항력
AISI H1344–52 HRC; 크롬 열처리열 균열 및 열 피로에 대한 저항성
AISI H2150–52 HRC; 텅스텐 열간 가공극한 온도 트리밍을 위한 높은 내열 경도