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M2, M7 및 A6 공구의 스팀 처리 공구 수명 향상

스팀 처리는 완성된 공구에 얇은 흑색 산화물 층을 형성하며, 이 층은 절삭날과 펀치의 작동면에서 발생하는 현상을 변화시킵니다. 이는 외관이 아닌 공구 수명을 위해 구매됩니다. 아래 두 표는 고속도강 절삭 공구와 너트 및 볼트 성형에 사용되는 펀치 및 트림 다이에 대해 생산 현장에서 이 층이 어떤 가치를 제공했는지 공구별로 기록한 것입니다. 이는 공개된 실무에 대한 참고 요약이며 당사의 사양이 아닙니다.

스팀 처리의 기능

스팀 처리는 강재 위에 증착된 층이 아니라 강재 자체에서 형성되는 산화물 코팅입니다. 완성된 공구는 약 565 °C (1050 °F)의 스팀에 유지되며, 표면에 흑색 산화물 층이 형성되는데 일반적으로 두께가 5마이크로미터(0.2mil) 미만입니다. 이 층은 경도가 높고 사용 조건에서 공구에 잔류하며, 아래의 공구 수명 값이 변동하는 이유입니다.

열간 금형은 자체적으로 유사한 결과를 얻습니다. 열처리 중에 밀착성 흑색 산화물 스케일이 형성되며, 이 스케일은 마모에 저항하고 작동면에 금형 윤활제를 유지합니다. 열처리 후 스케일을 연삭 또는 연마로 제거하면, 최종 템퍼링 온도보다 낮은 온도로 금형을 공기 중에서 재가열하여 산화물을 다시 형성할 수 있습니다.

스팀 대신 염을 사용하여 동일한 유형의 층을 생성할 수 있습니다. 약 140 °C (285 °F)에서 액체 수산화나트륨 및 질산나트륨 염에 5~20분간 가열하면 고속도강 절삭 공구에 경질 산화물 층이 형성됩니다. 두 방법 모두 고속도강 및 열간 공구강에 적용되며, 반환되는 공구 수명으로 평가됩니다.

절삭 공구의 공구 수명 향상

첫 번째 표는 M2, M7 및 A6 공구의 절삭 작업을 다룹니다. 이 작업들은 실험실 테스트가 아닌 생산 작업이며, 브로칭 및 드릴링부터 호빙, 밀링, 톱질 및 태핑에 이르기까지 다양합니다. 출처에 기록된 향상은 이전 수명의 약 2배 미만에서 약 6배까지이며, 한 항목은 부품 수가 아닌 내구성 백분율로 보고되었습니다.

공구 및 피삭재별 결과

공구	애플리케이션	스팀 처리 전 공구 수명	스팀 처리 후 공구 수명
M2 브로치	AISI 1010 래치 절삭	연삭당 20시간	연삭당 70시간
M2 드릴	베이클라이트 플라스틱 절연 블록 드릴링	10개 구멍	25개 구멍
M2 드릴	페놀릭 단자판	연삭당 1700개 구멍	연삭당 8500개 구멍
M2 드릴	두께 25mm(1in.)의 AISI 4030 강 드릴링	17개 구멍	81개 구멍
M7 엔드밀 공구	8740 강 단조품 절삭	30개	200개
A6 호브	AISI 3140 단조 기어의 치형 절삭	출처에 기재되지 않음	수명 62.2% 증가
M2 밀링 커터	1020 강의 두 슬롯	연삭당 150회 절삭	연삭당 306회 절삭
M2 밀링 커터	1020 강봉 슬로팅	연삭당 2000회	연삭 1회당 7000개
M2 톱날	75 mm (3 in.) 봉재, 오스테나이트계 강 절단	0.52 m/s (102 sfm)에서 100% 내구성	0.57 m/s (112 sfm)에서 120% 내구성
M2 탭	SAE 52100 강 절단	1800개	3000개

출처, Tool Steels (G. A. Roberts and G. Krauss), Table 16-1, Machining tool life improvements due to steam oxidation, 인쇄 페이지 307. 출처에서는 세 가지 M2 드릴링 적용 사례를 각각의 공구 수명 값과 함께 별도 행으로 인쇄하고, A6 호브 항목은 기준 수명 없이 백분율 증가로 기재한다. broachers 철자를 포함하여 인쇄된 대로 작성. 이는 공개된 실무에 대한 참고 요약이며 Aobo Steel의 사양이 아니다.

성형 펀치 및 트림 다이의 공구 수명 향상

두 번째 표는 다른 계열의 공구이다. 너트 및 볼트 성형에 사용되는 M2 펀치와 트림 다이로, 파손 모드는 절삭날 파괴가 아니라 작업면의 마모와 갈링이며, 공구당 부품 수가 현장에서 추적하는 유일한 수치이다.

너트 및 볼트 성형 결과

M2 공구	적용 (강종)	증기 처리 전 공구 수명 (a)	증기 처리 후 공구 수명 (b)
4번 스테이션 펀치	캐슬 너트 (1030)	21,000개 너트	42,000개 너트
4번 스테이션 펀치	슬롯 인서트 너트 (1030)	22,000개 너트	38,000개 너트
4번 스테이션 펀치	캐슬 너트 (1030)	29,000개 너트	80,000개 너트
3번 스테이션 펀치	캐슬 너트 (1110)	20,000개 너트	35,000개 너트
4번 스테이션 펀치	캐슬 너트 (1110)	15,000개 너트	35,000개 너트
트림 다이	볼트 헤드 (1335)	7,000개 볼트	16,000개 볼트

출처, Tool Steels (G. A. Roberts and G. Krauss), Table 16-2, Effect of steam oxidation on tool life in forming various carbon steel nuts and bolts, 인쇄 페이지 307. 출처에서 (a)는 담금질 및 3회 템퍼링, (b)는 담금질, 3회 템퍼링 및 증기 처리. 표의 모든 펀치는 M2이다. 이는 공개된 실무에 대한 참고 요약이며 Aobo Steel의 사양이 아니다.

두 표의 비교 방식

두 표 모두 동일한 비교를 보고한다. 각 공구는 현장에서 통상 사용하던 상태로 파손까지 가동한 후, 산화층을 적용한 뒤 다시 가동하였으며, 수치는 재연삭 또는 교체 사이의 공구당 부품, 구멍, 절단 또는 시간이다. 두 가동 사이에 다른 것은 변경되지 않았으므로 두 열의 차이는 속도, 이송 또는 공구 재료 변경의 영향이 아니라 처리의 영향이다.

두 항목은 계획 수치로 사용하기 전에 주의가 필요하다. A6 호브 항목은 백분율 증가만 인쇄되어 있어 기준 공구 수명이 없다. M2 톱날 항목은 주어진 표면 속도에서의 내구성으로 보고되며, 두 가동 사이에 속도 자체가 달라지므로 동등 비교 수치라기보다 고속에서의 성능에 대한 진술이다.