공구강이란 무엇인가요?

공구강의 차별점은 무엇일까요?

공구는 균열, 마모 또는 날카로움의 손실 없이 무거운 하중을 견디며 절삭, 성형 또는 형상 유지를 해야 합니다. 이러한 작업 요구 사항을 충족하도록 공구강이 설계되었으며, 특정 등급의 특성에 따라 평가되는 이유도 바로 이 때문입니다.

• 높은 경도, 이를 통해 공구는 더 단단한 재료를 절삭하고 성형할 수 있습니다. 냉간 가공용 및 고속 가공용 강재는 일반적으로 55~65 HRC에 도달하는 반면, 열간 가공용 금형 및 사전 경화된 금형강은 인성을 유지하기 위해 의도적으로 더 낮은 경도로 가공됩니다.
• 내마모성, 마르텐사이트 기지 내에 존재하는 경질 크롬, 바나듐 및 텅스텐 카바이드로부터 공급됩니다.
• 강인함, 충격 하중 하에서 균열 및 파손에 대한 저항성.
• 고온 경도, 고온에서도 단단한 상태를 유지하는 능력은 해당 재질이 고온 작업에 사용될 수 있는지 여부를 결정하는 중요한 요소입니다.
• 치수 안정성, 경화 과정에서 변형이 적어 완성된 공구의 크기가 일정하게 유지됩니다.
• 강화성, 두꺼운 부분에서는 표면부터 중심부까지 전체적으로 단단하며, 부드러운 중심부를 덮는 단단한 껍질만이 아닙니다.

공구강의 종류

공구강은 사용 용도와 사용 중 노출되는 온도에 따라 분류됩니다. AISI 시스템은 각 그룹에 문자 접두사를 부여하며, 적합한 그룹을 선택하는 것이 작업에 맞는 등급을 찾는 첫 번째 단계입니다.

냉간 가공 공구강

냉간 가공용 강재는 공구 표면 온도가 약 200°C 미만이므로 내열성보다는 내마모성과 압축 강도를 위해 제작됩니다. 고탄소, 고크롬 D 시리즈 강재가 이에 해당합니다. 디2 (1.2379 / SKD11) 및 디3 (1.2080 / SKD1)은 높은 내마모성을 위해 약 12%의 크롬을 함유하고 있습니다. 공기 경화 A 시리즈는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. A2 크롬 함량 5%의 (1.2363 / SKD12) 재질은 내마모성은 다소 떨어지지만 인성과 안정성이 우수합니다. 오일 경화형 O 시리즈에는 다음이 포함됩니다. 오1 (1.2510) 및 산소 (1.2842) 합금이 덜 소모되고 가공이 용이합니다. 일반적인 작업에는 블랭킹 다이, 펀치, 전단 블레이드, 냉간 압출 및 성형 다이, 나사 롤링 다이, 게이지 및 절삭 공구가 포함됩니다.

고온 작업용 공구강

고온 작업용 강재는 약 300~700°C의 온도 범위에서 사용되며, 연화, 열피로 및 열균열에 대한 저항성이 요구됩니다. 크롬 기반 H 시리즈 강재는 다음과 같은 종류에 속합니다. H13 (1.2344 / SKD61) 및 H11 (1.2343 / SKD6)는 고온에서도 강도를 유지하기 위해 몰리브덴과 바나듐과 함께 약 5%의 크롬을 사용합니다. 별도의 텅스텐 분야는 다음과 같습니다. H21 (1.2581) 약 9%의 텅스텐을 함유하고 있어 더 무거운 열간 작업 공구에서 더 높은 열간 강도를 얻기 위해 인성을 약간 희생합니다. 일반적인 작업에는 다이캐스팅 다이, 알루미늄 압출 다이, 열간 단조 및 열간 스탬핑 다이, 열간 전단 블레이드가 포함됩니다.

내충격성 공구강

충격 저항 등급은 반복적인 충격이 가해지는 작업 환경에서 내마모성보다 인성을 우선시합니다. S 시리즈와 같은 제품들이 이에 해당합니다. S7 그리고 S1 (1.2550)은 균열 없이 충격을 흡수하도록 제작되었습니다. 일반적인 작업에는 끌, 공압 공구 비트, 임팩트 펀치 및 전단 날이 포함됩니다.

금형강

금형강은 플라스틱 사출 금형 및 유사한 툴링에 사용되며, 가공성, 연마성 및 치수 안정성이 가장 중요한 요소입니다. P 시리즈와 같은 강종들이 이에 해당합니다. P20 (1.2311) 및 니켈 함유 P20+Ni (1.2738)은 일반적으로 추가 열처리 없이 바로 가공 및 작업에 투입할 수 있도록 미리 경화되어 공급됩니다. 일반적인 작업에는 플라스틱 사출 금형, 블로우 금형 및 압축 금형이 포함됩니다.

고속강

고속강은 절삭날이 붉게 달아올라도 날카로움을 유지하는 절삭 공구용 강재입니다. M 시리즈를 포함한 여러 고속강이 이에 해당합니다. 엠2 (1.3343 / SKH51), 엠35, 그리고 M42, 이 소재는 내열성을 위해 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐, 코발트를 사용합니다. 대표적인 가공품으로는 드릴, 밀링 커터, 홉, 브로치, 탭 등이 있습니다.

합금 원소와 그 역할

공구강과 다른 강종 비교

구매자는 종종 작업에 공구강이 정말 필요한지, 아니면 더 저렴하고 흔한 강철로 충분한지 결정해야 합니다. 그 차이는 탄소 및 합금 함량과 그것이 강철에 부여하는 특성에 있습니다.

공구강 vs 구조용강

A36 및 S355와 같은 구조용 강재는 하중 지지력, 용접성 및 연성을 위해 만들어집니다. 이 강재들은 탄소 함량이 약 0.3% 미만이고 합금 함량도 적으며, 공구강 수준으로 경화되도록 설계되지 않았습니다. 공구강은 탄소와 합금 함량이 훨씬 높아 높은 경도를 얻을 수 있고 유지할 수 있습니다.

공구강 vs 합금 엔지니어링강

4140 및 4340과 같은 합금 엔지니어링 강은 일반적으로 30~50 HRC 정도의 중간 정도의 경도를 가지며, 4140은 얇은 단면에서 약 55 HRC까지 경도를 높일 수 있습니다. 그러나 이러한 강종은 D2 강재의 내마모성이나 H13 강재의 고온 경도에 필적할 만한 탄화물 함량이 부족하므로 금형이나 절삭 공구보다는 축이나 기어에 더 적합합니다.

공구강 vs 스테인리스강

대부분의 스테인리스강은 경도보다 내식성을 우선시합니다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 이 두 가지 장점을 모두 갖추고 있습니다. 420이나 440C 같은 강은 구성 성분상 스테인리스강이지만 칼이나 베어링과 같은 공구강으로 사용되며, 특히 440C는 내식성을 유지하면서 58~60 HRC의 경도를 자랑합니다.

공급 양식

아오보 스틸은 단조 또는 열간압연 원형봉, 평강, 판재 및 대형 금형용 단조 블록 형태의 공구강을 공급합니다. 표면은 단조 또는 압연, 박피, 선삭, 밀링 가공을 거쳐 흑색으로 제공됩니다. 자재는 가공 가능한 어닐링 처리된 상태로 출하되며, 특정 등급에 한해 경화 및 템퍼링 처리된 제품도 요청 시 제공 가능합니다. 대형 단조 단면을 포함한 현재 재고 및 규격에 대한 자세한 정보는 당사로 문의하십시오.