고속 가공에서 텅스텐 카바이드 절삭 공구의 역할

오늘날 경쟁이 치열한 제조 환경에서는 속도가 무엇보다 중요합니다. 기업은 고품질 부품을 더 빠르게 생산하면서도 다운타임과 낭비를 줄여야 합니다.

여기서 고속 가공(HSM)이 등장합니다. HSM은 더 빠른 절삭 속도와 이송 속도를 사용하여 생산성을 높이는 공정입니다.

하지만 한 가지 문제가 있습니다. 모든 도구가 이처럼 혹독한 환경에서 살아남을 수 있는 것은 아닙니다.

여기가 바로 그곳입니다 텅스텐 카바이드 절단 도구 큰 변화를 만들어내다.

그들은 결합한다 강인함, 경도, 내열성이 뛰어나 고속 가공에 완벽하게 적합합니다.

이 기사에서는 이러한 도구가 어떻게 더 빠른 기계 가공을 지원하고, 부품 품질을 개선하고, 운영 비용을 절감하는지 살펴보겠습니다.

당신이 다음과 같은 산업에 종사하고 있다면 항공우주, 자동차, 금형 제작, 또는 일반적인 CNC 가공에 대해서는 계속 읽어보세요.

고속 가공에 더 나은 도구가 필요한 이유

고속 가공(HSM)은 더 빠른 속도로, 더 정확하게, 그리고 가동 중지 시간을 줄이는 것을 목표로 합니다.

이를 통해 제조업체는 품질을 저하시키지 않고도 더 짧은 시간에 더 많은 부품을 생산할 수 있습니다.

하지만 모든 공구가 HSM의 극한 조건을 견딜 수 있는 것은 아닙니다. 바로 이 부분에서 텅스텐 카바이드 절삭 공구가 빛을 발합니다.

텅스텐 카바이드는 강철보다 훨씬 단단하여 매우 단단합니다. 또한 고온에도 잘 견디는데, 이는 고속 절삭과 고열 발생에 매우 중요합니다.

고속 가공에서는 날카로움을 유지하고, 마모에 강하며, 일관된 결과를 제공하는 도구가 필요합니다.

그렇기 때문에 점점 더 많은 제조업체가 기존의 고속도강(HSS)에서 초경 공구로 전환하고 있습니다.

텅스텐 카바이드의 물리적 강도

텅스텐 카바이드는 텅스텐과 탄소 원자를 결합한 다음 코발트와 같은 바인더와 혼합하여 만들어집니다.

이것은 믿을 수 없을 정도로 단단하고 밀도가 높은 재료를 생성합니다. 경도 일반적으로 비커스 경도계에서 1600~2400HV 사이인 반면, HSS의 경우 약 700HV입니다.

이러한 경도는 두 가지 주요 이점을 제공합니다.

강철보다 날카로움을 더 오래 유지합니다.
공격적인 절단 중 변형을 줄입니다.

공구가 모양과 날카로움을 유지하므로 스테인리스 스틸, 티타늄 또는 경화 합금과 같은 어려운 소재를 절단할 때에도 더 나은 표면 마감과 더 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다.

고속 작업의 압력 하에서도 텅스텐 카바이드 공구는 형태를 유지합니다. 따라서 공구를 자주 교체할 필요성이 줄어들고 한 번에 생산할 수 있는 부품 수가 늘어납니다.

내열성: 고속 가공의 핵심 요소

절단 속도가 증가함에 따라 절단 구역의 온도도 증가합니다.

일반 공구는 이러한 열에 의해 부드러워지거나, 형태가 변형되거나, 빠르게 마모될 수 있습니다. 그러나 텅스텐 카바이드는 뛰어난 내열성을 가지고 있습니다.

초경 공구는 HSS 공구보다 최대 4~6배 빠른 절삭 속도로 작업할 수 있습니다. 이는 다음과 같은 이유로 가능합니다.

경도를 잃지 않고 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.
그들은 작업물에 열을 덜 전달합니다
그들은 뜨거운 최첨단에서도 구조를 유지합니다.

이러한 특성으로 인해 이 제품은 건식 절단, 고속 밀링, 단단한 소재의 마무리 작업과 같은 고속 작업에 이상적입니다.

더 나은 내마모성은 더 긴 공구 수명을 의미합니다.

고속 가공에서는 마모가 가장 큰 적입니다. 공구가 무뎌지면 표면 조도 불량, 속도 저하, 그리고 가동 중단 시간이 길어집니다.

텅스텐 카바이드 공구는 대부분의 다른 공구 소재보다 마모에 대한 저항성이 더 뛰어납니다.

카바이드의 입자 구조와 바인더 함량은 마모, 접착, 열 피로와 같은 마모 메커니즘을 늦추도록 설계되었습니다.

적절한 코팅(TiAlN 또는 AlTiN 등)을 사용하면 내마모성 더욱 향상됩니다.

이는 다음을 의미합니다.

도구당 더 많은 부품을 얻을 수 있습니다
자주 날카롭게 할 필요성이 적습니다
공구 교체로 인한 가동 중지 시간 감소

공구 수명이 길면 장기적으로 비용도 절감됩니다. 초경 공구의 초기 비용은 더 많이 들지만, 내구성이 뛰어나 시간이 지날수록 더 큰 가치를 제공합니다.

치수 정확도 및 표면 마감

고속 가공에서는 정밀성이 무엇보다 중요합니다. 특히 다음과 같은 산업 분야에서는 더욱 그렇습니다. 항공우주, 의료기기, 또는 전자제품.

진동, 떨림, 또는 공구 변형은 부품 품질을 저하시킬 수 있습니다. 텅스텐 카바이드 공구는 뛰어난 강성을 제공하며, 이는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

처짐 감소
더 높은 정확도
더 나은 반복성

강력한 절삭날은 장시간 사용에도 정밀한 공차를 유지합니다. 또한, 마찰을 줄여주는 코팅 덕분에 더욱 매끄러운 표면 마감을 구현합니다.

그렇기 때문에 초경 공구는 아주 작은 흠집이나 버(털)로도 부품이 거부될 수 있는 마무리 작업에 널리 사용됩니다.

HSM 전략을 활용한 도구 형상 매칭

텅스텐 카바이드 절삭 공구는 트로코이드 밀링, 동적 툴 경로, 고속 이송 기술과 같은 고속 가공 전략을 지원하는 형상으로 설계될 수 있습니다.

이러한 기하학에는 다음이 포함될 수 있습니다.

절삭력 감소를 위한 날카로운 절삭날
더 나은 칩 배출을 위한 특수 플루트 디자인
절단 부드러움을 개선하기 위해 최적화된 레이크 각도

CNC 기계가 점점 더 발전함에 따라 도구 기하학의 역할이 더 커졌습니다.

초경 공구는 부러지거나 깨지지 않고 얇고 공격적인 기하학적 모양을 다룰 수 있을 만큼 단단합니다.

성능을 향상시키는 코팅 옵션

텅스텐 카바이드 절삭 공구의 성능은 적절한 코팅을 통해 더욱 향상될 수 있습니다.

코팅은 마찰을 줄이고, 열을 관리하며, 도구 표면을 마모나 화학적 손상으로부터 보호합니다.

HSM에 사용되는 일반적인 코팅은 다음과 같습니다.

코팅	이상적인 사용	이익
티알인	스틸, 스테인리스	내열성, 산화 방지
알틴	경화강	우수한 내마모성
다운로드 가능 콘텐츠	알루미늄, 플라스틱	재료 붙는 현상 감소
CVD 다이아몬드	복합재료	극한의 경도, 긴 수명