공구 피복제의 종류와 특징

 

 

공구 피복제의 종류와 특징

 

1. 개요

 

1960 연대 이후 부터 여러 가지 신소재 들이 계속 개발 되고 있다. 이들 신소재의 일반적인 특성은 강도와 연마성이 크고 공구 재료와 화학적 반응이 매우 크다는 것 이다. 이들 절삭이 어려운 재료들을 효과적으로 가공 하기 위하여 여러 가지 피복 공구 들이 개발되었다. 이들 피복 공구는 특히 고속 절삭 작업에 적당하다.

 

 

2. 피복 물질의 일반적인 특성

 

   고온 경도

   공작물에 대한 화학적 안정성 및 불활성

   낮은 열전도

   모재와의 양호한 접착성

   기공이 거의 없어야 함.

 

 

3. 피복제의 종류, 특성

 

 1) 티타늄 질화물(Titanium Nitride : TiN)

 

   ① 질화 티타늄 피복물은 마찰이 작고 경도가 크고 고온에 잘 견디며 모재와의 접착성이 크다.

   ② 초경 공구 뿐 아니라 드릴, 밀링커터 등 고속도강 공구 수명을 크게 증대한다.

   ③ 금색을 띄며 매우 높은 절삭 속도 및 이송속도에 대하여 우수한 성능을 보인다.

   ④ 융착 발생을 위하여 적절한 절삭유를 사용한다.

 

 2) 티타늄 탄화물(Titanium : TiC)

 

   WC 인서트에 티타늄 카바이트 피복을 하면 연마성이 큰 재료의 절삭시에 플랭크 마멸을 크게   줄일수 있다.

 

 3) 세라믹 (Ceramic)

 

   ① 고온에 강하고 화학적으로 불황이며 열전도가 낮고 플랭크 및 크레이터 마멸에 강하다.

   ② 가장 보편적인 것은 산화 아류미늄이다(Al2O3)

   ③ 산화물 피복물은 화학적으로 매우 안정되어 있어서 모재와의 결합 강도는 일반적으로 약하다.

 

4) 다층 피복

 

   ① 다층 피복을 통해 여러 가지 피복물 들의 부합된 특성을 얻을수 있다.

   ② 두겹 혹은 세겹으로 다층 피복된 텅스텐 카바이트 공구는 현재 주철이나 강의 절삭에 효과적으로 사용하고 있다.

   ③ 다층 피복은 모재 바로위에 TiC, 다음에 Al2O3, 최외측에 TiN 순으로 피복되어 있다.

   ④ 일반적으로 첫 번째 층은 모재와 접착성이 좋아야 하고

       중간층은 양쪽 피복물과 잘어울리고 접착성이 좋아야 하고

       최외측은 내마멸성이 크고 열전도도가 낮아야 한다.

   ⑤ 다층피복시 연속 고절삭용 : TiC / Al2O3,

       연속 중절삭용 : TiC / Al2O3, / TiN

       단속 경절삭용 : TiC / TiC + TiN / TiN

 

 

4. 결언

 

이상에 기술한 바와 같이 초경 코팅 공구는 비교적 낮은 코스트로 큰 효과를 얻는 획기적인 공구이다. 또 작업 능률 등 절삭 가공에서 큰 공헌을 하고 있으나 피복 기술이 성숙 하지 못해 앞으로 공기중에서 합성이 가능 하게된 다이야몬드막의 이용, 차세대 공구로 주목되는 CBN 막 등의 새로운 피막 개발에 많은 기대가 모아지고 있다.