코팅 공구

Coating Tools images

 

 

코팅의 종류 비교

 

Coating Guide

코팅재질	TiN	TiCN	TiAlN	CrN	DLC
생성	황금색	진회색	검은회색	은색	검정
막경도(HV)	2,000~2,500	2,700~3,000	2,600~3,000	1,600~2,000	3,000~5,000
마찰계수	0.7	0.6	0.7	0.4	0.1
막두께	2 ~ 3 (편측)	2 ~ 3 (편측)	2 ~ 3 (편측)	2 ~ 3 (편측)	2 ~ 3 (편측)
코팅온도(℃)	500℃이하	500℃이하	500℃이하	500℃이하	500℃이하
최대온도	600	400	800	700
내식성	○	△	○	◎	○
내산화성	○	△	◎	○	△
내마모	○	◎	◎	○	◎
내박리성	○	○	△	◎	△
내충격성	◎	△	△	○	X
저마찰	△	△	△	○	◎
비응착	△	△	△	◎	◎
내열성	△	△	◎	◎	×
주요특징	기본적인 Coating	TiN Coating	고온경도	박막이 매우 치밀	가장 경도가
		대비 내 마모성	고속작업	뛰어난 밀착력	높은 코팅
		강화		내마모성	높은 내마모성
				내산화성
				내소착 우수
적용분야	절삭공구	절삭공구	절삭공구	다이캐스팅 금형	알루미늄 절삭가공
	드로잉 모형	SUS 고강도	건식가공	사출금형	자동차.공작기기
	포밍 모형	강판 가공용	고경도 가공용	밴드 & 드로잉 금형	가전 OA기기
	일반적인 코팅	포밍ㆍ드로잉 모형		가전 OA기기	의료기기(치자)
				의료기기(치자)

재료 물성치

 

Physical value of Tools material

공 구 재 료	상 온 온 도	항 절 력 (Kg/cm²)	열 전도율 (Cal/K.cm²)
고속도강 (HSS)	HRA83 ~ 86	400 ~ 600
분말 고속도강	HRA87 ~ 88	250~ 350
초미립자 초경합금	HRA90 ~ 91	180 ~ 300
초경합금 (P종)	HRA90 ~ 93	150 ~ 200	0.07~0.12
초경합금 (K종)	HRA90 ~ 94	200 ~ 220	0.17~0.19
CERMET (TICN계)	HRA91 ~ 94	170 ~ 180	0.05
CERMET (TIN계)	HRA83 ~ 86	100 ~ 150
SIC	HV2700		0.1
AL203	HV2100	70 ~ 90	0.05~0.20
CBN	HV3500 ~ 4000	50 ~ 70	3.3
다이아몬드	HV7000 ~ 9000	90 ~ 110	5

절삭공구의 재료별 종류

 

절삭공구의 재료별 종류

이름	장점	단점	특징
다이아몬드	☞ 경도가 매우 높다	☞ 가공열에 의한 철과의 친화반응으로 철계 금속가공이 어렵다  ☞ 충격에 약하다  ☞ 열에 약하다	☞ 비철금속의 절삭 및 연마에 우수한 성능을 발휘하여 다용도로 사용되고 있다  ☞ 비철금속이나 알루미늄 합금, 동합금, 수지류에 적용
고속도강	☞ 인성이 강하다  ☞ 내마모성이 강하다	☞ 고온이 되면 경도가 저하된다  ☞ 고온에서 내마모성이 떨어진다	☞ 범용의 공구재질로 널리 사용된다  ☞ 고속 절삭에 적합하다
초경합금	☞ 압축정도가 높아 경 도가 높다  ☞ 열팽창 계수가 작다  ☞ 내마모성이 좋다  ☞ 내열성이 우수하다	☞ 충격저항이 작다 (취성이 약하다)	☞ W, Ti, Ta, Zr, Mo 등이 주원료  ☞ Co, Ni, Fe 등을 소결하여 만든다
세라믹	☞ 내마모성이 좋다  ☞ 열팽창률이 적다  ☞ 고온에서 높은 경도가 좋다	☞ 초경 합금공구 보다 충격에 약하다  ☞ 진동에 약하다	☞ Al2O3이 89~99%이고 나머지는 Si 및 산화물 등으로 구성되어 있다  ☞ 초경합금보다 고온 및 고속절삭에 더 많이 사용되고 있다
서메트	☞ 다듬질 면이 양호하다  ☞ 가격이 싸다  ☞ 내용착성이 좋다  ☞ 내마모성이 좋다  ☞ 고속 경절삭에 유리하다  ☞ HRC 60의 피삭제에 적합	☞ 인성이 약하다  ☞ 열전도성이 나쁘다  ☞ 가열, 냉각에 약하다  ☞ 절삭유제 등에 약하므로 습식 가공은 피한다	☞ 세라믹 분말을 Ni, Co, Cr 등의 점결제로써 초경합금에 혼합하여 소결한 것이다  ☞ 산화물서메트, 탄화물서메트, 붕화물서메트 등이 있다  ☞ 절삭공구로써 많이 사용되고 있다  ☞ 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등에 부적합
CBN	☞ 다이아몬드와 같이 강성이 크다  ☞ 경도는 다이아몬드 다음으로 Carbide의 20~30배 정도이다  ☞ 공기 중에서 1000℃ 이상의 고온에서 경화강과 장시간 접촉해도 안정하고 강을 고속으로 절삭해도 급속한 반응이 없다	☞ 수명이 짧다  ☞ 가격이 비싸다  ☞ 취성이 크다	☞ 1500℃에서 8GPa의 고온 고압을 유지할 수 있는 장비를 사용하여 boron nitride를 육각형 구조에서 다이아몬드에 근사한 구조로 변형시키고, 결합제인 메탈과 boron nitride를 충분히 혼합하여 고온 고압하에서 필요한 형태로 소결한다
PCD	☞ 방향성이 없다.  ☞ 경도, 내마모성, 열전도성이 다이아몬드와 같다  ☞ 비철금속, 비금속 절삭시 탁월한 표면조도를 구현한다  ☞ 고속강도에서도 긴 수명이 보장된다.	☞ 연마 주기가 짧다	☞ 다이아몬드 입자를 초고온 고압하여 소결시킨 극도로 강인한 합성물이다

엔드밀

1. 엔드밀이란

   

    - 절삭 가공에 이용하는 공구인 회전식 커터의 일종으로

 

      둘레와 끝 면에 날이 있어 좁은 평면을 다듬거나
       
      홈을 파는데 쓰는 커터로 밀링 가공에서 많이 쓰이는

      절삭 공구. 엔드 밀링 커터라고도 한다.
      

2. 엔드밀의 종류 및 특징

 

     - 플랫 앤드밀은 일반적으로 2차원 가공

 

     - 볼 엔드밀은 3차원 형상의 가공

 

     - Radius형 엔드밀은 플랫 엔드밀과 볼 엔드밀의 중간 형태로 3차원 가공 시 황삭에서 플랫 엔드밀과

    

        함께 사용하기도 함

 

 

             이것은 볼 엔드밀은 피삭재와 점 접촉으로 절삭하는데 비해 플랫 엔드밀은 면 접촉으로

 

             절삭하기 때문에 한번의 움직임으로 절삭량이 많아 가공 시간을 단축할 수 있기 때문이다.

    - 볼 엔드밀로 절삭하는 경우, 경로의 피치를 아무리 작게 해도 잔재가 나오는데 이를 Scallop이라고

 

        한다.

      

                        

 

 

   1) 플랫 엔드밀

 

      날 끝이 평평한 엔드밀로 공구 중에 가장 많이 쓰이는 공구.

 

      ex) 홀 가공 또는 면 가공 등

        - 정삭용에 주로 사용.

 

        - 한번에 바닥면과 외주를 가공할 수 있다는 장점.

 

    2) 볼 엔드밀

 

        날 끝이 동그런 볼 형식의 엔드밀.

 

        곡면 형상 가공 시 사용

         - 3차원 가공과 R가공용에 주로 사용

 

         - 칼날의 마모가 심하다는 단점

 

 

3. 엔드밀의 절삭 조건

 

   * 회전수(N)

 

     - 적절한 회전수와 이송속도는 공구수명, 가공면 정도, 가공능률에 중대한 영향을 미치며 엔드밀이

 

        충분한 성능을 발휘할 수 있게 함

 

     - 공구의 파손 및 급격한 마모로 인한 수명단축, 가공능률 저하, 가공면 조도가 불량시 절삭조건을

 

        적절하게 변경하여 적용

        건식 절삭의 경우 계산치의 70%로 하향 조정하여 적용한다.

 

    * 이송속도

 

     - 가공능력에 절대적 영향을 미치는 이송속도는 잇날 한 개당 이송량에 의하여 결정된다.

 

    * 절입량

 

     - 엔드밀의 절삭 깊이는 축 방향의 절삭 깊이를 d,

 

     - 직경 방향의 절삭 폭은 W,

 

     - 엔드밀의 직경은 D,

 

     - 축 방향의 깊이는 홈 절삭의 경우 d=0.15D 이하,

 

     - 측면 절삭의 경우는 d=0.15D^2로 한다.

    * 절삭유

 

           절삭유제는 윤활성, 냉각성, 반 용착성 등을 향상시켜 공구 수명의 연장, 가공면의 향상,

 

           절삭열의 제거, 소요 동력의 감소, 미세한 칩의 세정 효과등 생산성 향상을 부여 함.

    * 상향 절삭과 하향 절삭의 차이점

           

 

4. 엔드밀의 마모

 

    - 절삭 속도가 너무 빠를 경우

 

    - 이송 속도가 너무 느릴 경우

 

    - 엔드밀의 비틀림각이 부적합할 경우

 

    - 상향 절삭일 경우

 

    - 공작물의 경도가 높을 경우

 

    - 칩배출이 원활하지 않을 경우

 

    - 열전도율이 낮은 피삭재일 경우

 

   대책

   

     - 절삭 속도를 낮춘다.

 

     - 이송 속도를 빠르게 한다.

 

     - 비틀림 각이 큰 엔드밀을 사용한다.

 

     - 하향 절삭으로 전환한다.

 

     - 고경도용 엔드밀로 바꾼다.

 

     - 절삭점에 고압 공기나 절삭유를 공급한다.

 

     - 칩 포켓이 넓은 엔드밀로 변경한다.

 

     - 기공 경화층 제거를 위하여 절입량을 증대한다. ( 인선이 예리한 엔드밀 사용)

 

5. 엔드밀과 코팅

 

     - 각종 공구의 다양한 재질의 특성에 의한 단점들을 보완하기 위해서 공구의 표면에 고경도 및

 

       인성이 우수한 표면 처리층을 형성

 

     - 피복할  금속입자를 이온화하고 플러스의 전하를 주어서 가속시키며 모재의 표면에 꽂히듯이

 

       밀착시키기 때문에 정착강도가 크고 내박리성이 우수함.

   * 코팅의 효과
  

     - 고속도강에 비해 3배 가까이 단단함

 

     - 마찰계수는 반 정도

 

     - 또 다른 물질과 반응하기 어렵기 때문에 이것을 1~2㎛ 코팅한 공구는 내마모성, 내용착성이

 

        우수하고 절삭속도를 고속 측으로 선정할 수 있으며 긴 수명이 얻어짐.

 

   * 코팅의 종류와 특성

 

      - 절삭 효과를 높이고 공구 수명 향상과 생산성 향상

 

         1) TiN 코팅

        

             : 코팅 효과를 높이기 위해 공구의 표면에 Titanium Nitride 코팅 처리를 한다.

 

         2) TiCN 코팅

 

             : 절삭날에 역학적응력이 증가하는 고강도나 또는 연강의 절삭 시 우수한 효과를 나타내며

 

               공구의 표면에 Titanium Carbon Nitride 코팅 처리를 한다.

 

         3) TiAIN 코팅

 

             : 연속적인 고속 절삭이나 건식 절삭의 경우와 같이 공구 날이 높은 열 응력을 받는 경우 탁월한

 

               효과를 발휘하며 공구의 표면에 Titanium Aluminum Nitride 코팅 처리한다.
       
         비교

6. 엔드밀의 소재

 

      (1) 하이스 엔드밀 : 범용의 공구재질로 널리 사용됨

  

         ① 용해 하이스 엔드밀 (코발트 하이스 엔드밀) 
     
              : 내열성이 우수한 코발트 8~10% 함유
  

         ② CPM 엔드밀 : 내마모성을 향상시킨 엔드밀
  

         ③ XPM 엔드밀 : 난삭재의 가공에 유리하며 하이스 엔드밀중 경도가 가장 높음

 

      (2) 초경 엔드밀 : 경도가 높아 내마모성이 좋고, 고온경도도 높아 내열성도 우수

      (3) 써멧 엔드밀 : 인성은 약하지만 내용착성, 내마모성이 우수하여 고속 경절삭에 유리

      (4) CBN 엔드밀 : 내마모성과 내열성이 우수한 CBN 팁을 브레이징 한 것

      (5) 다이아몬드 엔드밀 : 비철금속이나 알루미늄 합금, 동합금, 수지류에 적용