카바이드 브레이징 팁 경도, 내구성 및 내마모성을 부여하기 위해 공구에 브레이징 처리된 텅스텐 카바이드로 만든 절삭 인서트 또는 팁을 말합니다. 제조, 건설, 광업 등 여러 산업 분야에서 가공, 연삭, 드릴링, 성형, 절삭 등의 용도로 사용됩니다.
이 문서에서는 드릴 비트, 밀링 커터, 톱날, 브로치 및 콜드 호브와 같은 공구에 은 합금 또는 니켈 합금을 사용하여 브레이징한 카바이드 팁에 대한 종합적인 가이드를 제공합니다. 이러한 브레이징 카바이드 인서트의 구성, 특성, 크기, 표준 및 등급에 대해 살펴봅니다. 주요 특성, 성능 매개변수, 재료와 시나리오에 따른 사용법을 비교하여 장점과 한계를 제시합니다. 표시 가격이 포함된 공급업체 세부 정보도 표로 정리되어 있습니다. FAQ 섹션에서는 이러한 마모 부품에 대한 일반적인 질문을 다룹니다.
구성 및 제조 공정
카바이드는 분말 야금을 통해 생산되는 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co)의 합성물인 초경합금 텅스텐 카바이드를 말합니다. 코발트는 WC 입자에서 시멘트 또는 결합제 역할을 하여 고체 카바이드 부품을 생성합니다. 코발트 비율에 따라 원하는 경도, 인성 및 마모 특성에 맞게 WC-Co 조성을 조정할 수 있습니다.
브레이징 카바이드 팁의 층과 구성 요소는 다음과 같습니다:
표 1: 카바이드 브레이징 팁의 컴포지션 스택업
| 레이어 | 구성 | 역할 |
|---|---|---|
| 카바이드 팁 | Co 매트릭스의 88-97% WC 입자 | 경도 및 내마모성 부여 |
| 은 브레이징 합금 | 은, 구리, 아연, 카드뮴, 니켈 | 브레이징 공정을 통해 초경 인서트와 공구를 결합합니다. |
| 기본 도구 재질 | 강철, 텅스텐 카바이드 | 강도를 부여하고 공구 몸체를 형성합니다. |
이 재료들은 제어된 압착 및 소결이 포함된 분말 야금 공정을 통해 결합되어 고체 텅스텐 카바이드 인서트를 생산합니다. 분말 형태의 브레이즈 합금을 접합할 표면에 도포하고 제어된 분위기에서 1000°C 이상으로 가열하여 모세관 작용을 통해 카바이드 팁과 공구를 결합하는 합금을 녹입니다. 이는 이후 제어된 냉각 과정에서 강력한 야금학적 결합을 형성합니다. 은 브레이즈에 카드뮴을 사용하는 것에 대한 환경적 우려로 인해 니켈 브레이즈 합금도 각광을 받고 있습니다.
유형 및 등급
다양한 절삭, 연삭, 드릴링, 밀링 공구에 납땜된 카바이드 팁은 특성과 용도에 따라 종류와 등급으로 분류됩니다:
표 2: 주요 카바이드 브레이징 인서트 유형 및 등급
| 유형 | 등급 | 설명 |
|---|---|---|
| P | P10-P50 | 다양한 소재의 범용 포지티브 카바이드 인서트 |
| M | M10-M50 | 강철, 철, 합금의 고정밀 가공을 위한 날카로운 인서트 |
| K | K10-K40 | 경화 재료, 중단 절삭을 위한 인서트용 초경 재종 인서트 |
| C | C1-C8 | 복합 재료, 흑연 등을 위한 고내마모성 인서트. |
| S | S10-S50 | 강철 재료용으로 특별히 설계된 칩 브레이커가 포함된 인서트 |
| H | H10-H15 | 고온 합금강용 하드 터프 인서트 |
| D | D10-D50 | 주철 선삭 및 드릴링 작업에 최적화된 재종 |
| CBN | B151-B198 | 입방정 질화 붕소 복합 초경 인서트 |
| 다이아몬드 | SD10 | 다결정 다이아몬드 또는 다이아몬드 코팅 카바이드 인서트 |
카바이드 인서트에는 바인더 비율, 카바이드의 입자 특성, 적용 재료 및 작동 측면의 기능성을 나타내는 영숫자 등급이 지정되어 있습니다. 등급이 높을수록 고온으로 인한 마모나 하중으로 인한 파손에 대한 내성이 우수함을 나타냅니다. 문자 접두사는 기본 재료 그룹에 따라 고유한 유용성을 분류합니다. 나노 구조 또는 코팅이 적용된 고급 등급은 성능이 크게 향상됩니다.
기계적 특성 및 특성
초경 팁 공구는 금속 제거 작업에 필요한 경도, 강도 및 파단 인성의 독특한 조합을 보여줍니다. 초경 팁 공구는 고속 절삭 공구에 비해 열간 경도, 높은 가공 온도에서 화학적 불활성, 내마모성이 매우 뛰어나며, 초경 카바이드 성분이 끈질긴 코발트 매트릭스에 의해 지지되기 때문에 내마모성이 우수합니다.
표 3: 브레이징 카바이드 인서트의 주요 특성 및 성능 지표
| 속성 | 메트릭 | 역할 |
|---|---|---|
| 경도 | 92-96 HRA | 절삭 날의 마모성 마모 방지 |
| 횡 파열 강도 | 500-700 kgf/mm2 | 파손 없이 높은 가공력을 견뎌냅니다. |
| 골절 인성 | 7-15 MPa√m | 컷이 중단되는 동안 충격을 견뎌냅니다. |
| 뜨거운 경도 | 700°C에서 로크웰 경도 유지 80% | 절삭 인터페이스 근처의 고온에서 경도를 유지합니다. |
| 화학적 불활성 | 500°C 이상에서 안정적인 산화텅스텐 층 형성 | 고온 영역에서의 확산 마모 및 접착력 방지 |
티타늄 대비 카바이드 인서트 강도
- 카바이드 브레이징 공구의 특징은 다음과 같습니다. 2배 더 높음 티타늄보다 횡방향 파열 강도가 높아 하중 하에서 안정성이 향상됩니다.
- 70% 더 강력해짐 우수한 파단 저항성을 나타내는 파열 계수 특성 측면에서 볼 때
세라믹에 대한 초경 공구 경도
- 비슷한 경도 92-94 로크웰 A 제품군에서 질화규소 및 탄화규소 세라믹에 이르기까지 다양합니다.
- 일반적으로 도자기보다 더 단단한 마모가 심한 환경에서도 최대 5%까지 마모율을 향상시킵니다.
카바이드 재종과 HSS의 열 안정성 비교
- 전시회 50% 이상 높음 고온에서 효과를 나타내는 붉은색 경도를 나타냅니다.
- 절단 인터페이스의 섭씨 600도 이상의 온도에서 경도를 훨씬 더 많이 유지합니다.
까다로운 소재를 위한 견고한 설계
- 바인더 양, 입자 크기 분포 및 보호 코팅이 개선되었습니다. 골절 인성 일부 표준 인서트에 비해 최대 40%
- 균열 시작 및 전파를 방지하여 경화되고 중단된 절삭강을 안정적으로 가공할 수 있습니다.
따라서 카바이드 팁 브레이징 공구는 날카로움을 유지하는 경도, 변형에 저항하는 강도, 응력을 흡수하는 파괴 인성, 즉 가혹한 가공 조건에서 소재를 제거하면서 뛰어난 성능을 발휘하는 데 필요한 덕목을 신중하게 균형 있게 제공합니다.
크기 표준 및 치수
브레이징용 초경 인서트는 툴링 및 최종 응용 분야 요구 사항에 맞게 다양한 국제 크기 표준, 형상 및 두께로 제공됩니다.
표 4: 브레이징 카바이드 팁의 일반적인 크기 시리즈 및 치수
| 사이즈 시리즈 | 삽입 치수(mm) | 최대. 사용 가능한 두께 |
|---|---|---|
| ISO RNGN | 9.5, 12.7, 16, 19.5, 25.4 | 3.18 |
| ISO RNGX | 4.76, 9.5, 12.7, 16 | 4.76 |
| ISO RNMN | 7.8, 9.5, 12 | 4.75 |
| ISO SNGX | 6.35, 9.5, 12.7 | 3.97 |
| ISO TNGX | 3.5, 4.5, 6 | 3 |
| ISO TNGA | 16, 20, 25 | 6.35 |
| ISO TNMA | 16, 20, 25 | 3.18 |
툴링 인터페이스 요구 사항에 따라 칩브레이커, 나사산 스터드 또는 포스트, 회전 방지 러그 또는 클램프가 있는 모양과 같은 맞춤형 팁 형상과 고정 장치도 사용할 수 있습니다.
약 10mm 크기의 등급 RNMN 인서트는 강철 및 고난도 합금의 범용 선삭, 드릴링, 밀링 응용 분야에서 매우 일반적입니다. 직경이 더 큰 25mm 인서트는 광산 장비의 무거운 하중을 견디며, 5mm 미만의 초소형 사이즈는 정밀 보링 및 기어 절삭 작업을 가능하게 합니다.
가공 성능 비교
브레이징 카바이드 인서트는 아래에 자세히 설명된 바와 같이 업종, 재료, 파라미터 및 시나리오 전반에 걸쳐 가공 응용 분야의 생산량과 경제성을 혁신합니다:
표 5: HSS, 세라믹, PCD/CBN에 비해 카바이드 팁의 장점
| 대 | 섹션 | 장점 |
|---|---|---|
| 고속 강철 | 회전, 드릴링 | – 2~4배 더 높음 도구 수명 - 생산성 향상 및 부품당 비용 절감 - 40% 절삭 속도 및 이송 증가 |
| 도자기 | 하드 터닝, 주철 | – 더 강한 인서트는 높은 하중에서 균열을 방지합니다. - 열 충격 저항으로 더 깊은 절단 가능 |
| PCD/CBN | 비철 합금 | - 다음에서 운영 50% 더 뜨겁게 인터페이스에 더 가까운 영역 - 알루미늄, 황동 등을 위한 비용 효율적인 옵션입니다. |
재료용 카바이드 인서트 등급
| 재질 | 바람직한 카바이드 등급 | 혜택 |
|---|---|---|
| 일반 탄소강 | M25, P25 | 강철 선삭용 범용 샤프 인서트 |
| 스테인리스 스틸 | M35, P35 | 매끄럽게 가공된 표면 |
| 경화강 55-70 HRC | K25, S25-S40 | 딱딱한 단계로 인한 빠른 마모 방지 |
| 주철 | D25-D30 | 최적화된 칩브레이커, 매끄러운 그라파이트 포켓 |
| 알루미늄 합금 | M25-M30 비코팅 | 날카로운 모서리에 알루미늄이 쌓이는 것을 방지합니다. |
| 티타늄/니켈 합금 | C2-C6, K15 코팅 | 고강도 및 내열성 인서트 |
특정 강종을 위한 고급 카바이드 재종, 내열성 초합금, 인터럽트 절삭, 고효율 가공은 기존 옵션에 비해 공구 수명을 획기적으로 향상시킵니다.
적용 분야
카바이드 브레이징 인서트는 중요한 금속 절삭 작업에서 성능을 향상시킵니다:
표 6: 브레이징 카바이드 팁 툴링의 일반적인 적용 분야
| 산업 | 애플리케이션 | 혜택 |
|---|---|---|
| 자동차 | 엔진 블록 보링 구동축 회전 변속기 기어 절단 | 높은 가공 생산성, 매끄러운 표면 마감 처리 |
| 항공우주 | 블리스크 밀링 티타늄 주물 걸림 | 고가의 합금에 대한 공구 비용 절감 |
| 금형 및 금형 | 작업 마무리 | 고정밀 부품, 미세한 표면 마감 |
| 석유 및 가스 | 드릴링 장비 | 해양 시추선에서의 안정적인 운영 |
| 건설 및 광업 | 분쇄, 드릴링, 비트 | 무거운 암석 절단 장비 |
따라서 브레이징 카바이드 인서트는 제조 전반에 걸쳐 뛰어난 자산 활용도를 창출하여 간접적으로 품질 개선, 가격 인하 및 고객 만족에 기여합니다.
공급업체 및 표시 가격
전 세계적으로 신뢰할 수 있는 품질의 카바이드 인서트를 제공하는 선도적인 제조업체는 다음과 같습니다:
표 7: 주요 초경 브레이징 인서트 공급업체 및 등급
| 공급업체 | 사용 가능한 성적 | 인서트당 가격 |
|---|---|---|
| 샌드빅 코로만트 | GC4215(~P35), GC3210(~K25), GC1110(~M25) | USD 24-144 |
| 케나메탈 | BZ235(~K35), BZ733(~M30), BZ731(~P30) | USD 15-62 |
| 미쓰비시 MC | VP15TF(~P20), XO35(~M35), VF8(~K20) | USD 14-98 |
| Iscar | IC908(~M30), DC915(~K25), AC830(~P30) | USD 19-124 |
| Seco | TD100(~P25), MD163(~M35), PD626(~K20) | USD 12-81 |
| TaeguTec | T9325(~P30), T9215(~M30), T8325(~K20) | USD 8-72 |
초경 재종 인서트 가격은 크기, 재종, 형상, 코팅 등에 따라 결정되며, 일반적으로 표준 크기의 범용 재종의 경우 개당 미화 10달러부터 맞춤형 툴링에 사용되는 고급 특수 인서트의 경우 최대 미화 250달러까지 다양합니다. 초경 브레이징 인서트는 HSS와 같은 다른 절삭재에 비해 공구 수명이 획기적으로 개선되었기 때문에 절삭 비용 대비 경제성이 훨씬 뛰어납니다. 개인 상표 카바이드 인서트도 사용할 수 있습니다.
의 장점과 한계 카바이드 브레이징 팁
| 매개변수 | 장점 | 제한 사항 |
|---|---|---|
| 도구 수명 및 생산성 | - HSS보다 수명이 2~3배 이상 길어집니다. - 절삭 매개변수 증가 - 속도, 이송량 30-50% 증가 - 더 높은 금속 제거율 생성 | - 아주 가벼운 마무리 컷에는 권장하지 않습니다. - 솔리드 카바이드보다 높은 인서트 당 비용 |
| 가공성 범위 | - 처리된 강철과 같은 최대 70 HRC의 경질 소재 - 대부분의 금속(탄소강, 스테인리스강, 주철, 티타늄, 알루미늄 등) | - 강성이 매우 낮은 기계는 진동 문제가 발생할 수 있습니다. - 목재, 플라스틱, 세라믹 절단에 제한적으로 사용 가능 |
| 비용 영향 | - 전체 툴링 비용 및 부품당 비용 절감 - 무인 자동화 생산 지원 | - HSS 도구 대비 높은 인서트 가격 - 특수 인덱서블 도구 홀더의 필요성 |
| 사용 편의성 | - 빠른 인덱스 삽입으로 다운타임 절약 - HSS 공구보다 인서트 재연마/코팅이 더 쉽습니다. | - 균열을 방지하기 위해 적절한 인서트 취급 필요 - 고장을 방지하려면 삽입 시팅이 정확해야 합니다. |
따라서 카바이드 브레이징 인서트는 HSS보다 높은 가격에도 불구하고 생산성을 높이고 운영 비용을 크게 낮추는 동시에 빠른 전환을 용이하게 하여 사용을 용이하게 합니다. 또한 강성 또는 마감 요구 사항의 제한에도 불구하고 가공 가능한 소재의 범위를 확장합니다.
자주 묻는 질문
Q: 카바이드 팁을 공구에 고정하기 위해 브레이징은 어떻게 사용되나요?
A: 카바이드 인서트와 공구 표면 사이에 은, 구리, 니켈이 포함된 중간 브레이징 합금 분말 페이스트가 도포됩니다. 어셈블리는 브레이즈 합금의 융점 이상으로 가열되어 모세관 흐름이 발생하여 팁과 공구 본체 사이에 강력한 야금 결합을 생성합니다.
Q: 니켈 기반보다 은 기반 브레이징 합금이 더 인기 있는 이유는 무엇인가요?
A: 일부 니켈이 포함된 은 브레이즈 합금은 니켈 브레이즈의 경우 1,000°C 이상인 반면, 650~800°C의 비교적 낮은 온도에서 흐릅니다. 이는 카바이드 팁 특성의 저하를 방지합니다. 그러나 일부 은 브레이즈에 포함된 카드뮴과 관련된 환경 문제를 피하기 위해 니켈 브레이즈가 채택되고 있습니다.
Q: 올바른 카바이드 재종 인서트는 어떻게 선택하나요?
A: 작업 재료의 경도와 마모도, 연속 또는 중단 절삭 여부, 고려하는 파라미터 범위, 정밀도 필요성 등을 고려합니다. 카바이드 인서트는 특정 재료 그룹에 최적화된 코발트 바인더의 비율, 카바이드 입자 크기 및 입자 분포가 다릅니다. 적절한 등급을 선택하려면 제조업체의 기술 자료를 참조하세요.
Q: 브레이징 공구와 솔리드 카바이드 공구의 장단점은 무엇인가요?
A: 브레이징 카바이드 인서트는 공구 본체를 그대로 유지하면서 마모된 팁만 쉽게 교체할 수 있어 비용 절감 효과가 있습니다. 그러나 팁이 미세하게 고르지 않게 장착되면 마모가 고르지 않게 발생할 수 있습니다. 솔리드 카바이드는 균일하게 마모되지만 마모 시 공구 전체를 폐기하면 비용이 증가합니다. 생산성 수준은 비슷합니다.
이것으로 초경 브레이징 인서트에 대한 개요를 마칩니다. 이 인서트의 유용성은 경도와 강도의 신중한 균형을 통해 중요한 금속 제거 공정에서 생산 경제성을 크게 향상시키는 데서 비롯됩니다. 구성, 코팅 및 고정에 대한 지속적인 혁신으로 제조 부문의 필수적인 기술 축인 카바이드 인서트의 범위가 확대되고 있습니다.
