텅스텐 카바이드 선반 공구 인서트 는 극한의 경도, 내마모성 및 열적 특성 덕분에 선삭, 밀링 및 드릴링과 같은 금속 절삭 분야에서 부품을 정밀한 치수와 미세한 표면 마감으로 효율적으로 가공하는 데 널리 사용됩니다. 이 가이드에서는 다양한 재료와 선반 선삭 작업에 맞게 지정된 텅스텐 카바이드 인서트의 다양한 등급과 형상에 대해 자세히 살펴봅니다.
선삭용 텅스텐 카바이드 선반 공구 인서트 개요
견고한 코발트 금속 매트릭스에 분산된 경질 카바이드 성분으로 설계된 텅스텐 카바이드 인서트는 자동 선반, 스크류 기계, CNC 선반 및 머시닝 센터에서 단일 포인트 선삭 및 홈 가공을 위한 절삭 공구 재료로 널리 선택되는 이유는 다음과 같은 장점 때문이죠:
- 높은 금속 제거율을 위한 극한의 경도 및 내마모성
- 높은 온도에서 절삭력과 충격을 견딜 수 있는 강도
- 안정적인 정밀 가공을 위한 열충격 내성
- 강철, 스테인리스강, 주철, 내열성 초합금, 티타늄 및 니켈 기반 합금과 같은 작업 재료에 화학적으로 불활성입니다.
- 회전/인덱싱을 통해 여러 커팅 엣지를 활용하여 재사용 가능
- 코팅 등급은 더 높은 윤활성, 내열성, 내마모성을 제공합니다.
적절한 인서트 모양, 크기, 재종 선택과 최적화된 작동 파라미터를 통해 고성능 합금, 견고한 항공우주 소재 및 일반 엔지니어링 금속 선삭의 생산성을 극대화할 수 있습니다.
유형 텅스텐 카바이드 선반 공구 인서트
텅스텐 카바이드 인서트는 다양한 표준 크기, 특수 프로파일이 있는 형상, 코팅 및 등급을 나타내는 식별자를 통해 다양한 공작물 특성과 가공 요구 사항에 맞게 제공됩니다:
터닝 인서트용 텅스텐 카바이드 재종
카바이드 등급은 강도, 파단 인성, 내열성 및 내마모성에 영향을 미칩니다. 일반적인 분류:
| 등급 | 세부 정보 | 일반적인 용도 |
|---|---|---|
| C1-C4 | 6-10% 코발트 바인더를 사용한 스트레이트 텅스텐 카바이드 | 저/중합금강의 일반 가공 |
| P10-P50 | 미세 입자 탄화물로 경도 및 내열성 향상 | 고속 스틸 터닝 애플리케이션 |
| M10-M40 | 티타늄 카바이드(TiC), 탄탈 카바이드(TaC)가 첨가된 더 견고한 등급 | 스테인리스 스틸, 내열성 초합금과 같은 견고한 소재 |
| K10-K40 | 니오븀 카바이드(NbC)와 같은 특수 탄화물을 함유하여 극한의 내마모성을 제공합니다. | 가공하기 어려운 니켈 합금, 경화강 |
등급 번호가 높을수록 열경도, 내열성 및 내마모성이 우수함을 나타냅니다.
텅스텐 카바이드 인서트 코팅
| 코팅 | 구성 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| TiN | 질화 티타늄 | 높은 경도, 윤기 나는 황금빛 마무리 |
| TiCN | 티타늄 탄화물 | 열 및 분화구 마모에 대한 내성 |
| TiAlN | 티타늄 알루미늄 질화물 | 높은 고온 경도 및 내산화성 |
| AlCrN | 알루미늄 질화 크롬 | 뛰어난 내마모성 및 윤활성 |
다층, 나노 구조, 초격자 코팅은 까다로운 응용 분야에 유익한 특성을 결합할 수 있습니다. 비코팅 인서트는 여전히 더 쉬운 소재의 단가공에 널리 사용되고 있습니다.
선삭용 텅스텐 카바이드 인서트 형상/스타일
일반적인 옵션은 다음과 같습니다:
| 모양 | 특징 | 용도 |
|---|---|---|
| 정사각형 | 4개의 절삭날, 기계식 클램핑 | 저비용 범용 황삭 |
| 라운드 | 원형 인서트 모양, 중앙 나사 클램핑 | 홈, 원형으로 마무리하기 |
| 트라이곤 | 3개의 모서리가 있는 삼각형 모양 | 중간 황삭 애플리케이션 |
| 다이아몬드 | 강도를 위한 35° 마름모꼴 모양 | 중단된 절단, 높은 이송 밀 회전수 |
| 도브테일 | 특수 클램핑 그루브 형상 | 고정밀 가공 |
특정 선삭 작업이나 공구 홀더 시스템을 위한 다양한 맞춤형 및 독점적 형상도 제공됩니다.
모양 외에도 각인된 원 크기, 두께, 노즈 반경, 리드 각도 및 절단 방향과 같은 중요한 인서트 치수에 따라 면취, 프로파일링, 파팅/홈 가공, 보링, 나사 가공 및 기타 응용 분야에 대한 적합성이 결정됩니다.
속성 텅스텐 카바이드 선반 공구 인서트
주요 성능 속성은 구성과 미세 구조에서 비롯됩니다:
텅스텐 카바이드 인서트 속성
| 속성 | 역할 |
|---|---|
| 경도 | 변형 방지, 더 빠른 금속 제거 가능 |
| 골절 인성 | 가공 하중으로 인한 취성 고장 방지 |
| 가로 파열 강도 | 파손 없이 절삭력 견뎌내기 |
| 소성 변형에 대한 내성 | 형상 정확도 및 표면 마감 유지 |
| 열 전도성 | 공구-공작물 인터페이스에서 열 관리 |
| 열팽창 계수 | 인서트가 튀어나오는 것을 방지하는 기판과의 호환성 |
특정 가공 시나리오에 필요한 경도, 강도 및 인성의 조합을 극대화하기 위해 다양한 초경 재종에서 입자 크기, 바인더 함량 및 조성이 최적화되어 있습니다.
텅스텐 카바이드 인서트 제조 공정
텅스텐 카바이드 터닝 인서트 제작의 주요 단계:
텅스텐 카바이드 인서트 제조 순서
| 단계 | 세부 정보 |
|---|---|
| 분말 처리 | Co 바인더와 혼합된 WC, TiC, TaC와 같은 탄화물 |
| 압축 | 녹색 컴팩트 모양으로 누르기 |
| 소결 | 1300~1500°C 용광로 처리를 통한 고밀도 미세 구조 개발 |
| 그라인딩 | 정확한 형상으로 프로파일 연삭 |
| 엣지 준비 | 칩 제어를 위한 특수 엣지 처리, 마찰 감소 |
| 코팅 | PVD/CVD 코팅 증착 옵션 |
| 포장 | 배송용 보호 포장 |
혼합, 프레스, 소결, 모서리 준비 및 코팅 과정에서 엄격한 공정 제어를 통해 일관된 공구 수명과 가공 성능을 제공하는 정밀 인서트가 탄생합니다.
텅스텐 카바이드 선반 공구 인서트의 응용 분야
텅스텐 카바이드는 수동 선반, CNC 선반, 스크류 기계 및 머시닝 센터에서 단일 포인트 외부 선삭 작업에 광범위하게 사용됩니다.
텅스텐 카바이드 인서트 터닝 응용 분야
| 재질 | 구성 요소 | 혜택 |
|---|---|---|
| 탄소, 합금강 | 샤프트, 실린더, 부싱 | 높은 금속 제거율 |
| 스테인리스 스틸 | 밸브 본체, 펌프 부품, 패스너 | 의료, 식품, 해양 부품의 내식성 |
| 내열성 초합금 | 터빈 디스크, 연소기 라이너, 트랜지션 | 극한의 환경을 견뎌내다 |
| 티타늄, 니켈 합금 | 항공기 유압/연료 튜브, IGT 부품 | 중량 대비 강도 비율 |
| 주철 | 자동차 실린더, 기어박스 케이스 | 치수 정확도 |
| 경화강 | 절삭 공구, 금형, 금형 | 정밀 부품 |
인덱서블 인서트 툴링 시스템은 작업 간 신속한 전환을 가능하게 하여 산업 전반에서 고정밀 선삭 부품을 생산할 때 가동 중단 시간을 최소화합니다.
텅스텐 카바이드 인서트 표준 및 사양
인서트 치수, 식별 명명법, 포장, 테스트 방법의 표준화를 통해 글로벌 공급망 전반에서 쉽게 사용할 수 있습니다:
텅스텐 카바이드 인서트 표준
| 표준 | 조직 | 역할 |
|---|---|---|
| ISO 1832 | 국제 표준화 기구 | 모양, 크기, 공차, 방향 정보가 포함된 지정 코드를 삽입합니다. |
| ASTM B212.4-1986 | 미국 국립 표준 연구소 | 카바이드 인서트 표준 가이드 |
| JIS B4122 | 일본 산업 표준 위원회 | 초경 절삭 공구 사양 |
| GB/T 20866 | 중국 표준화 관리국 | 카바이드 인서트 사양 |
툴링 제조업체가 부과하는 엄격한 등급과 품질 관리 벤치마크도 공급업체에서 시행합니다:
일반적인 카바이드 인서트 사양
| 매개변수 | 범위 / 벤치마크 |
|---|---|
| 밀도 | >14.5g/cc |
| 경도 | 88-93 HRA(로크웰 A 스케일) |
| 가로 파열 강도 | >350 kgf/mm2 |
| 코팅 두께 | 3-5 μm |
| 코팅 접착력 | ISO 26443에 따른 HF1-2 |
이러한 임계값은 정밀 치수, 코팅 품질, 미세 구조 균일성 및 결함 없음과 관련된 우수한 성능을 검증합니다.
글로벌 공급업체 텅스텐 카바이드 인서트
텅스텐 카바이드 터닝 인서트의 저명한 제조업체 및 유통업체는 다음과 같습니다:
텅스텐 카바이드 인서트 브랜드
| 회사 | 성적 | 코팅 |
|---|---|---|
| 샌드빅 코로만트 | C, P, M, K | TiN, TiCN, TiAlN, AlCrN |
| 케나메탈 | C, M, K, 그 이상 | TiAlN, AlTiN, TiSiN |
| WIDIA(이스카) | C, P, M | TiN, AlTiN, TiSiN |
| Walter 공구 | 표준 + 사용자 지정 성적 | TiCN, AlCrN, TiAlCrN |
| 스미토모 | 맞춤형 마이크로 그레인 등급 | 독점 AC2000, AC3000 |
| 교세라 유니메르코 | 초미립자 등급 | 다층 코팅 |
| Tungaloy | 맞춤형 울트라 하드 등급 | TiOCN, AlCrON |
| 구링 | 초내마모 사양 카바이드 등급 | TiAlN, TiCN, 두꺼운 TiN+AlCrN |
대부분의 제조업체는 다양한 작업 재료, 작업 및 공구 홀더 시스템에 맞는 모든 일반적인 크기와 형상의 인서트를 제공합니다.
등급, 코팅 및 공차는 프리미엄 인서트 라인을 차별화하여 저가 브랜드에 비해 높은 가격 수준에도 불구하고 가장 긴 공구 수명과 가장 일관된 가공 성능을 자랑합니다.
비교 분석: 카바이드 인서트 유형
텅스텐 카바이드 인서트 옵션 간의 주요 차이점:
| 매개변수 | 코팅 카바이드 인서트 | 세라믹 인서트 | cBN 삽입 | PCD 삽입 |
|---|---|---|---|---|
| 구성 | WC-Co 카바이드-금속 매트릭스 | 알루미나 또는 질화규소 세라믹 | 입방정 질화 붕소-세라믹 믹스 | 금속/세라믹 바인더의 다이아몬드 입자 |
| 경도 | 매우 하드 88-93.1 HRA | 최대 95 HRA의 극강의 하드 | 다이아몬드에 근접, 45 GPa 이상 | 가장 단단함; 최대 80 GPa |
| 골절 인성 | 훨씬 더 높음 | 더 부서지기 쉬움 | Brittle | 상대적으로 취약한 |
| 열 전도성 | 보통 | 낮음 | 높음 | 높음 |
| 마찰 계수 | 0.15-0.35 일반 | 0.20-0.80 | 0.05-0.50 | 0.05-0.25 |
| 온도 제한 | 600-1000°C | 약 1000°C | 1400°C | 700°C |
PCD와 같은 고가의 인서트는 일부 합금에서 최고의 공구 수명과 일관성을 제공하지만, 제한된 절삭 파라미터로 인해 코팅 초경은 더 쉽고 단단한 금속의 생산 선삭 작업을 위한 주력 제품입니다.
텅스텐 카바이드 인서트의 장점과 단점
터닝용 카바이드 인서트의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 매우 단단하고 내마모성이 뛰어남 | HSS 공구보다 낮은 파단 인성으로 부서지기 쉬움 |
| 더 높은 온도에서 경도 값 유지 | 충격에 민감하여 견고한 설정, 원활한 작동이 필요함 |
| 대부분의 엔지니어링 재료에 화학적으로 불활성 | 고가의 소모품, 최적화의 필요성 |
| 더 빠른 절단 매개변수 및 더 짧은 사이클 시간 허용 | 적절한 선택 및 사용 기술 필수 |
| 인덱서블 인서트로 다양한 커팅 엣지 제공 | 특수 공구, 홀더 필요 |
| 다양한 형상, 크기 및 공차 가용성 | 초경 공구에 비해 절삭 깊이에 대한 제한 사항 |
| 플라스틱부터 경화 금속 내열성 초합금까지 대부분의 소재에 적용 가능 | 재연마 또는 재연마가 불가능함 |
초경 인서트는 설치 강성, 기계 기능 및 작업자 숙련도가 요구되는 반면, HSS에 비해 초기 인서트 비용이 적당히 증가하면서 최고의 공구 수명과 생산성 이점을 제공하기 때문에 대부분의 생산 선삭 작업에서 선택되는 재료로 우위를 점하고 있습니다.
자주 묻는 질문
Q1: 일부 텅스텐 카바이드 인서트의 외관이 검은색인 이유는 무엇인가요?
답변: 어두운 외관은 고온에서 가공하는 동안 마모와 용접을 방지하는 윤활 보호 층을 제공하기 위해 2~5미크론 두께로 적용된 TiAlN 또는 이와 유사한 내마모성 PVD 코팅에서 비롯됩니다.
Q2: 텅스텐 카바이드 인서트는 언제 교체해야 하나요?
답변: 인서트 인덱스 또는 교체 기준에는 측면 마모로 인해 치수 공차 드리프트가 지정된 한계를 초과하거나, 사용한 절삭 날을 사용할 수 없게 만드는 치명적인 칩핑 또는 파손, 크레이터 마모로 인해 작업 마감이 저하되거나 칩 흐름 및 배출을 방해하는 레이크 면에 눈에 띄게 쌓인 재료가 포함될 수 있습니다.
Q3: 생산 선삭에 가장 적합한 텅스텐 카바이드 인서트 형상을 선택하는 방법은 무엇입니까?
답변: 정사각형 인서트는 황삭 절삭에 4개의 사용 가능한 절삭 모서리와 낮은 모서리당 비용을 제공하는 반면, 삼각형 또는 다이아몬드 인서트는 중단 절삭에 추가적인 강도를 제공합니다. 원형 인서트는 홈 및 프로파일 정삭에 탁월합니다. 인서트 스타일에 따라 적합한 절삭 공구 홀더가 결정될 수 있습니다.
Q4: 텅스텐 카바이드 터닝 인서트에서 리드 앵글의 역할은 무엇입니까?
답변: 리드 앵글 또는 평면 레이크는 인서트의 주요 절삭날을 베이스에 대해 기울여 접촉 면적을 변화시킵니다. 약 +25°의 양의 리드 각은 힘을 낮추므로 정삭에 적합하고, -25°에 가까운 음의 리드 각은 강도를 높여 황삭에 유리합니다.
Q5: 텅스텐 카바이드 인서트는 특별한 방법으로 보관해야 하나요?
답변: 카바이드 인서트는 취급 중 접촉이나 모서리 손상을 방지하기 위해 내마모성이 있고 라벨이 부착된 칸에 적절히 밀폐된 상태로 보관해야 합니다. 습도가 제어된 환경은 조기 코팅 실패 또는 스팟 부식을 방지합니다.
