안녕하세요! 인코넬 공급업체로서 저는 이 초합금을 가공할 때 발생하는 어려움을 직접 목격했습니다. 인코넬은 뛰어난 고온 강도, 내식성, 내산화성으로 잘 알려져 있지만 이러한 특성 때문에 기계 가공 시 깨지기 힘든 너트이기도 합니다. 이번 블로그에서는 인코넬의 가공성을 향상시키는 방법에 대한 몇 가지 팁을 공유하겠습니다.
인코넬 이해
가공부분에 대해 알아보기 전에 인코넬이 무엇인지 빠르게 알아보겠습니다. 인코넬은 니켈-크롬 기반 초합금 제품군입니다. 인기 있는 등급 중 일부는 다음과 같습니다.인코넬 601 / UNS N06601 / 2.4851,인코넬 718 / UNS N07718 / 2.4668, 그리고인코넬 600 / UNS N06600 / 2.4816. 이러한 합금은 항공우주, 발전, 화학 처리 등 광범위한 산업 분야에서 사용됩니다.
인코넬을 가공하기 어려운 주된 이유는 높은 온도에서 강도가 높기 때문입니다. 절단을 시작하면 가공 과정에서 발생하는 열로 인해 재료가 빠르게 경화됩니다. 이러한 작업으로 인한 경화로 인해 절단이 더욱 어려워지고 공구가 조기 마모될 수도 있습니다.
도구 선택
인코넬의 가공성을 향상시키는 가장 중요한 요소 중 하나는 올바른 절삭 공구를 선택하는 것입니다. 초경 공구는 인코넬 가공에 널리 사용됩니다. 경도와 내마모성이 높아 가공 중에 발생하는 높은 절삭력과 온도를 견딜 수 있습니다.
코팅된 초경 공구가 더욱 좋습니다. 질화티타늄(TiN), 탄질화티타늄(TiCN), 질화알루미늄티타늄(AlTiN)과 같은 코팅은 공구의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이러한 코팅은 공구와 가공물 사이의 마찰을 줄여 결과적으로 열 발생과 공구 마모를 줄여줍니다.
보다 까다로운 가공 작업의 경우 세라믹 도구를 사용할 수 있습니다. 세라믹 공구는 고온 경도와 화학적 안정성이 뛰어납니다. 그러나 초경 공구보다 부서지기 쉬우므로 주의해서 사용해야 합니다.
절단 매개변수
인코넬을 가공하려면 절단 매개변수를 올바르게 설정하는 것이 중요합니다. 세 가지 주요 절삭 매개변수는 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이입니다.
- 절단 속도: 일반적으로 인코넬은 낮은 절삭속도를 권장합니다. 절삭 속도가 높으면 열이 너무 많이 발생하여 가공 경화 및 공구 마모가 발생할 수 있습니다. 초경 공구의 좋은 시작점은 분당 표면 피트(SFM)가 약 20~30피트입니다. 경험이 쌓이면 특정 등급의 인코넬과 사용하는 도구에 따라 절단 속도를 조정할 수 있습니다.
- 이송 속도: 일반적으로 적당한 이송 속도가 가장 좋습니다. 이송 속도가 너무 낮으면 공구가 가공물과 마찰하여 작업 경화가 발생할 수 있습니다. 이송 속도가 너무 높으면 공구에 너무 많은 스트레스가 가해져 공구가 파손될 수 있습니다. 회전당 약 0.002~0.005인치(IPR)의 이송 속도가 좋은 출발점이 됩니다.
- 절입량: 비교적 작은 절입량을 권장합니다. 이는 절삭력과 발열을 줄이는 데 도움이 됩니다. 0.020~0.060인치의 절삭 깊이가 시작하기에 좋은 범위입니다.
냉각수 및 윤활
인코넬 가공에는 올바른 절삭유와 윤활유를 사용하는 것이 필수적입니다. 절삭유는 절삭날의 온도를 낮추는 데 도움이 되어 가공 경화 및 공구 마모를 방지할 수 있습니다. 또한 절삭 영역에서 칩을 씻어내는 데 도움이 되어 가공물의 표면 조도를 향상시킬 수 있습니다.
수성 절삭유는 인코넬 가공에 널리 사용됩니다. 냉각 특성이 좋고 상대적으로 저렴합니다. 그러나 박테리아 성장을 방지하려면 적절하게 유지 관리해야 합니다.
특히 더욱 까다로운 가공 작업에는 순수 오일을 사용할 수도 있습니다. 순수 오일은 수성 절삭유보다 더 나은 윤활을 제공하여 마찰과 공구 마모를 줄일 수 있습니다. 그러나 가격이 더 비싸고 제대로 사용하지 않으면 화재 위험이 있을 수 있습니다.
공작물 준비
적절한 공작물 준비는 인코넬의 가공성을 향상시킬 수도 있습니다. 가공하기 전에 공작물이 깨끗하고 표면 오염 물질이 없는지 확인하십시오. 이렇게 하면 초기 절단 중에 공구가 손상되는 것을 방지할 수 있습니다.
가능하다면 공작물을 약간 예열하십시오. 예열하면 인코넬의 경도가 낮아져 절단이 더 쉬워집니다. 그러나 과열로 인해 재료가 원하는 특성을 잃을 수 있으므로 주의 깊게 수행해야 합니다.
가공 전략
올바른 가공 전략을 사용하면 인코넬의 가공성에 큰 변화를 가져올 수도 있습니다.
- 클라임 밀링: 일반적으로 인코넬의 경우 일반 밀링보다 클라임 밀링이 선호됩니다. 클라임 밀링에서는 절삭력이 공작물에 직접 전달되어 진동을 줄이고 표면 조도를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
- 펙 드릴링: 인코넬 드릴링시 펙드릴링이 좋은 기술입니다. 펙 드릴링에는 드릴 비트를 주기적으로 후퇴시켜 구멍에서 칩을 제거하는 작업이 포함됩니다. 이렇게 하면 칩이 구멍에 쌓여 드릴 비트가 부러지는 것을 방지할 수 있습니다.
포스트 - 가공 처리
가공 후에는 가공 후 처리를 수행하는 것이 중요합니다. 이는 가공물의 잔류 응력을 제거하고 표면 조도를 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
일반적인 사후 가공 처리 중 하나는 응력 완화 어닐링입니다. 여기에는 공작물을 특정 온도로 가열하고 일정 시간 동안 유지한 다음 천천히 냉각시키는 작업이 포함됩니다. 응력 제거 어닐링은 공작물의 내부 응력을 줄여 균열과 뒤틀림을 방지할 수 있습니다.
결론
인코넬의 가공성을 향상시키는 것은 신중한 공구 선택, 적절한 절삭 매개변수, 효과적인 절삭유 및 윤활, 올바른 가공 전략을 포함하는 복잡한 프로세스입니다. 이러한 팁을 따르면 인코넬 가공 작업의 효율성과 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.
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참고자료
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). 제조 공학 및 기술. 피어슨.
- ASM 핸드북 위원회. (2000). ASM 핸드북 16권: 가공. ASM 인터내셔널.
