고온 합금 또는 초합금은 항공우주, 에너지, 화학 공정과 같이 극한의 내열성과 내식성이 요구되는 산업에 매우 중요합니다. 니켈 기반, 철 기반 및 코발트 기반 합금과 같은 이러한 소재는 뛰어난 기계적 강도와 내구성을 제공하지만 경도, 가공 경화 경향 및 내열성으로 인해 가공에 상당한 어려움을 겪습니다. 빠른 공구 마모, 높은 절삭력, 공작물 손상이 일반적인 장애물입니다.
이 가이드는 30가지 고온 합금 가공을 위한 포괄적인 로드맵을 제공하며, 다음 사항을 다룹니다. 절단 도구, 코팅, 도구 지오메트리및 절단 매개변수 황삭, 반정삭, 정삭에 대한 인사이트를 제공합니다. 기계공이든 엔지니어든 이러한 인사이트는 공정을 최적화하고 공구 수명을 연장하며 정밀한 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.
고온 합금 가공이 어려운 이유
초합금은 극한 조건을 위해 설계되었기 때문에 가공이 어렵습니다. 주요 과제는 다음과 같습니다:
- 높은 경도: 공구 마모와 절삭력을 증가시킵니다.
- 작업 강화: 인코넬과 같은 소재는 가공 중에 경화되어 공구의 성능 저하를 가속화합니다.
- 내열성: 과도한 열을 발생시키므로 TiAlN 또는 AlTiN과 같은 고급 공구 코팅이 필요합니다.
- 내식성: 하스텔로이와 같은 합금은 화학 물질에 잘 견디지만 그 구성으로 인해 가공이 복잡합니다.
이러한 문제를 극복하려면 올바른 도구와 매개변수를 선택하는 것이 중요합니다. 이 가이드는 명확하고 실용적인 적용을 위해 합금 유형별로 권장 사항을 정리했습니다.
니켈 기반 초합금: 가공 모범 사례
인코넬 및 하스텔로이와 같은 니켈 기반 초합금은 고온에서의 강도와 내식성으로 인해 항공우주 및 원자력 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 다음은 10가지 주요 니켈 기반 합금에 대한 맞춤형 가공 전략입니다.
1. 인코넬 600
애플리케이션: 용광로 부품, 화학 처리 장비.
도전 과제: 작업 경화 및 내산화성으로 공구 마모가 증가합니다.
절단 도구: 카바이드, 세라믹 또는 TiAlN 또는 TiSiN 코팅이 적용된 PCBN.
도구 지오메트리:
- 포지티브 레이크 각도: 12-20°
- 릴리프 각도: 8-12°
- 절삭날 반경: 0.02-0.1 mm
절단 매개변수:
- 러프닝:
- 절단 속도: 20-40m/min
- 이송 속도: 0.2-0.4 mm/회전
- 컷 깊이: 2-6 mm
- 반가공:
- 절단 속도: 30-50m/min
- 이송 속도: 0.1-0.3mm/회전
- 컷 깊이: 1-3 mm
- 마무리:
- 절단 속도: 40-60m/min
- 이송 속도: 0.05-0.1 mm/rev
- 컷 깊이: 0.2-1mm
전문가 팁: 샤프 사용 도구 속도를 조절하여 작업 경화를 최소화하고 공구 수명을 연장합니다.
2. 인코넬 625
애플리케이션: 해양 및 화학 처리 산업.
도전 과제: 니켈 함량이 높으면 열 관리를 위해 더 느린 속도가 필요합니다.
절단 도구: 카바이드, 세라믹 또는 TiAlN 또는 TiCN 코팅이 적용된 PCBN.
도구 지오메트리:
- 포지티브 레이크 각도: 10-20°
- 릴리프 각도: 8-12°
- 절삭날 반경: 0.03-0.1 mm
절단 매개변수:
- 러프닝:
- 절단 속도: 15-35m/min
- 이송 속도: 0.2-0.5mm/회전
- 컷 깊이: 2-5mm
- 반가공:
- 절단 속도: 25-45m/min
- 이송 속도: 0.1-0.3mm/회전
- 컷 깊이: 1-3 mm
- 마무리:
- 절단 속도: 35-55m/min
- 이송 속도: 0.05-0.15 mm/rev
- 컷 깊이: 0.2-1mm
전문가 팁: 부식성 환경에서 내마모성을 강화하기 위해 TiCN 코팅을 우선시합니다.
(인코넬 718, 하스텔로이 X, 하스텔로이 C276, 르네 41, 니모닉 80A, 니모닉 90, 와스팔로이, 합금 718플러스의 유사한 섹션은 동일한 구조를 따르지만 각 합금의 고유 특성에 맞게 특정 파라미터와 팁이 조정되어 있습니다. 중복을 피하기 위해 아래에 요약되어 있습니다.)
니켈 기반 합금 요약
| 합금 | 절단 속도(m/min) | 이송 속도(mm/회전) | 컷 깊이(mm) | 최고의 코팅 |
|---|---|---|---|---|
| 인코넬 718 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-6 | TiAlN, AlTiN |
| 하스텔로이 X | 15-50 | 0.05-0.5 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| Rene 41 | 15-55 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| 니모닉 80A | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| 와스팔로이 | 15-55 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
주요 인사이트: 니켈 기반 합금은 열과 작업 경화를 관리하기 위해 날카로운 도구와 제어된 속도가 필요합니다. TiAlN 및 AlTiN 코팅은 대부분의 용도에 이상적입니다.
철 기반 초합금: 가공 모범 사례
인코로이 및 A-286과 같은 철 기반 초합금은 터보차저와 열교환기에 비용 효율적인 강도를 제공합니다. 니켈이나 코발트 합금보다 덜 극단적이긴 하지만, 인성은 여전히 세심한 가공이 필요합니다.
1. A-286 합금
애플리케이션: 제트 엔진 부품, 패스너.
도전 과제: 오스테나이트 구조로 작업 경화를 유도합니다.
절단 도구: 카바이드 또는 TiAlN 또는 AlTiN 코팅이 된 세라믹.
도구 지오메트리:
- 포지티브 레이크 각도: 10-15°
- 릴리프 각도: 8-12°
- 절삭날 반경: 0.03-0.1 mm
절단 매개변수:
- 러프닝:
- 절단 속도: 15-30m/min
- 이송 속도: 0.2-0.5mm/회전
- 컷 깊이: 2-5mm
- 반가공:
- 절단 속도: 25-40m/min
- 이송 속도: 0.1-0.3mm/회전
- 컷 깊이: 1-3 mm
- 마무리:
- 절단 속도: 35-50m/min
- 이송 속도: 0.05-0.1 mm/rev
- 컷 깊이: 0.2-1mm
전문가 팁: 가공 중 열을 줄이고 표면 손상을 방지하기 위해 냉각수를 사용합니다.
(인코로이 800, 인코로이 825, 인코로이 901, 니트로닉 60, Fe-Ni-Co 합금, 하이퍼코 50, 하이퍼코 27, 파이로멧 860 및 파이로멧 CTX-1의 유사한 섹션도 동일한 구조를 따릅니다).
철 기반 합금 요약
| 합금 | 절단 속도(m/min) | 이송 속도(mm/회전) | 컷 깊이(mm) | 최고의 코팅 |
|---|---|---|---|---|
| 인콜로이 800 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| 인콜로이 825 | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| 니트로닉 60 | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| Hiperco 50 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| 파이로멧 860 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
주요 인사이트: 철 기반 합금은 니켈이나 코발트 합금보다 가공성이 뛰어나지만, 가공물이 경화되는 것을 방지하기 위해 날카로운 공구와 적당한 속도가 필요합니다.
코발트 기반 초합금: 가공 모범 사례
스텔라이트 및 헤인즈와 같은 코발트 기반 초합금은 내마모성과 고온 강도가 뛰어나 터빈 베인 및 밸브 부품에 이상적입니다. 경도가 높기 때문에 느린 속도와 견고한 툴링이 필요합니다.
1. 스텔라 6
애플리케이션: 밸브 시트, 내마모성 부품.
도전 과제: 극한의 경도는 공구 마모를 가속화합니다.
절단 도구: 카바이드 또는 TiAlN 또는 AlTiN 코팅이 된 세라믹.
도구 지오메트리:
- 포지티브 레이크 각도: 10-15°
- 릴리프 각도: 8-12°
- 절삭날 반경: 0.03-0.1 mm
절단 매개변수:
- 러프닝:
- 절단 속도: 10-20m/min
- 이송 속도: 0.15-0.3mm/회전
- 컷 깊이: 2-4mm
- 반가공:
- 절단 속도: 15-25m/min
- 이송 속도: 0.1-0.25mm/회전
- 컷 깊이: 1-2mm
- 마무리:
- 절단 속도: 20-30m/min
- 이송 속도: 0.05-0.1 mm/rev
- 컷 깊이: 0.1-1mm
전문가 팁: 세라믹 공구를 사용하면 경도가 높고 속도가 느려 칩핑을 방지할 수 있습니다.
(스텔라이트 21, 얼티밋, 헤인즈 25, 헤인즈 188, MP35N, L-605, T-400, 엘길로이, 트라이벌로이 T-800의 유사한 섹션도 동일한 구조를 따릅니다).
코발트 기반 합금 요약
| 합금 | 절단 속도(m/min) | 이송 속도(mm/회전) | 컷 깊이(mm) | 최고의 코팅 |
|---|---|---|---|---|
| 스텔라 21 | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, TiCN |
| Ultimet | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| 헤인즈 25 | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| MP35N | 10-35 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| 트라이벌로이 T-800 | 10-35 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
주요 인사이트: 코발트 기반 합금은 극도의 경도와 내마모성을 관리하기 위해 가장 느린 속도와 견고한 코팅이 필요합니다.
고온 합금 가공을 위한 일반적인 팁
- 전략적으로 냉각수 사용: 홍수 냉각은 열을 줄이지만 도구에 열 충격을 주지 않습니다.
- 공구 마모 모니터링: 공구를 자주 점검하여 공작물 손상을 방지하세요.
- 피드 속도 최적화: 낮은 이송 속도로 표면 품질을 향상시킵니다.
- 고급 코팅 선택: TiAlN, AlTiN 및 TiCN은 고열 조건에서 공구 수명을 향상시킵니다.
- 테스트 매개변수: 보수적인 설정으로 시작하여 성능에 따라 조정합니다.
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고온 합금의 복잡성은 탁월한 가공을 요구합니다. 이러한 특수 소재를 다루고 최종 제품의 성능과 신뢰성을 보장할 수 있는 파트너를 찾고 있다면 당사는 귀사에 필요한 역량을 갖추고 있습니다.
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결론
인코넬, 인코로이, 스텔라이트와 같은 고온 합금을 가공하려면 정밀하고 견고한 공구와 최적화된 파라미터가 필요합니다. 이 가이드의 권장 사항을 따르면 공구 마모를 최소화하고 비용을 절감하며 고품질의 마감 처리를 달성할 수 있습니다. 초합금 가공을 마스터하기 위한 참고 자료로 이 리소스를 북마크에 추가하세요.