강철은 다양한 형태로 제공됩니다 : 다양한 기하학적 형태의 금속 플레이트, 플레이트, 바 및 빔, 파이프, 물론 강철의 CNC 가공에 사용되는 견고한 원료가 있습니다. 강철은 많은 응용 분야와 많은 산업에서 사용되므로 다양한 유형의 강철을 갖는 것이 합리적입니다. 그러나 스테인레스 스틸과 저탄소강의 차이점은 무엇입니까? 무료 가공 및 공구강? 이 기사에서는 다양한 유형의 가공 강철과 CNC 프로세스 강철 유형에 대해 배우게됩니다.
강철이란 무엇입니까?
철강은 철 및 탄소 합금을위한 광범위한 용어입니다. 탄소 함량 (0.05% -2 중량%) 및 다른 원소의 첨가는 강철의 특정 합금 및 재료 특성을 결정합니다. 다른 합금 원소에는 망간, 실리콘, 인, 황 및 산소가 포함됩니다. 탄소는 강철의 경도를 동시에 증가시킵니다. 다른 요소를 추가하여 내식성 또는 작업성을 향상시킬 수 있습니다. 망간의 함량은 일반적으로 강철의 브리티 니스를 줄이고 강도를 높이기 위해 더 높습니다 (적어도 0.30% ~ 1.5%).
강철의 강도와 경도는 가장 인기있는 특성 중 하나입니다. 이 재료는 건축 및 운송 응용에 적합한 강철을 만듭니다.이 재료는 무겁고 반복되는 하중에서 오랫동안 사용될 수 있기 때문입니다. 일부 강철 합금, 즉 스테인레스 스틸 품종은 부식에 저항력이있어 극한 환경에서 작동하는 부품에 가장 적합한 선택이됩니다.
그러나이 강도와 경도는 가공 시간을 연장하고 공구 마모를 증가시킵니다. 강철은 고밀도 재료로 특정 응용 분야에서는 너무 무겁습니다. 그러나 Steel은 강도 대 중량 비율이 높기 때문에 제조에서 가장 일반적으로 사용되는 금속 중 하나입니다. 제조 공정에서 우리는 종종 원료 스테인레스 스틸을 다음과 같이 사용합니다.
금속 액세서리 캐스팅 부품.
강철 유형
여러 종류의 강철에 대해 논의합시다. 강철로서 탄소를 철에 첨가해야합니다. 그러나 탄소의 함량은 다양하여 성능이 크게 바뀔 것입니다. 탄소강은 일반적으로 스테인레스 스틸 이외의 강철을 나타냅니다. 4 자리 등급의 강철로 식별됩니다.
저탄수화물 강철 : 탄소 함량 0.30% (중량)
중간 탄소강 : 0.3-0.5% 탄소 함량
고 탄소강 : 0.6% 이상
강철의 주요 합금 요소는 4 자리 등급의 첫 번째 숫자로 표시됩니다. 예를 들어, 1018과 같은 1xxx 강철은 주요 합금 요소로서 탄소를 갖습니다. 1018 강철은 0.14-0.20% 탄소와 소량의 인, 황 및 망간을 함유하고 있습니다. 이 일반 목적 합금은 일반적으로 개스킷, 샤프트, 기어 및 핀 가공에 사용됩니다.
프로세스가 쉬운 등급의 탄소강은 칩을 작은 조각으로 분해하기 위해 재구성 및 재 인산 처리를 거친다. 이것은 길고 큰 칩이 절단 중에 도구와 얽히지 못하게합니다. 가공 가능한 강철은 가공 시간을 가속화 할 수 있지만 연성과 충격 저항을 줄일 수 있습니다.
스테인레스 스틸
스테인레스 스틸은 탄소를 함유하지만 약 11% 크롬을 함유하여 재료의 내식성을 증가시킵니다. 크롬이 많을수록 녹이 덜 의미합니다! 니켈을 첨가하면 녹 저항과 인장 강도를 향상시킬 수 있습니다. 또한 스테인레스 스틸은 내열성이 우수하며 극한 환경에서 항공 우주 및 기타 응용 분야에 적합합니다.
금속의 결정 구조에 따르면, 스테인레스 스틸은 5 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 5 가지 유형은 오스테 나이트, 페라이트, 마르텐 사이트, 이중 및 침전 경화입니다. 스테인레스 스틸 등급은 4 자리 대신 3 자리로 식별됩니다. 첫 번째 숫자는 결정 구조와 주요 합금 요소를 나타냅니다.
예를 들어, 300 시리즈 스테인리스 스틸은 오스테 나이트 크롬-니켈 합금입니다. 304 스테인레스 스틸은 크롬 함량이 18%이고 니켈 함량이 8%이기 때문에 18/8로도 알려진 가장 일반적인 등급입니다. 303 스테인리스 스틸은 304 스테인리스 스틸의 무료 가공 버전입니다. 유황의 첨가는 부식 저항을 감소 시키므로 유형 303 스테인레스 스틸은 유형 304보다 녹이 더 쉽습니다.
스테인레스 스틸은 광범위한 산업에서 사용할 수 있습니다. 타입 316 스테인리스 스틸은 적절한 가공 후 기계 및 파이프 라인의 밸브 부품과 같은 의료 장비에 사용할 수 있습니다. 316 스테인레스 스틸은 너트와 볼트 가공에도 사용되며, 그 중 다수는 항공 우주 및 자동차 산업에서 사용됩니다. 303 스테인리스 스틸은 기어, 샤프트 및 비행기 및 자동차에 필요한 기타 부품에 사용됩니다.
도구 스틸
도구 스틸은 다이 캐스팅, 사출 성형, 스탬핑 및 절단을 포함한 다양한 제조 공정을위한 도구를 제조하는 데 사용됩니다. 다양한 응용 분야에 사용할 수있는 다양한 도구 강철 합금이 있지만 모두 경도로 유명합니다. 그들 각각은 다중 용도의 마모를 견딜 수 있으며 (주입 성형에 사용되는 강식은 백만 번 이상의 재료를 견딜 수 있음) 고온 저항을 가질 수 있습니다.
공구강의 일반적인 적용은 주입 금형이며, 이는 경화 된 강철 CNC에 의해 처리되어 최고 품질의 생산 부품을 생산합니다. H13 강철은 일반적으로 열 피로 특성이 우수하기 때문에 선택됩니다. 강도와 경도는 극한 온도에 장기 노출을 견딜 수 있습니다. H13 금형은 녹는 온도가 높은 고급 분사 성형 재료에 매우 적합합니다. 다른 강보다 500,000 ~ 1 백만 회보다 긴 곰팡이 수명을 제공하기 때문입니다. 동시에, S136은 스테인레스 스틸이며, 곰팡이 수명은 백만 배 이상입니다. 이 재료는 최고 수준으로 연마 될 수 있으며 높은 광학 선명도가 필요한 특수 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.
철강 가공
강철의 가장 유용한 특성 중 일부는 추가 처리 및 처리 단계에서 비롯됩니다. 이러한 방법은 강철의 특성을 변경하고 강철을보다 쉽게 처리 할 수 있도록 처리하기 전에 수행 할 수 있습니다. 가공 전에 재료를 강화하면 가공 시간이 연장되고 공구 마모가 증가하지만 가공 후 스틸을 처리하여 완제품의 강도 또는 경도를 높일 수 있습니다. 즉, 부품에 필요한 속성을 달성하기 위해 적용 해야하는 계획된 치료에 앞서 생각하는 것이 중요합니다.
열처리
열처리는 재료 특성을 변화시키기 위해 강의 온도를 조작하는 몇 가지 다른 공정을 말합니다. 예를 들어 어닐링이 있는데, 이는 경도를 줄이고 연성을 높이고 강철을보다 쉽게 처리 할 수 있도록하는 데 사용됩니다. 어닐링 과정은 강철을 필요한 온도로 천천히 가열하여 일정 시간 동안 유지합니다. 필요한 시간과 온도는 특정 합금에 의존하고 탄소 함량이 증가함에 따라 감소합니다. 마지막으로, 금속은 용광로에서 천천히 냉각되거나 절연 재료로 둘러싸여 있습니다.
열처리를 정상화하면 강철의 내부 응력을 제거하면서 어닐링 된 강철보다 강도와 경도가 높을 수 있습니다. 정상화 공정 동안, 강철은 고온으로 가열 된 다음 공냉식으로 더 높은 경도를 얻습니다.
강화 된 강철은 또 다른 열처리 과정이며, 강철을 강화시킵니다. 또한 강도를 높이지만 재료를보다 부서지기도합니다. 경화 과정에는 강철을 천천히 가열하여 고온에 담근 다음 강철을 물, 기름 또는 소금물에 담그기 위해 강철을 담그는 것이 포함됩니다.
마지막으로, 템퍼링 열처리 공정은 담금질 된 강철의 브리티 니스를 줄이는 데 사용됩니다. 템퍼 레드 강철은 정상화와 거의 동일합니다. 선택한 온도로 천천히 가열 된 다음 강철은 공냉식됩니다. 차이점은 템퍼링 온도가 다른 공정보다 낮아서 강화 된 강철의 브리티 니스와 경도를 감소 시킨다는 것입니다.
강수 경화
강수 경화는 강의 항복 강도를 증가시킵니다. 특정 등급의 스테인레스 스틸에는 이름의 pH 값이 포함될 수 있으며, 이는 강수 경화 특성이 있음을 의미합니다. 강수 강화 강의 주요 차이점은 구리, 알루미늄, 인 또는 티타늄의 추가 요소를 포함한다는 것입니다. 여기에는 많은 다른 합금이 있습니다. 강수 경화 특성을 활성화시키기 위해, 강철은 최종 형태로 형성된 다음 연령 경화 처리를한다. 노화 경화 공정은 오랫동안 재료를 가열하여 첨가 요소를 침전시키고 다른 크기의 고체 입자를 형성하여 재료의 강도를 증가시킵니다.
17-4ph (630 강으로도 알려짐)는 스테인레스 스틸의 강수 강화 등급의 일반적인 예입니다. 합금은 17% 크롬 및 4% 니켈 및 4% 구리를 함유하여 강수 경화를 돕습니다. 경도, 강도 및 높은 부식 저항성으로 인해 헬리콥터 데크 플랫폼, 터빈 블레이드 및 핵 폐기물 배럴에는 17-4ph가 사용됩니다.
냉담한 일
강철의 특성은 많은 열을 가하지 않고도 변경 될 수 있습니다. 예를 들어, 냉간 작업 강철은 작업 경화 과정을 통해 더 강하게 만들어집니다. 금속이 플라스틱으로 변형되면 작업 경화가 발생합니다. 이것은 망치질, 롤링 또는 금속을 그리는 것으로 달성 할 수 있습니다. 처리 중에 도구 나 공작물이 과열되면 작업 경화도 예기치 않게 발생합니다. 차가운 작업은 또한 강철의 작업 성을 향상시킬 수 있습니다. 온화한 강철은 차가운 작업에 매우 적합합니다.
철강 구조 설계를위한 예방 조치
강철 부품을 설계 할 때는 재료의 고유 한 특성을 기억하는 것이 중요합니다. 애플리케이션에 매우 적합한 특성은 DFM (Design for Manufacturing)을 추가로 고려해야 할 수 있습니다.
재료의 경도로 인해 가공 스틸은 다른 부드러운 재료 (예 : 알루미늄 또는 황동)보다 오래 걸립니다. 가공 품질을 최적화하고 도구 마모를 최소화하기 위해 올바른 기계 설정을 사용해야합니다. 실제로 이것은 스핀들 속도가 느리고 부품과 곰팡이를 보호하기 위해 느린 스핀들 속도와 사료 속도를 의미합니다.
처리 자체를 수행하지 않더라도 경도와 강도뿐만 아니라 작업 성의 차이를 고려하여 프로젝트에 적합한 강철 등급을 평가해야합니다. 예를 들어, 스테인레스 스틸의 가공 시간은 탄소강의 약 두 배입니다. 다른 등급을 결정할 때 어떤 속성이 가장 높은 우선 순위인지, 어떤 강철 합금을 쉽게 사용할 수 있는지 고려해야합니다. 304 또는 316 스테인리스 스틸과 같은 일반적으로 사용되는 등급은 선택할 수있는 더 넓은 범위의 스톡 크기를 가지므로 찾아 구매하는 데 시간이 덜 걸립니다.
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Rebecca Wang의 편집
