고경도 소재 가공 시 주의사항 – 공구 선택부터 절삭조건까지

금속 가공 현장에서 경화강(HRC 45 이상)이나 내열합금, 초경합금처럼 고경도 재료를 가공해야 할 때가 많습니다. 이러한 재료는 가공 난이도가 높고, 공구 마모와 가공불량이 자주 발생하므로 사전 준비가 매우 중요합니다.

1. 고경도 소재의 정의와 특성

• 고경도란? 보통 HRC 45 이상이면 고경도 소재로 분류됩니다.
• 예: 열처리강, SKD61, SCM440H, 내마모강, 일부 세라믹 및 티타늄 합금
• 특성: 절삭저항 큼, 절삭열 집중, 공구 수명 짧음

2. 공구 재질 선택

재질	특징	추천 상황
CBN	다이아몬드급 경도, 고온 안정	열처리강, 연속 마감 가공
세라믹	내열성 우수, 고속 절삭 가능	주철, 내열합금
코팅 초경	고경도 + 내마모성 향상	범용 고속 가공
PCD	비철·복합재 전용	알루미늄, CFRP 등

3. 절삭 조건 최적화

• 절삭속도: 과도하게 높지 않게 설정 (CBN: 80~200 m/min)
• 이송속도: 표면 품질 위해 낮게 유지
• 절삭 깊이: 무리한 절삭 금지
• 냉각 방법: 대부분 드라이, 에어 블로우 사용

4. 마모 및 결함 방지 대책

문제	원인	대응 방법
노칭 마모	공구 모서리 집중열	코팅 선택, 공구 형상 개선
크레이터 마모	절삭온도 과다	속도 조절, 드라이 가공
파손	열충격, 무리한 이송	절삭조건 보수적 적용
진동	공구 강성 부족	고정력 강화, 깊이 감소

5. 피삭재별 팁

• 열처리강 (HRC 50~65): CBN 공구, 드라이 마감
• 주철 (GGG70 등): 세라믹 인서트, 고속 절삭 가능
• 내열합금: 코팅 초경, 저속 절삭 필수
• 공구강: 특수 코팅 공구 사용

✅ 마무리 요약

고경도 소재 가공은 공구 재질, 절삭 조건, 가공 경로 모두를 종합적으로 고려해야 합니다.
특히 CBN과 세라믹은 고경도 가공에 최적이며, 진동·열·충격을 줄이는 전략이 핵심입니다.