흑연과의 씨름:가공 가이드

더 부드러운 재료에도 불구하고 흑연은 실제로 가공하기 가장 어려운 재료 중 하나입니다. 기계 기술자는 이러한 부품을 가공할 때 툴링, 냉각수 사용 및 개인 안전과 관련하여 고려해야 할 사항이 많이 있습니다. 이 "In Loupe" 게시물에서는 재료 속성, 고려해야 할 주요 가공 기술, 이 까다로운 재료에서 성공을 달성하기 위해 절단 도구를 적절하게 선택하기 위한 팁을 살펴봅니다.

흑연이란 무엇입니까?

흑연은 탄소의 동소체이지만 두 용어는 단순히 상호 교환할 수 없습니다. 탄소는 흑연, 다이아몬드 및 풀러라이트를 포함한 여러 다른 동소체로 형성할 수 있는 요소입니다. 흑연은 탄소의 가장 안정적인 형태이며, 탄소는 표준 조건에서 자연적으로 흑연으로 발생하기 때문에 가장 일반적입니다.

흑연은 우수한 전도성과 고열 및 부식에 대한 저항성으로 가장 잘 알려져 있습니다. 이것은 항공 우주, 전극, 원자력, 에너지 및 군사 산업의 고열, 고압 상황에서 일반적인 재료가 됩니다.

흑연은 강한 고압 상황을 쉽게 처리할 수 있지만 실제로는 매우 부드럽고 마모성이 있으며 부서지기 쉬운 재료입니다. 흑연은 절삭 공구를 먹어치우고 공구의 사용 수명을 심각하게 최소화할 수 있으므로 가공 시 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 그러나 적절한 툴링과 기술을 사용하면 흑연 가공을 최적화하여 경쟁 제품보다 비용 효율적으로 사용할 수 있는 방법이 있습니다.

흑연 가공 기술

흑연은 부드럽고 부서지기 쉬운 재료이므로 가공 시 칩핑을 방지하기 위해 특별한 주의가 필요합니다. 좋은 절단을 얻으려면 가벼운 칩 부하를 사용하고 흑연에서 더 낮은 이송 속도를 사용하는 것이 좋습니다. 빠른 이송 속도로 중절단을 하면 흑연이 부서지기 시작하여 완전히 파손될 수 있습니다. 비교를 위해 흑연의 칩 하중은 알루미늄 소재의 칩 하중과 유사하지만 이송 속도의 절반 미만입니다.

흑연의 속도와 이송에 대한 아이디어를 제공하기 위해 여기 1/4″ Harvey Tool CVD 다이아몬드 코팅, 4날 스퀘어 엔드밀을 사용한 예가 있습니다. 해당 도구가 780 SFM에서 12,000의 표준 RPM으로 실행되는 경우 권장 칩 로드는 140 IPM의 이송 속도에 대해 .00292가 됩니다.

기계 설정과 관련하여 기억해야 할 한 가지 주요 팁은 항상 냉각수 사용을 피하는 것입니다. 흑연은 다공성 물질이므로 냉각수를 흡수하고 완성된 부품에 문제를 일으키는 "냉각제 스폰지" 역할을 할 수 있습니다. 기계 내부와 툴링에서 냉각수는 실제로 흑연 먼지와 반응하여 연마 슬러리를 생성하여 가공 중에 문제를 일으킬 수 있습니다. 흑연을 가공하는 동안 재료를 청소하려면 진공 시스템을 사용하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 코팅된 도구가 마를 수 있어야 합니다.

흑연을 가공할 때 주의해야 할 또 다른 사항은 흑연은 칩을 생성하지 않고 오히려 매우 거친 먼지 구름을 생성하기 때문에 적절한 관리 없이 작업자와 기계에 해로울 수 있다는 것입니다. 작업자는 흑연 먼지를 흡입하지 않도록 보호 마스크를 착용해야 합니다. 작업장에서 적절한 환기와 공기 품질을 유지하는 것도 흑연에서 작업할 때 기계공을 보호하는 데 중요합니다.

흑연 먼지도 전도성이 매우 높기 때문에 CNC 기계 내부의 비보호 회로를 쉽게 손상시켜 심각한 전기 문제를 일으킬 수 있습니다. 냉각수는 권장되지 않지만 진공 시스템은 먼지를 제거하는 데 도움이 될 수 있으며 먼지가 기계 내부에 너무 많이 축적되는 것을 방지하고 심각한 문제를 예방할 수 있습니다.

흑연 가공 효율성 향상 – 지금 바로 Harvey Tool의 속도 및 피드 차트 활용

흑연 가공용 절단 도구

앞서 언급했듯이 흑연은 극도로 마모되는 특성으로 인해 악명 높은 절삭 공구입니다. 최고 품질의 초경 엔드밀이라도 코팅하지 않은 채로 두면 대부분의 작업에서 빨리 마모됩니다. 이러한 극단적인 마모는 작업 중 도구를 교체해야 할 수 있으며 마모된 도구가 중단된 작업을 다시 시작하려고 할 때 부품의 불완전성을 초래할 수 있습니다.

흑연 가공을 위한 절삭 공구를 선택할 때 코팅과 절삭날이 가장 중요한 고려 사항입니다. 플루트 수, 나선 각도 및 기타 도구 형상의 주요 특징은 궁극적으로 도구를 구매할 때 코팅 다음으로 중요합니다.

흑연 가공의 경우 공구 수명과 공구 성능을 최대화하기 위해 가능한 CVD(화학 기상 증착) 다이아몬드 코팅을 권장합니다. 이 코팅은 카바이드 엔드밀로 직접 성장하여 경도를 향상시키고 PVD 다이아몬드 코팅보다 5배 더 두꺼운 코팅층을 공구에 남깁니다. 가장 날카로운 모서리는 아니지만 CVD 다이아몬드 코팅은 더 두꺼운 다이아몬드 층으로 인해 다른 다이아몬드 코팅보다 훨씬 긴 공구 수명을 제공합니다.

초기 툴링 비용은 코팅되지 않은 툴보다 CVD 코팅된 툴이 더 높을 수 있지만 CVD 코팅된 툴은 코팅되지 않은 툴보다 툴 수명이 상당히 길기 때문에 부품당 비용이 크게 줄어듭니다. 흑연과 같은 어렵고 연마성 있는 재료에서 코팅되지 않은 초경 공구는 흑연의 연마성이 절삭날을 완전히 마모시키기 전에 짧은 시간 동안 지속됩니다. CVD 코팅된 도구를 사용하면 경쟁에서 우위를 점할 수 있고, 도구 교체를 위한 가동 중지 시간을 줄이면서 장비를 계속 가동할 수 있으며, 궁극적으로 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

전반적으로 흑연은 가공하기 어려운 재료일 수 있지만 올바른 절단 도구와 적절한 속도 및 이송을 사용하면 즉시 고품질 부품을 만들 수 있습니다. Harvey Tool은 원하는 작업에 필요한 것을 제공할 수 있도록 다양한 직경, 도달 범위 및 절단 길이의 CVD 코팅 엔드밀을 다양하게 제공합니다.