고속도강(HSS) 경도 유지 기술과 통찰

고속도강(HSS)은 고온에서도 경도를 유지하는 고성능 합금으로 평가받습니다. 기존 고탄소강이 가열 시 연화되는 반면, HSS는 텅스텐, 몰리브덴, 크로뮴, 바나듐, 코발트 같은 합금 원소를 포함해 반복 가공 후에도 록웰 C 경도 60 이상을 유지합니다.

용도

HSS는 현대 절삭 기술의 주력입니다. 드릴, 탭, 밀링 커터, 리머, 톱날, 대패, 조인터, 성형 공구 소재로 선택됩니다. 뛰어난 인성과 내마모성으로 수공구(도끼, 대패, 주방칼)에도 쓰여 오래가는 예리한 날을 제공합니다.

합금 변형

HSS 성능은 Fe-C-X 다성분 합금계에서 나옵니다(X=합금 원소). 전형적 조성은 텅스텐+몰리브덴 합 7% 초과, 탄소 0.60%. 일반적인 명칭: UNS T120xx 텅스텐 풍부 등급(T1, T15), UNS M113xx 몰리브덴 풍부 등급(M2, M48). ASTM에 텅스텐 7종, 몰리브덴 17종 등재돼 각기 경도, 인성, 내열 요건 맞춤 설계돼 있습니다.

경도 유지를 위한 열처리

열처리는 HSS 성능의 초석입니다. 두 핵심 단계:

• 경화 (담금질) – 합금을 고온(보통 1100~1150°C) 가열 후 급랭, 마르텐사이트 형성으로 고경도 상태 고정.
• 템퍼링 – 담금질 공구를 저온(보통 200~350°C) 재가열 유지해 내부 응력 해소. 템퍼링은 정밀 제어 필수; 목표 온도 초과 시 강철이 '연화'(인성 증가)돼 경도와 절삭 능력 저하.

필요 시 이 사이클 반복으로 각 공구 용도에 맞는 경도-인성 균형 달성.

사용이나 연마 시 HSS가 템퍼링 온도 이상 노출되지 않게 하는 게 중요합니다. 가공·연삭 중 과열은 경도 손실과 조기 마모를 초래합니다.