정밀 가공: CNC 스위스 선반 및 터닝을 위한 필수 강종 가이드

강철의 기초와 분류

강철은 CNC 스위스 가공과 CNC 터닝에서 가장 흔히 쓰이는 소재입니다. 주성분은 철광석에서 얻은 철(Fe)이며, 전 세계 50여 개국에서 채굴됩니다. 현재 세계 철광석의 75% 이상이 호주, 브라질, 중국, 인도, 러시아, 남아프리카공화국, 우크라이나 순으로 생산됩니다. 호주는 타국보다 50% 더 많이 생산하며(과거에는 중국이 1위였음), 철광석에 다양한 원소를 다양한 비율로 첨가해 광범위한 물성을 가진 강종을 만듭니다.

첨가 원소에 따라 강철의 유연성, 강도, 성형성, 경화성 등이 달라집니다. 일반적으로 합금 원소를 5% 미만 첨가하면 강도나 경화성을 높이고, 5% 이상 첨가하면 내식성이나 극한 온도 안정성 같은 특수 물성을 얻습니다.

존재하는 강철 조성은 1,000가지가 넘지만, 정밀 가공 업계(또는 가공 부품이 필요한 분) 관점에서는 4대 기본 범주로 묶을 수 있습니다. 가공 난이도는 다음 범주로 갈수록 높아집니다. 파이오니어 서비스에서는 주로 첫 세 범주를 가공하며, 마지막 범주는 일부 프로젝트만 다룹니다.

4대 강종 범주

1. 탄소강(Carbon Steels): 탄소 함량 2~3% 이하. 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강으로 나뉩니다. 탄소%가 높을수록 경도와 강도가 증가합니다. 일반적으로 가공이 쉽지만(탄소% 증가 시 난이도 상승), 가공 후 열처리로 내식성/내후성을 보완하는 경우가 많습니다. 전체 강철 생산의 약 90%가 탄소강입니다.
   • 대표 강종: 저탄소(1010, 1018), 중탄소(1030, 1040), 고탄소(1080)
2. 합금강(Alloy Steels): 탄소강에 다양한 원소를 첨가해 일반 탄소강에 없는 물성을 부여합니다. 주로 경도·내식성·강도 향상을 목표로 합니다. 첨가 원소별 효과:
   1. 망간, 실리콘, 니켈, 구리 → 강도 증가
   2. 크롬, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 → 외관 개선
   3. 니켈, 구리 → 내식성 향상
   4. 몰리브덴 → 취성 방지
   5. 지르코늄, 세륨, 칼슘 → 인성 증가
   6. 납, 비스무트, 셀레늄, 텔루륨 → 가공성 향상
   • 대표 강종: 4130, 4140, 4340
3. 스테인리스강(Stainless Steels): 크롬을 주 첨가 원소로 사용(최대 10~20%). 주로 외관(크롬 마감) 및 녹 방지용. 소재비가 비싸고 가공 난이도가 높습니다.
   • 대표 강종: 303, 304, 316
4. 공구강(Tool Steels): 절삭·성형용 공구를 만드는 탄소강·합금강 그룹. 기술적으로 6종(수냉, 공냉, 내충격, 고속, 열간 가공, 특수 구매)으로 나뉘며, 각각 절삭·프레스·압출·코인 등 타 금속 가공에 적합한 특성을 가집니다. AISI가 문자+숫자(XX) 체계로 등급을 매깁니다. 파이오니어 서비스에서는 공구강 가공을 거의 하지 않으며, 할 경우 주로 냉간 가공재(공냉 중합금 A582, A286, A277 등)입니다. 공구강은 가공이 매우 어렵습니다.

AISI 강종 번호 체계(4자리)

1. 첫 번째 숫자
   • 1XXX: 탄소강 (10XX=일반 탄소강[Mn<1%], 11XX=유황 첨가, 12XX=유황+인 첨가, 15XX=비유황 고망간[최대 1.65%])
   • 2XXX: 니켈강
   • 3XXX: 니켈-크롬강
   • 4XXX: 몰리브덴강
   • 5XXX: 크롬강
2. 두 번째 숫자: 주 첨가 원소 농도 대략 표시(예: 1=1% 등)
3. 마지막 두 숫자: 탄소 농도 표시(예: 18=0.18% 탄소)

파이오니어 서비스가 탄소강, 합금강, 스테인리스강으로 제작한 다양한 부품은 웹사이트 Product Gallery에서 소재별로 확인할 수 있습니다. 정밀 가공이 필요한 강철 부품 프로젝트가 있으시면 오늘 파이오니어 서비스 팀에 문의하세요!