CNC 가공: 고품질 부품을 위한 강철 가공 마스터하기

우리 모두 알다시피 CNC 가공은 부품 생산 최적 방식 중 하나입니다. 대부분 부품은 강철로 만들어집니다. 강철 물성을 변화시키고 가공 용이하게 하기 위해 가공 완료 전 추가 처리·공정 수행이 일반적입니다.

가공 전 소재 경화 시 가공 시간·공구 마모 증가하지만, 가공 후 열처리로 완제품 강도·경도 향상 가능. 그렇다면 강철이 CNC 가공으로 강철 부품이 되는 과정은? 대표적 강철 가공 기술 3가지를 소개합니다.

강철 소재 CNC 가공 – 열처리

열처리는 강철 온도 조작으로 물성 변경하는 여러 공정 총칭.

풀림(Annealing): 경도 낮추고 연성 높여 강철 가공 용이하게 함. 목표 온도까지 천천히 가열해 일정 시간 유지. 시간·온도 합금·탄소 함량 따라 달라지며 탄소 증가 시 감소. 마지막으로 로 냉각 또는 단열재로 서냉.

정화(Normalizing): 강철 내부 응력 제거하면서 풀림강보다 높은 강도·경도 유지. 고온 가열 후 적정 온도서 냉각해 경도 개선.

담금질(Quenching): 강철 경화·강도 증대하지만 취성 증가. 천천히 가열→고온 침적→물·오일·염수액 침지 급랭.

뜨임(Tempering): 담금질 수반 취성 완화. 풀림과 거의 동일: 천천히 선택 온도 가열→공랭. 차이: 뜨임 온도 더 낮아 취성·경도 감소.

석출 경화로 강철 항복 강도 향상. 석출 경화강 차별점: 구리, 알루미늄, 인, 티타늄 등 원소 함유로 강도 향상과 충분한 인성 동시 확보. 고강도 스테인리스강 계열, PH강이라 칭함.

석출 경화 특성 활성화 위해 강철 먼저 용체화 처리→시효 경화. 시효 경화로 장시간 가열해 첨가 원소 석출→서로 다른 크기 고체 입자 형성→소재 강도 증가.

17-4PH(630강)는 대표적 스테인리스 석출 경화 강종. 크롬 17%, 니켈 4%, 구리 4% 함유로 석출 경화 보조. 높은 경도·강도·내식성으로 헬리데크 플랫폼, 터빈 블레이드, 핵폐기물 드럼에 사용.

열 많이 가하지 않고도 강철 물성 변경 가능. 예: 냉간 가공강은 가공 경화 공정으로 강도 향상. 가공 경화는 금속 소성 변형 시 발생.

의도적: 해머링, 압연, 인발. 비의도적: 가공 중 절삭 공구·공작물 과열 시 발생. 냉간 가공으로 강철 가공성도 향상. 연강 냉간 가공에 매우 적합.

강철 부품 설계 시 소재 고유 물성 고려 필수. 용도에 적합한 특성이 제조 설계(DFM) 추가 고려 필요할 수 있음.
강철 가공은 알루미늄·황동 등 연질 소재보다 시간 더 소요. 소재 경도 탓에 스핀들 속도·이송률 낮춰 부품·공구 보호.
강종 선정 시 경도·강도뿐 아니라 가공성 차이 고려. 예: 스테인리스강 가공 시간 탄소강 약 2배. 어떤 물성 최우선인지, 어떤 합금 조달 용이한지 고려. 304, 316 등 일반 강종은 재고 규격 다양해 조달 시간 단축.

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