고속도강 vs 텅스텐강: 핵심 차이점 완벽 분석

고속도강 (High Speed Steel, HSS)

고속도강(HSS)은 고경도, 고내마모성, 고내열성을 가진 공구강으로, 풍강(風鋼) 또는 선강(前鋼)이라고도 하며, 담금질 시 공냉해도 경화될 수 있고 매우 날카롭습니다. 백강(白鋼)이라고도 부릅니다.

고속도강은 조성이 복잡한 합금강으로, 텅스텐, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 코발트 등 탄화물 형성 원소를 함유합니다. 합금 원소 총량은 약 10~25%입니다. 고속 절삭으로 고열이 발생(약 500℃)해도 높은 경도를 유지할 수 있으며, HRC 60 이상이 가능합니다. 이것이 고속도강의 가장 중요한 특성인 적색경도(레드 하드니스)입니다. 저온에서 담금질과 템퍼링 후 탄소 공구강은 상온에서 높은 경도를 가지지만, 온도가 200℃를 넘으면 경도가 급격히 떨어지고 500℃에서는 어닐링 상태와 비슷한 수준으로 떨어져 금속 절삭 능력을 완전히 잃습니다. 이는 탄소 공구강을 절삭 공구 제작에 사용하는 것을 제한합니다. 고속도강은 우수한 적색경도로 탄소 공구강의 치명적 단점을 보완합니다.

고속도강은 주로 복잡한 얇은 날과 내충격성이 필요한 금속 절삭 공구 제조에 사용됩니다. 고온 베어링과 냉간 압출 금형 제조에도 사용되며, 선삭 공구, 드릴, 홉, 기계 톱날, 고정밀 금형 등이 대표적입니다.

텅스텐강 (Tungsten Steel / 초경 합금)

텅스텐강(초경 합금)은 고경도, 내마모성, 우수한 강도와 인성, 내열성, 내식성 등 일련의 우수한 특성을 가지며, 특히 고경도와 내마모성은 500℃에서도 기본적으로 변하지 않고 1000℃에서도 매우 높은 경도를 유지합니다.

텅스텐강의 주성분은 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co)로 전체의 99%를 차지하며, 나머지 1%는 기타 금속이므로 텅스텐강이라 부르며, 초경 합금(Cemented Carbide)이라고도 하고 현대 산업의 '이빨'로 여겨집니다.

텅스텐강은 최소 한 가지 금속 탄화물로 구성된 소결 복합 재료입니다. 텅스텐 카바이드, 코발트 카바이드, 니오븀 카바이드, 티타늄 카바이드, 탄탈룸 카바이드가 일반적인 텅스텐강 구성 요소입니다. 탄화물 성분(또는 상)의 입자 크기는 보통 0.2~10 마이크론이며, 탄화물 입자는 금속 바인더로 결합됩니다. 결합 금속은 일반적으로 철족 금속이며, 코발트와 니켈이 흔히 사용됩니다. 따라서 텅스텐-코발트 합금, 텅스텐-니켈 합금, 텅스텐-티타늄-코발트 합금 등이 있습니다.

텅스텐강 소결 성형은 분말을 프레스로 성형한 블랭크를 소결로에 넣어 일정 온도(소결 온도)까지 가열하고, 일정 시간(보유 시간) 유지한 후 냉각하여 원하는 성능의 텅스텐강 소재를 얻는 과정입니다.

텅스텐강 종류

① 텅스텐-코발트 초경 합금

주성분은 텅스텐 카바이드(WC)와 바인더 코발트(Co). 등급은 "YG"와 평균 코발트 함량 백분율로 구성. 예: YG8은 평균 WCo=8%, 나머지는 텅스텐 카바이드인 텅스텐-코발트 초경 합금.

② 텅스텐-티타늄-코발트 초경 합금

주성분은 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드(TiC), 코발트. 등급은 "YT"(경질과 티타늄의 중국어 병음 첫 글자)와 티타늄 카바이드 평균 함량으로 구성. 예: YT15는 평균 TiC=15%, 나머지는 텅스텐 카바이드와 코발트인 텅스텐-티타늄-코발트 초경 합금.

③ 텅스텐-티타늄-탄탈룸(니오븀) 초경 합금

주성분은 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드, 탄탈룸 카바이드(또는 니오븀 카바이드), 코발트. 이 초경 합금은 일반 초경 합금 또는 범용 초경 합금이라고도 함. 등급은 "YW"에 일련번호 조합, 예: YW1.

텅스텐강은 고경도, 내마모성, 우수한 강도와 인성, 내열성, 내식성 등 일련의 우수한 특성을 가지며, 특히 고경도와 내마모성은 500℃에서도 기본적으로 변하지 않고 1000℃에서도 높은 경도를 유지합니다. 초경 합금은 선삭 공구, 밀링 커터, 드릴 비트, 보링 커터 등 소재로 널리 사용됩니다. 신형 초경 합금의 절삭 속도는 탄소강의 수백 배에 달합니다.