스테인리스강 밀링 최적화: 절삭 공구 선정 및 핵심 가공 인사이트

스테인리스강 가공에 어떤 밀링 커터를 사용해야 할까요? 이는 많은 분들이 자주 겪는 문제입니다. 고객이 스테인리스강 가공 시 치핑과 가공 경화 같은 문제를 겪는다면, 이 글은 18년간의 업계 경험과 SANS Machining의 관련 전문 정보를 결합해 이 문제를 해결해 드립니다.

스테인리스강 밀링 특징

45# 강의 가공성을 기준으로 할 때, 오스테나이트계 스테인리스강의 가공성은 0.4, 페라이트계는 0.48, 마르텐사이트계는 0.55에 불과합니다. 그중 오스테나이트와 시멘타이트 혼합물의 가공성이 더 나쁩니다.

1. 심각한 가공 경화

스테인리스강의 가공 경화는 심각합니다. 오스테나이트와 페라이트 혼합물이 최우선입니다. 경화층 경도는 원래 모재 경도의 1.4~2.2배이며, 강도는 R=1470~1960MPa입니다. 이 유형의 스테인리스강은 큰 소성과 큰 강화 계수를 가집니다. 또한 오스테나이트가 불안정하여 절삭력 작용 하에서 마르텐사이트로 쉽게 변환됩니다.

2. 큰 절삭력

스테인리스강은 높은 소성을 가지며, 특히 오스테나이트계 스테인리스강의 깊이 비율은 45# 강의 2.5배입니다. 밀링 공정에서 소성 변형이 크고 절삭력이 증가하며, 가공 경화가 심각하고 열강도가 높으며 절삭 컬이 끊기 어렵습니다.

3. 높은 절삭 온도

스테인리스강은 큰 소성 변형과 마찰 증가, 상대적으로 낮은 열전도율을 가집니다. 따라서 동일 조건에서 스테인리스강 밀링 온도는 45# 강보다 약 200도 높습니다.

4. 칩이 잘 끊기지 않음

스테인리스강 가공 시 유착이 쉽고 빌트업 에지가 생성되기 쉽습니다. 스테인리스강의 소성과 인성이 비교적 커서 밀링 시 칩이 잘 끊기지 않습니다. 고온 고압 하에서 공구는 유착 마모와 빌트업 에지가 발생하기 쉽습니다.

5. 공구 마모 용이

당연히 스테인리스강 밀링 커터를 사용해 스테인리스강을 가공해야 합니다. 스테인리스강의 TiC 경질점이 공구의 심한 마모를 유발할 가능성이 높기 때문입니다. 고속, 고온, 고압 조건에서 절삭 공구는 유착, 확산, 크레이터 마모가 발생하기 쉽습니다.

스테인리스강 가공에 어떤 밀링 커터를 사용할까?

스테인리스강 가공 시 높은 경도, 우수한 내마모성, 강도와 인성, 양호한 열전도율을 가진 소재를 선택하는 것이 최선입니다.

초경 소재: YG, YW 등. TaC 또는 NbC를 함유한 텅스텐-코발트 미립자 또는 초미립자 초경. 예: YG6x, YG813, YW4, YD15 등.

고속도강 소재: W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4CrV3Al 등.

201, 304 같은 일반 스테인리스강 밀링 시 일반 초경 코팅 밀링 커터를 사용하고 4날을 선택하면 잘 가공됩니다. 주요 CNC 공구 공급업체들은 전용 스테인리스강 밀링 커터를 보유하고 있습니다. 가격에 민감하지 않다면 이 유형을 선택하세요. 316 스테인리스강, 담금질 열처리 후 스테인리스강, 수입 고경도 스테인리스강 가공 시 고경도 공구 외에도 스테인리스강 절삭날이 더 날카로워야 하며, 유명 브랜드의 전용 스테인리스강 커터 사용이 최선입니다.

스테인리스강 가공 합리적 절삭 파라미터

스테인리스강 가공은 황삭과 정삭으로 나눌 수 있습니다. 황삭은 TiC 함량이 상대적으로 낮은 YW, YT 초경 선택. 정삭은 TiC 함량이 높은 YW, YT 초경 선택.

또한 스테인리스강 가공 시 치핑 방지를 위해 날 강도를 높여야 하며, 경사각은 더 작은 값이나 음수 값을 선택하는 것이 좋습니다. 초경으로 스테인리스강 가공 시 나선각은 5~10도가 바람직합니다. 고속도강 엔드밀 사용 시 35~45도 선택. 스테인리스강 밀링 시 더 큰 나선각의 엔드밀 선택이 좋으며, 스테인리스강 파이프나 박벽 공작물 밀링 시 콘 엔드밀(옥수수 엔드밀) 선택 가능.

일반적인 스테인리스강 밀링 절삭 조건

초경 스테인리스강 밀링 커터: 밀링 속도 40~60m/min. 경화층 내 절삭날 진입으로 인한 공구 마모 가속 방지를 위해 이송량은 0.1mm 이상이어야 함.

고속도강 엔드밀: 절삭 속도 8~40m/min, 이송량 0.013~0.15mm/z.

스테인리스강 가공 기타 지식

1. 고경도 스테인리스강 가공 시 고속도강 엔드밀 사용 지양
2. 강 경도가 높을수록 더 낮은 밀링량 선택
3. 측면 공구 돌출량이 클 때 더 낮은 밀링 속도 선택
4. 코팅 초경 절삭 공구 사용 시 밀링 속도 약 50% 향상 가능
5. 절삭 시 충분한 냉각 필수. 초경 공구로 스테인리스강 가공 시 수용성 절삭유 사용 지양(절삭날에 더 큰 열응력 가해져 치핑 유발)