스테인리스 강이란?
스테인리스 강 합금은 다양한 용도에 이상적입니다. 이 합금을 성공적으로 가공하려면 공장에서 해당 합금의 특성을 이해해야 합니다.스테인리스 강은 강도, 내구성, 산화 및 얼룩에 대한 내성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 이 합금으로 만든 제품과 구성품은 세척과 살균이 용이하고 지속 가능성 측면에서 재활용이 가능합니다. 하지만 '스테인리스 강'은 하나의 합금이 아니라 하나의 분류입니다. 스테인리스 강을 최대한 활용하기 위해서는 가공 시 이 합금이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다.
자동차 제조업체는 종종 차량 배기 시스템, 트림 및 구조 부품을 스테인리스 강으로 생산합니다. 의료 부품 제조업체는 수술 기구, 임플란트 및 의료 기기에 스테인리스 강을 사용합니다. 일부 의료 부품은 티타늄과 같은 다른 금속에 점점 더 의존하고 있지만, 스테인리스 강은 여전히 산업 생산의 주축을 이루고 있습니다.
석유 및 가스 산업에서 스테인리스 강은 극한의 환경을 견뎌야 하는 배관, 해양 플랫폼 및 저장 탱크에 주로 사용되는 소재입니다. 스테인리스 강은 위생 규정 준수가 용이하여 식음료 산업에서 가공 장비, 보관 용기, 주방 용품 등에 선호되는 소재입니다. 건설, 건축 및 해양과 같은 다른 산업에서는 지붕 및 구조용 지지대부터 해양 하드웨어, 조선 및 담수화 플랜트에 이르기까지 모든 제품에 스테인리스 강을 사용합니다. 스테인리스 강 합금은 내산화성, 손쉬운 위생 준수 및 기타 유익한 특성을 부여하는 야금학적 이점 때문에 이러한 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
스테인리스 강은 인성과 내열성 때문에 일반 강보다 절삭하기가 더 어렵습니다. 크롬과 니켈 함량이 높을수록 몰리브덴과 함께 오스테나이트 스테인리스강의 가공성이 저하되는 경향이 있습니다. 티타늄이 포함된 합금도 절삭 공구의 연마성 마모를 유발할 수 있습니다.
스테인리스 강 합금은 열전도율이 낮기 때문에 칩을 통해 열이 발산되지 않고 절삭 부위에 더 많은 열이 남습니다. 이렇게 하면 변형 경화가 증가하고 공구 및 인서트 소모량이 20%에서 40%까지 증가합니다. 따라서 스테인리스 강은 일반 강보다 절삭 비용이 더 많이 듭니다.
황의 첨가(0.020% 초과)는 소재의 가공성을 상당히 증가시킬 수 있지만 내부식성, 용접성 및 열간 연성과 같은 다른 특성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 이런 이유로 봉재는 판재보다 가공성을 향상시키기 위해 황 처리됩니다. 가공성이 향상된 스테인리스 강은 종종 Sanmac®, Prodec® 또는 Ugima®와 같은 브랜드 이름을 사용합니다.
스테인리스 강은 내열성 및 내식성을 위해 사용되는 철 기반 합금입니다. 야금학자들은 스테인리스 강을 오스테나이트, 페라이트, 마르텐사이트, 듀플렉스, 석출 경화(또는 시효 경화) 등 5가지 기본 그룹으로 분류합니다. 개별 합금의 구성에 따라 공작물 재료 및 가공 시 특성이 결정됩니다. 5가지 스테인리스강에는 모두 크롬이 함유되어 있어 표면에 산화크롬의 수동층을 형성하여 부식과 녹을 방지합니다.
이 비자성 합금은 일반적으로 16~26%의 크롬과 최대 35%의 니켈을 함유하고 있으며 탄소 함량이 낮습니다. 따라서 내식성, 성형성 및 용접성이 우수합니다. 일부 오스테나이트계 스테인리스강에는 몰리브덴과 티타늄이 포함되어 있어 가공성을 떨어뜨리고 공구 마모를 증가시킬 수 있습니다.
예:
니켈이 거의 또는 전혀 함유되어 있지 않은 이 스테인리스 강은 10.5%~30%의 크롬을 함유하고 있으며 내식성이 제한적으로 요구되는 용도에 주로 사용됩니다. 또한 자성이 있으며 일반적으로 오스테나이트 재종보다 저렴합니다.
예:
430 (SUS 430, STS 430): 일반적으로 자동차 트림, 펌프 샤프트, 터빈, 주방 가전, 식품 가공, 온수 히터 및 건축 분야에 사용됩니다.
크롬 함량이 12%~18%이고 탄소 함량이 높은 이 강재는 강도와 경도가 높고 자성 및 열처리가 가능하며 적당한 내식성을 제공합니다.
예:
이 합금은 크롬 22%~25%, 니켈 5%~7% 정도의 오스테나이트와 페라이트 구조의 균형 잡힌 혼합물로 구성되며 종종 몰리브덴을 함유하고 있습니다. 강도가 높고 내식성이 뛰어나며 특히 응력 부식 균열 및 피팅에 대한 내식성이 우수합니다. 이는 제조업체가 더 적은 재료를 사용하고 공작물 무게를 줄일 수 있음을 의미합니다. 듀플렉스 스테인리스강은 또한 오스테나이트 계열보다 니켈 함유량이 적어 비용 측면에서 유리한 경우가 많습니다.
예:
이러한 강에는 알루미늄, 구리, 니오븀과 같은 원소와 함께 크롬과 니켈이 포함되어 있어 석출경화를 가능하게 합니다. 열처리를 통해 강도와 경도가 높고 내식성이 우수한 제품을 만들 수 있습니다.
예:
- 스테인리스 강을 절삭할 때는 더 크고 견고하며 강력한 공구가 더 오래 지속됩니다.
- 더 크고 두꺼운 인서트는 절삭날 끝부분에만 열이 집중되지 않고 인서트 내부로 더 많은 열을 발산합니다.
- 변형 경화로 인한 칩 파손 및 절삭날 치핑을 견딜 수 있도록 내마모성보다 인성에 집중한 초경 재종을 선택하세요.
- 날카로운 절삭날 가진 튼튼한(고인성 및 두꺼운) 인서트가 가장 유리합니다.
- 절삭 속도를 제어하여 공구 수명을 연장하고 가공을 개선하세요.
공구 업체는 고객이 가공을 용이하게 하고 최적화할 수 있도록 다양한 자원을 제공합니다. 여기에는 다양한 가공 조건을 처리할 수 있는 자체 제작 자료와 보다 복잡한 문제를 해결할 수 있는 전문가 지원이 포함됩니다. Seco Assistant(세코 어시스턴트) 앱은 공구를 최적화하고 스테인리스 강의 공구 마모를 효과적으로 개선합니다. Tool Optimization(공구 최적화) 기능은 마모 패턴을 식별하고 절삭 조건을 조정하여 마모를 최소화하는 데 도움이 됩니다.
동시에 세코는 Seco 기술 교육 프로그램(STEP)을 통해 기술 훈련 및 교육에 대한 노력을 계속하고 있습니다. 제조업체가 기술 격차를 극복하고 생산 문제를 해결하기 위해 새로운 기계 기술자를 교육하는 데 어려움을 겪고 있는 가운데, 이 검증된 교육은 스테인리스 강 가공 문제에 대한 지원을 제공합니다.
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