KBH10 - 까다로운 고경도 선삭 정복

고경도 소재라고 해서 가공하기 더 어렵다는 의미는 아닙니다.

고경도 선삭은 수십 년 동안 가공 과정을 간소화했으며 많은 경우에서 원통형 연마 작업이 필요하지 않게 되었습니다. 예측 가능하고 비용 효율적인 절삭 공구를 다양하게 제공하는 Kennametal과 같은 툴링 공급업체 덕분에 가장 까다로운 고경도강, 초합금 및 칠드강까지도 신속하고 정확하게 가공할 수 있습니다. 그러나 항공우주, 자동차, 발전 및 기타 산업이 더욱 더 견고한 금속을 사용한 제품을 계속 개발함에 따라, 절삭공구 제조업체는 이러한 소재를 다루기 위해 고성능 공구를 개발해야 합니다.

최상의 제품
이에 Kennametal Inc.는 오늘날의 까다로운 시장 환경에서의 과제를 해결하기 위해 최근 특별히 설계된 새로운 유형의 PcBN(다결정 큐빅 질화붕소) 고경도 선삭 인서트인 KBH10을 개발했습니다. 글로벌 가공 기술 선임 엔지니어인 Helmut Gremer는 특히 매우 우수한 표면조도가 필요한 분야에 새로운 인서트가 최대 65HRc의 고경도 금속을 선삭 가공, 극한의 내마모성을 성공적으로 제공함으로써 Kennametal의 기존 PcBN 재종 KBH20 및 KB5630을 보완한다고 말합니다.

그는 "많은 제조업체들이 베어링 저널, 링 및 피스톤, 기어 허브 등에 허용 공차를 줄이는 것을 보았습니다."라고 하면서, "예를 들어, 표면조도 요구사항이 Ra <0.4μm보다 좋기 때문에 <4μm 미만의 치수 공차가 점점 일반화되고 있습니다. 이 새로운 재종은 이러한 요구사항과 이러한 부품을 정삭할 때 탁월한 공구 수명을 필요로 하는 고객들간의 격차를 줄여줍니다."라고 말했습니다.
 
한 예로, 한 유명 자동차 제조업체는 기존 62HRC로 열처리된 직경 140mm(5.5in.)의 5115 합금강 베어링 허브에서 내경 페이싱 작업 시 공구 수명을 두 배 이상(인선당 부품 수가 150개에서 350개로 증가) 늘릴 수 있었습니다. 그리고 드라이브 샤프트 생산업체도 비슷한 결과를 얻었습니다. 수직형 터렛 선반에서 58HRC UC1(S53과 유사) 강을 선삭 가공할 때 공구 수명(인선당 부품 수가 250에서 450으로 증가)이 연장되었고, 가공하는 동안 표면조도도 6Rz로 일관되게 유지했습니다.

까다로운 가공 사례 극복
위의 사례들에서 절삭 속도는 180m/min(590sfm), 절삭 깊이는 평균 0.15mm(0.006in.)이며, 이송은 0.22-0.32mm/rev(0.0087-0.013ipr)가 사용되었습니다. 또한 각 사례에서 고객은 기존 솔루션에 비해 인서트 비용으로 매년 수천 달러의 비용을 절감하면서, 공구 교환으로 인한 비가동 시간을 크게 줄였습니다. 

KBH10 서브스트레이트가 완전히 새로워졌습니다. PcBN 구성은 최대 20% 높아진 절삭 속도를 위해 설계되었지만, 공구 수명은 오히려 동등하거나 어떤 경우에는 훨씬 더 늘어났습니다. Kennametal 엔지니어들은 Ra 0.2 및 Rz 1의 표면조도를 쉽게 달성함과 동시에 이전에 언급한 프로파일 및 치수 공차를 일관되게 유지했습니다. 또 KBH10은 몇 가지 다른 형상과 인선 처리 타입으로 제공되므로 다양한 분야의 제조기업과 그들의 선삭 애플리케이션에 신속하게 적용할 수 있는 필수 인서트가 되었습니다.

Gremer는 "KBH10은 정밀 정삭 작업에 이상적이지만 가벼운 단속 가공이나 다양한 절삭 깊이 작업을 처리하는 데에도 충분히 강합니다."라고 하면서, "절삭 압력과 발열이 줄어들었기 때문에 크레이터와 여유면 마모도 감소되어 공구 수명이 연장됩니다. 또한 많은 고경도 부품 가공 작업을 방해하는 백색층이 적게 발생합니다."라고 말했습니다.

이 부분은 KBH10의 독특한 인선 처리를 통해 이루어집니다. 거의 모든 PcBN 절삭 공구에 적용되는 전통적인 워터폴 또는 곡선화된 혼 대신, Kennametal은 경쟁 솔루션보다 더 샤프하고 더 쾌삭가공이 가능하면서도 여전히 고경도 선삭의 혹독함에 견딜 수 있을 정도의 강력한 특수 형상을 개발했습니다.

Gremer는 "5년 전만 해도, 누구도 측정은 고사하고 이런 절삭날을 구현할 수 없었습니다."라고 하면서, "그러나 최근 계측 및 공작 기계 기술의 상당한 발전으로 인해, 우리는 패시브 절삭 부하를 최대 40%까지 줄이는 이러한 혼 형상을 지속적으로 생산할 수 있게 되었습니다. 또한 새로운 KBH10의 보다 강력한 서브스트레이트와 함께, 내마모성, 경도 및 샤프함 사이의 균형을 잘 유지하는 인서트를 생산하게 되었습니다."라고 설명합니다.
                                              
Kennametal의 최신 고경도 선삭 솔루션인 KBH10은 크레이터 및 여유면 마모를 방지하면서 단속 가공에서도 진동을 줄이도록 독특하고 샤프한 인선처리가 되어있습니다.
                                 
대표적인 고경도 선삭 애플리케이션. 매우 다양한 인서트 형상, 사이즈, 형상을 사용할 수 있습니다.

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