C17200 석출 경화형 베릴륨 동 합금의 절삭 가공 기술
요약
본 문서는 C17200 석출 경화형 베릴륨 동 기반 합금의 절삭 가공 기술에 대해 소개합니다. C17200의 절삭 특성, 절삭 공구 선택, 공구 형상 설계, 절삭 조건, 절삭유 선택, 밀링 및 드릴링 가공 등을 중심으로 최근 몇 년간 축적된 가공 경험을 정리하였습니다. 이러한 기술과 경험을 바탕으로 C17200은 석유 시추 계측 분야에 성공적으로 적용되고 있습니다.
C17200 합금 개요
C17200은 석출 경화형 베릴륨 동 합금으로, 용체화 및 시효 처리 후 우수한 경도, 강도, 탄성 한계 및 피로 한계를 보입니다. 또한 뛰어난 내식성, 전도성, 비자성 특성을 가지고 있어 저온·고온·고압 및 산성 환경에서도 장기적인 수명을 유지할 수 있습니다. 이로 인해 다양한 첨단 제조 산업에 적용되며, 특히 석유 시추용 계측기기에 적합합니다.
1. C17200의 절삭 특성
가공 경화: 베릴륨 원소의 영향으로 절삭 중 강한 가공 경화가 발생하며, 경화층은 ≥0.007mm입니다. 날카로운 공구와 적절한 절삭 깊이를 선택해야 과도한 공구 마모를 방지할 수 있습니다.
절삭 저항 큼: 경도(HRC38~44)와 강도 상승으로 인해 절삭력이 크고, 공작물-공구 간 마찰과 열 발생이 많아 냉각이 필요합니다.
강성 낮음: 탄성계수 128GPa로 강재의 약 60% 수준이며, 가공 시 뒤틀림 우려가 있어 강한 고정 지지 필요.
공구 마모 빠름: 시효 처리 후 표면에 내마모성 산화막 형성 및 고절삭열로 인해 공구 수명이 짧아지기 쉬움. 절삭 조건 최적화 필요.
2. C17200 절삭용 공구 선택
재질: 초경합금(YG 계열)이 고속도강보다 고온 성능과 정밀도 우수.
추천 모델: YG6, YG8 (YT 계열은 재료와의 친화력이 강해 마모 빠름)
3. 공구 형상 설계
날끝 형상: 원호 날(Rε=0.1~0.8mm)을 사용해 진동 방지 및 수명 향상
날끝 처리: 마이너스 챔퍼 (bγ1=(0.30.8)f, γo1=-10°-5°)
칩 처리 홈: 칩 흐름을 유도하기 위해 절단 홈(Rn=(2~7)f) 채택
전각 γo: 5°~10° (강도 및 열 분산을 동시에 고려)
후각 αo: 6°~8° (공구 강도↑, 마찰 및 표면 조도↓)
주편각 κr / 부편각 κ’r: 45°75° / 5°10° (절삭력 분산 목적)
공구 경사각 λs: 조가공 시 -10°~-5°, 정밀가공 시 0° 적용
4. 절삭 조건 설정
절삭 속도 vc: 100~200 m/min (너무 낮으면 비효율, 너무 높으면 마모 증가)
절삭 깊이 ap: 0.05~3 mm (절삭력과 정밀도 균형 고려)
이송량 f: 0.1~0.15 mm/r (절삭력과 조도 및 효율의 균형 필요)
5. 절삭유 선택
기능: 냉각 및 윤활을 통해 절삭 온도와 마찰 감소
주의사항: 수용성 유제는 냉각 성능 우수하지만 황 성분이 얼룩 유발 가능성 있음
권장 조성: 광유 + 3~7% 동물성 윤활유 (예: 돼지기름) 조합이 가장 안정적
6. C17200의 밀링 가공
고경도이므로 절삭날은 예리하면서 충격 저항성 필요
공구: 초경합금 밀링 커터 사용 권장
방법: 비대칭 순방향 밀링이 마찰 감소 및 진동 방지에 효과적
냉각: 절삭유를 함께 사용해 공구 수명 및 표면 품질 개선
7. C17200의 드릴링 가공
공구: 고속도강 트위스트 드릴(나선각 29°, 정점각 118°, 립각 12°)
속도: 절삭속도 낮게 유지
절삭유: 충분히 공급해 냉각 및 칩 제거 원활히 하고 공구 마모 억제
가공 안정성 확보: 일정한 절삭속도와 이송 유지로 바닥 가공 경화 방지