세라믹으로 한계를 뛰어넘다

펜실베니아 주 세거타운에 있는 Greenleaf Corp.의 상업 담당 수석 부사장인 Bernie McConnell에 따르면 가공 분야에서 획기적인 초경 등급 기회 개발이 실질적으로 활용되고 있다고 합니다.

"코팅, 형상 및 가장자리 준비를 통해 다양한 작업을 수행하는 것 외에 초경 재료를 혼합하고 혼합할 수 있는 방법은 너무 많습니다."라고 그는 말했습니다. "흥미진진한 기술 개발의 대부분은 사업의 세라믹 측면에서 이루어지고 있습니다." 이는 절삭 공구와 부품 모두를 위한 것입니다. "초고속 진행, 극한의 열 직면, 연마 마모 특성 등 무엇을 이야기하든 세라믹은 다양한 응용 분야에서 한계를 뛰어넘고 있습니다. 오늘날의 세라믹 기능은 믿을 수 없을 정도로 뛰어나며 계속해서 향상되고 있습니다."

세라믹은 놀라운 속도를 달성할 수 있는 능력을 갖추고 있어 내열 합금 및 연마재에 대한 탁월한 솔루션으로 남아 있습니다. 실제로 Iscar USA의 절단, 홈 가공 및 선삭 부문 국가 제품 전문가인 Robert Navarrete에 따르면, 실제로 내열 합금의 밀링 속도는 분당 2,800~4,400표면 피트(SFM)에 이릅니다.

"밀링의 경우 일반적으로 약 3,400 SFM에서 시작하여 인서트의 마모를 측정하고 그에 따라 매개변수를 조정합니다"라고 그는 설명했습니다. "선삭의 경우 기계 성능에 따라 내열 합금의 경우 600~1,100SFM이 될 것입니다."

그러나 이것은 새로운 것이 아닙니다. Navarrete는 수십 년 된 기술인 수염 강화 세라믹에 대한 경험을 바탕으로 이러한 기능을 잘 알고 있는 매장이 많다고 지적했습니다. 대신 그는 최신 실리콘, 알루미늄, 산소, 질소(SiAlON) 세라믹을 홍보했습니다. Navarrete는 "SiAlON은 수염보다 생산 비용이 저렴하기 때문에 동일한 수염과 같은 매개변수를 더 낮은 비용으로 실행할 수 있습니다"라고 말했습니다. "나는 상점에 가서 사양을 보고 SiAlON을 견적한 적이 없으며 수염보다 더 비싼 경우도 있습니다. 그런 일은 일어나지 않았습니다."

그는 공구 수명이 7분인 수염 강화 세라믹의 경우와 SiAlON의 경우 6분인 경우를 인용하면서 가격 차이가 쉽게 25~30%일 수 있다고 덧붙였습니다. 그러나 25% 더 낮은 가격으로 SiAlON을 선택하면 7%의 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. Navarrete는 "1년 이상 사용하면 엄청난 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다"라고 주장했습니다. "도자기는 싸지 않아요."

또 다른 장점: SiAlON은 "위스커보다 훨씬 더 관용적"이며 결과적으로 위스커 세라믹을 절단하는 데 일반적으로 필요한 가소화 없이 더 낮은 속도로 작동할 수 있습니다. "스케일이나 크러스트가 있는 단조품과 같이 단속 절단이 있는 부품이 있는 경우 위스커 대신 SiAlON을 사용합니다."

Iscar는 "강인한" SiAlON과 "하드" 버전을 제공합니다. 후자는 수염 강화 세라믹의 단단하고 부서지기 쉬운 특성을 모방하기 때문에 "수염 같은" 것으로 광고됩니다.

한편 Greenleaf의 엔지니어링 및 응용 부문 글로벌 관리자인 Martin Dillaman에 따르면 Greenleaf의 프리미엄 성능 위스커 강화 세라믹은 더 높은 고온 경도와 더 넓은 공급 속도 기능으로 인해 계속해서 부가가치가 높은 응용 분야를 갖고 있다고 합니다. 예를 들어, "일반적으로 내열 합금에서는 SiAlON으로 마감 처리하지 않습니다. 왜냐하면 SiAlON은 부품의 표면 마감 요구 사항을 초과하는 더 높은 공급 속도로 작동하기 때문입니다. 따라서 다음과 같은 경우에는 위스커 강화 세라믹을 사용해야 합니다. 속도를 유지하면서 마무리하고 싶잖아요."

Dillaman은 많은 항공우주 회사가 내열 합금 부품에 대해 음파 테스트를 수행하여 표면의 사소한 결함을 확인한다고 덧붙였습니다. 그러나 그가 알고 있는 모든 경우에 "SiAlON이 남긴 표면 마감은 음향 테스트를 통과하지 못하는 반면, 당사의 WG300 및 코팅된 WG600 위스커 강화 세라믹은 이 테스트를 위해 승인되었습니다. 따라서 확실히 위스커가 통과되지 않는 일부 영역이 있습니다. SiAlON으로 대체됩니다."

Greenleaf의 미주 지역 영업 이사인 Greg Bronson이 자세히 설명했습니다. "위스커 등급 세라믹의 가장자리는 더 잘 견디기 때문에 동일한 수준의 열 발생과 부품의 추가 표면 테스트 실패를 유발할 수 있는 재료 번짐이 발생하지 않습니다."