케나메탈, 주철 가공 위한 Beyond Shield™ 발표

[산업일보]
절삭공구 전문기업 케나메탈이 고성능 주철 가공을 위해 클랭핑 시스템과 초고경도 PCBN 재종을 결합한 Beyond Shield™를 발표했다.

주철과 같은 고경도의 철 소재를 가공할 때 고급 고경도 선삭 또는 초고경도 PCBN 절삭공구를 사용하기 위해 다양한 산업분야에서 노력을 기울이고 있다. 자동차, 중장비 및 기타 산업에는 매년 수억 개의 브레이크 디스크, 브레이크 드럼, 플라이휠 및 휠 허브가 필요하다. 가공이 어려운 부품의 선삭에 초고경도 공구를 사용할 수 있는 여지가 있음에도 극한의 부하에서 부서지고 파손되는 고가의 공구가 계속 사용되고 있는 상황이다.

케나메탈 선임 글로벌 프로덕트 매니저 Raouf Ben Amor 박사는 “클램핑 시스템은 회주철 브레이크 디스크와 브레이크 드럼을 가공하는 고객들에게 기존 시스템 대비 최대 20% 절감된 비용과 최대 30% 길어진 공구 수명을 제공한다”며 “Beyond Shield™는 애플리케이션이 같을 때 큰 IC 인서트에 비해 더 작은 IC PCBN 인서트가 가능한 강력한 클램핑 시스템을 제공하며, 재종 특성이 현장 테스트로 검증된 마모와 인성의 탁월한 조합을 갖추고 있어 우수한 성능을 발휘할 수 있다”고 설명했다.

고성능 주철을 가공할 때는 매우 높은 기계 및 열 부하가 수반된다. 기존 딤플 방식의 클램프는 절삭 인서트를 직접적인 구속 방식으로 고정시키므로 고압에서 클램프와 인서트가 모두 파손될 수 있다.

새로운 Beyond Shield™는 절삭날에 더 가까운 인서트 전면에 체결력을 가하고 균열과 파손을 초래할 수 있는 진동을 대폭 줄인 3면 클램프 디자인으로 클램핑 문제를 해결했다.

주철 가공은 일정한 칩 충격이 이어져 클램프 수명이 단축되는 매우 열악한 환경이다. Beyond Shield™는 칩 배출에 대한 클램프 내마모성을 향상시켜주는 케나메탈의 고유한 기술이 접목된 초경 클래드 클램프를 제공한다. 또 표준 툴 홀더에도 활용할 수 있어 제어 비용을 줄이는데도 도움이 된다.

주철은 많은 이유로 절삭공구에 여러 가공 문제를 발생시킨다. 주조 품질은 예측할 수 없다. 황 함량이 낮으면 공구 수명이 최대 60% 짧아지며 페라이트 함량이 높으면 화학적 마모성이 높아지고 공구 수명도 크게 단축된다.

케나메탈의 KBK35™ 재종은 고유한 다중 형식의 PCBN 구조로 결정 큐빅 질화붕소 함량을 높임으로써 황삭 및 정삭 가공 모두에서 내마모성을 높이고 인서트 수명을 늘렸다. 또한 CVD(화학 증착) 코팅으로 화학적 내마모성을 높이고 사후 코팅 처리로 절삭날의 인성을 개선했다.

Raouf Ben Amor 박사는 “KBK35™은 현장 테스트를 통해 시효경화 주철과 시효경화되지 않은 주철뿐 아니라 브레이크 드럼과 같은 특정 경우에서 2배 길어진 공구 수명과 최대 10배(세라믹 기반 솔루션 대비)의 인서트당 완성 부품 수를 입증했다”고 전했다.

케나메탈은 시효경화 주철에 관련된 부품을 위해 Beyond Shield™ 제품군에 재종 KB1340™을 추가했다. KB1340™은 표준 PCBN 인서트 대비 브레이크 디스크 현장 테스트에서 부품 수가 PCBN 인서트의 1,500개에 비해 많은 1,700개로 향상된 성능을 보였다. 동일한 테스트에서 공구 수명은 세라믹 인서트 대비 120~4,200개 많았다.

Raouf Ben Amor 박사는 “절삭조건은 향상시키고 공정 안정성과 제어 비용은 개선해야 하는 고객에게는 Beyond Shield™가 고성능 주철 가공 문제를 해결할 수 있는 좋은 방법”이라고 강조했다.