프리하든강은 조질강이라고도 하며, 미리 열처리가 된 금속 재료입니다. 절삭 가공에 적합한 조질강으로 금형 등에 자주 이용되고 있습니다.
목차
프리하든강의 제조 방법, 용도, 종류, 특징
프리하든강에 적용되어 있는 열처리에 대하여 프리하든강은 탄소강 등의 강재에 조질이라는 열처리를 실시한 것입니다. 그래서 조질강이라고도 합니다. 일반적인 탄소강에서는 담금질 온도는 800℃~850℃, 담금질 온도는 420℃ 정도에서 이루어지는 반면, 조질에서는 담금질이 약 500℃ 전후에서 이루어집니다. 담금질에 의해 생긴 크고 단단한 결정을 비교적 고온에서의 담금질에 의해 미세화 시키기 때문입니다. 이것에 의해, 열처리가 실시된 재료이면서 절삭 등의 기계 가공을 실시하기 쉬워집니다. 프리하든강은 대부분의 소재에서 HRC는 40~45 정도입니다.
프리하든강의 규격
프리하든강의 규격은 JIS에서는 정의되어 있지 않고, 각 메이커가 판매하는 상품명에 따라 각각 정의되어 있습니다. 따라서, 같은 소재라도 각사에서 취급 명칭이 다르기 때문에 주의가 필요합니다.
프리하든강과 매우 비슷한 재료로 “프리하든재”가 있습니다. 프리하든재도 미리열처리가 되어 있는 소재입니다. 따라서 절삭 가공 후 열처리가 필요 없고 정밀한 절삭 가공 등에도 적합한 강재입니다. 그러나 프리하든재는 프리하든강과 달리 하이스재로 분류되어 공구나 이젝터 핀용 봉재로 취급되고 있습니다.
프리하든강의 재료가 되는 강재
프리하든강에는 주로 3종류의 강철이 사용됩니다. 탄소강(SC계)과 합금강(SCM계) 외에 스테인리스(SUS계)가 있습니다. 열처리가 되어 있기는 하지만, 기본적인 성질은 소재가 된 강철의 성질을 참고하면 좋을 것 입니다. 따라서 대략적인 경향으로 SC계 프리하든강보다는 SUS계 프리하든강이 더 단단해집니다. 강재의 종류에 대해서는 다음 항에서 자세히 설명하겠습니다.
프리하든강 용도
프리하든강은 경도를 가지면서도 절삭 가공하기 쉽다는 성질로 인해 주로 금형의 재료로 사용됩니다. 수지 사출 성형용 금형이나 고무 금형 외에 금속 다이캐스트나 프레스, 단조 금형에도 사용됩니다.
또, 이미 열처리가 끝난 소재이므로, 기계 가공 후에 열처리를 실시하면 왜곡이 나와 버리는 경우 등은 프리하든강을 이용하면 가공 후의 열처리를 줄일 수 있습니다. 따라서 정밀 기계의 재료로도 사용됩니다.
프리하든강의 장점과 단점
장점
- 딱딱하지만 기계 가공하기 쉽다
- 열처리, 열처리가 필요 없다
일반적으로 딱딱한 소재는 기계 가공이 곤란하지만, 프리하든강은 조질에 의해 미세한 결정을 가지고 있기 때문에, 절삭 등의 가공이 용이한 것이 장점입니다. 또한 미리 열처리가 되어 있는 소재이므로 가공 후 열처리도 필요 없습니다.
단점
- 경도에 한계가 있다
- 열처리에 적합하지 않다
프리하든강에는 딱딱한 소재는 판매되고 있지 않습니다. 또한 이미 열처리가 끝났기 때문에 추가로 열처리를 해도 경도 상승에는 한계가 있습니다. 또한 열처리에 적합하지 않은 제품도 있습니다. 가공이 끝난 프리하든강의 경도를 향상시키고 싶은 경우에는 질화 처리를 실시하는 경우가 있습니다.
프리하든강에 자주 사용되는 가공 및 표면 처리
프리하든강에 행해지는 가공 중 대표적인 것을 소개합니다.
절삭 가공
프리하든강은 절삭 가공에 적합한 소재입니다. 따라서 절삭 가공을 하여 금형이나 핀, 정밀 기계 부품 등에 사용됩니다.
질화
프리하든강은 열처리가 끝난 소재일 뿐만 아니라 일부 프리든강은 열처리를 해도 효과가 없습니다. 따라서 가공 후에 경도를 향상시키고 싶은 경우에는 질화를 실시하는 케이스가 있습니다.
프리하든 강의 종류
프리하든강은 원래 재료에 따라 SC계, SCM계, SUS계의 3종류로 나뉘는데 JIS에 의한 규격은 없고 여러 강재 메이커가 각각의 상품 명을 붙여 취급하고 있습니다.여기에서는 프리하든강 중에서도 특히 잘 알려진 상품 명을 소개합니다.
※ 제조사 사정에 따라 상품 명이 변경되거나 취급 상품이 변경될 수 있으므로, 정확한 최신 정보는 각 제조사의 카탈로그 등을 참조하십시오.
NAK55
NAK55는 대동 특수강이 판매하는 SCM 계열 프리하든강입니다. 경도는 37~43HRC로 절삭성이 뛰어나 SCM440보다 절삭이 용이하며 S53C와 동일하게 가공할 수 있습니다. 따라서 수지 사출 성형용 금형에 많이 사용됩니다. 용접성도 우수하며, 시보 가공이나 경면 가공과 같은 금형 가공에도 적합합니다. 한편 시효경화 특성을 가지기 때문에 담금질이나 되담금질은 할 수 없습니다.
NAK80
NAK80은 NAK55와 마찬가지로 대동 특수강이 판매하는 SCM 계열 프리하든강입니다. 경도는 37~43HRC로 NAK80의 특성은 기본적으로는 NAK55와 동일하지만 경면 가공성이 보다 향상되었습니다.
DH2F
DH2F도 대동특수강이 판매하는 프리하든강입니다. 경도는 37~41HRC로 수지 성형뿐만 아니라 다이 캐스트용 금형에도 사용됩니다.
STAVAX
STAVAX는 Udeholm(우데홀름)이 판매하고 있는 SUS 계열의 프리하든강입니다. 경도는 27-35HRC로 내식성, 내마모성이 높아 광학 부품이나 의료기기 부품 등을 제조하는 초정밀 금형에 사용됩니다. 경면 가공이나 시보 가공에도 적합합니다. 한편 프리하든강 중에서는 기계 가공이 어려운 소재이기도 합니다.
프리하든강의 기구적 물리적 성질
프리하든강은 JIS에 의한 규격이 없고, 기계적 성질이나 물리적 성질로 정해진 수치는 없습니다.열처리 전의 재료 수치가 참고는 되지만, 자세한 것은 각 재료 메이커의 카탈로그 등에서 확인해 주세요.
기계적 성질, 물리적 성질, 화학적 성질
기계적 성질이나 물리적, 화학적 성질에 대한 규정은 없습니다. 제조사 카탈로그나 밀 시트에서 확인해 주세요.
프리하든강의 표준 치수
JIS에 의한 규정은 없기 때문에, 각 메이커의 취급 사이즈를 확인해 주세요.
마무리하며
프리하든강은 SC재나 SCM재 외에 SUS재 등의 강재에 미리 열처리를 한 소재입니다. 수지나 고무의 성형, 프레스나 다이캐스트의 금형에 사용되는 경우가 많을 뿐만 아니라 가공 후 열처리가 필요 없기 때문에 정밀 기계 부품의 재료나 공수 삭감을 위해서도 사용됩니다. 기계적 성질이나 치수는 취급 메이커의 카탈로그 등에서 확인하도록 합시다.
※ NAK55(상당)이란 37~43HRC의 프리하든강의 상당품을 사용할 가능성이 있음을 말합니다.
