공구강

공구강 (工具鋼)은 높은 경도, 내마모성, 인성, 그리고 고온 경도를 갖도록 설계된 탄소강 또는 합금강의 일종이다. 주로 금속, 목재, 플라스틱 등의 재료를 절삭, 성형, 압축, 인발하는 데 사용되는 공구를 만드는 데 사용된다. 공구강은 다양한 종류가 있으며, 각각 특정 용도에 최적화된 화학 조성 및 열처리 공정을 거친다.

분류

공구강은 일반적으로 다음과 같은 방법으로 분류된다.

• 탄소 함량: 탄소 함량이 높을수록 경도와 내마모성이 증가하지만, 인성이 감소한다.
• 합금 원소: 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐 등의 합금 원소를 첨가하여 특정 특성(예: 고온 경도, 내마모성, 인성)을 향상시킨다.
• 열처리 방법: 담금질, 뜨임 등의 열처리 공정을 통해 원하는 기계적 특성을 얻는다.

공구강의 일반적인 분류는 다음과 같다.

• 고속도강 (High-Speed Steel, HSS): 고온 경도가 뛰어나 고속 절삭 작업에 적합하다. 텅스텐, 몰리브덴, 크롬, 바나듐 등을 다량 함유한다.
• 냉간 가공 공구강 (Cold-Work Tool Steel): 상온 또는 낮은 온도에서 사용되는 공구 제작에 사용된다. 높은 경도와 내마모성이 요구되는 작업에 적합하다.
• 열간 가공 공구강 (Hot-Work Tool Steel): 고온에서 사용되는 공구 제작에 사용된다. 높은 고온 경도와 열피로 저항성이 요구된다.
• 충격 공구강 (Shock-Resisting Tool Steel): 충격 하중을 받는 공구 제작에 사용된다. 높은 인성과 내충격성이 요구된다.
• 특수 용도 공구강 (Special Purpose Tool Steel): 특정 용도에 최적화된 특성을 갖는 공구강이다. 플라스틱 성형용 강, 다이스강 등이 있다.
• 수경성 공구강 (Water-Hardening Tool Steel): 물 속에서 급랭하여 경화시키는 탄소강이다. 비교적 저렴하지만, 열처리 과정에서 변형이 발생하기 쉽다.

특성

공구강은 다음과 같은 특성을 갖는다.

• 높은 경도: 다른 재료를 절삭하거나 성형할 수 있는 능력
• 높은 내마모성: 마모에 대한 저항성, 공구의 수명 연장
• 높은 인성: 파괴에 대한 저항성, 충격 하중을 견딜 수 있는 능력
• 높은 고온 경도: 고온에서도 경도를 유지하는 능력, 고속 절삭 작업에 필수적
• 열처리성: 열처리 공정을 통해 원하는 기계적 특성을 얻을 수 있는 능력

응용 분야

공구강은 다양한 분야에서 사용된다.

• 절삭 공구: 드릴, 밀링 커터, 탭, 다이스 등
• 성형 공구: 금형, 다이, 펀치 등
• 압축 공구: 압축 다이, 압축 롤 등
• 인발 공구: 인발 다이 등
• 기타: 측정 공구, 목공 공구 등