의료기기나 우주항공 산업이 발달함에 따라 티타늄 및 티타늄 합금의 사용이 나날이 늘어나고 있다. 가공시 날에 칩이 달라붙는 용착 현상이 심하고 칩배출성이 안 좋으므로 난삭재로 분류되며 공구수명이 저하되며 공구의 잦은 파손을 일으킨다.(Fig 1)
Fig 1. 엔드밀의 인선에 용착현상
DHF는 자체 연구소를 보유하고 있으며 끊임없는 테스트를 통해 혁신적인 공구와 그에 맞는 최적의 코팅을 결합한 엔드밀을 개발하고 있으며 결과는 다음과 같다.
A : 엔드밀이 부적절한 형상일때 칩을 분절되기 어려우며 길고 뜯기는듯한 칩 형상을 보인다. (Fig 2)
B : 엔드밀이 적절한 형상일때는 칩이 판상으로 분절되며 훌륭한 공구수명과 절삭성을 보인다. (Fig 3)
Fig 2. 부적절한 칩형상 Fig 3. 적절한 칩형상
기존에 티타늄 가공시 절삭속도는 40~60m/min을 추천했다. DHF는 기존의 관념을 깨고, 가공에 혁신을 가져왔고 공구수명 또한 향상 시켰다. 기술지원센터의 테스트를 통해 티타늄 시리즈 엔드밀은 절삭속도 100~150m/min까지 향상시켰으며 가공깊이 또한 훌륭한 칩배출성을 바탕으로 직경의 0.8배까지 가능하다.
DHF 티타늄 엔드밀 제품별 소개
A. UTW
1. 특수 웨이브 디자인 : 절삭속도 120~150m/min까지 사용가능.
2. 깊은 가공깊이에서 고속, 고이송 가공가능 : 황삭가공에 추천.
3. 홈 가공 및 측면가공시 직경의 0.5~0.8배 깊이로 가공가능.
B. UTH / UTHR
1. UTH / UTHR은 황삭 및 정삭 작업에 모두 추천함.
2. 특수 하이헬릭스(50도) 디자인 : 절삭속도 130m/min까지 가능.
3. 홈 가공 및 측면가공시 직경의 0.5~0.8배 깊이로 가공가능.
4. 정삭가공시 훌륭한 표면조도 제공.
C. UTJ
1. UTJ는 황삭 및 정삭 작업에 모두 추천함.
2. 특수 홈과 인선 디자인은 훌륭한 칩배출성과 가공성을 보장.
3. UTJ는 주로 측면 절삭에 추천.
D. WWB
1. WWB는 황삭가공 전용 라핑엔드밀.
2. 홈 가공 및 측면가공시 직경의 0.5~0.8배 깊이로 가공가능.
티타늄 계열 소재를 가공할때 소재의 특성과 주의점을 완벽히 이해해야 한다. 그동안의 테스트 결과를 보면 다음과 같다.
티타늄 계열 소재의 밀도는 4.5g/cm3 미만으로 일반 철의 60%로 알루미늄이나 마그네슘 처럼 가볍다. 많은 국가들이 티타늄 및 티타늄 합금의 중요성을 깨닫고 그동안 개발하고 많은 분야에 적용하였다. 티타늄은 1950년대에 중요한 구조적 소재였다. 높은 강성과 침식과 열에 강한 성질로 다양한 분야에 적용되었다.
1954년에 미국에서 Ti-6Al-4V합금이 개발되었으며 내열성, 강성, 인성, 성형성, 내산화성등 모든면에서 우수한 성능을 보여 티타늄 합금의 75~85%를 차지하게 될정도로 널리 사용되게 되었다.
티타늄의 경도가 HB350보다 강할때 특히 가공이 어려우며 경도가 HB300보다 낮을때도 용착현상이 심해 가공이 어렵다.
티타늄 가공시 가장 큰 문제는 가공시 발생되는 열과 공구에 달라붙는 용착현상이다. 티타늄의 열전도도는 S45C와 비교할때 1/5~1/7로 매우 낮으며 이로인해 절삭시 열은 방출되지 않고 엔드밀에 열은 더욱 집중되며 절삭시 고열이 발생된다. 고온에서 티타늄은 화학적으로 공기중의 산소와 질소를 흡수하며 소성변형과 표면경화를 일으킨다. 따라서 적절한 절삭유 공급으로 열발생을 억제하는것 또한 중요하다.
상기와 같은 특성으로 티타늄 및 티타늄 합금 가공시 다음과 같은 점을 주의바란다.
A. 적절한 공구 선택
B. 높은 절삭유 압력
C. 적절한 가공조건(기술자료란에 UTH 테스트조건 참조)
D. CAM 프로그램 또한 중요함.
티타늄 가공시 열발생을 억제하기 위해 날카로운 인선과 하이헬릭스 형상의 엔드밀을 사용하고 코팅은 높은 내열성을 지닌 코팅 G10과 같은 코팅 적용 엔드밀을 추천합니다.
황삭가공용 : 부등분할 라핑엔드밀 WWB
중정삭가공용 : 하이헬릭스 엔드밀 UTH
