항공우주 툴링에 CBN 솔루션을 제공한 스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈

소개

뛰어난 열 안정성과 화학적 불활성으로 잘 알려진 초경질 소재인 입방정 질화 붕소(cBN)의 사용 성공 사례를 공유하게 되어 기쁘게 생각합니다. 한 유명 항공우주 제조업체는 SAM의 cBN 솔루션을 통해 경화 철 합금의 고정밀 가공에서 심각한 공구 마모 문제를 해결할 수 있었습니다.

SAM의 수석 세라믹 엔지니어인 Lisa Ross는 다음과 같이 말합니다:

"입방정 질화 붕 소는 엔지니어에게 말 그대로, 그리고 비유적으로 다이아몬드가 부족한 부분을 채워줍니다. 이것이 바로 SAM이 제공하는 고성능의 애플리케이션별 솔루션입니다."라고 말합니다.

입방정 질화붕소 사례 연구

--도전 과제: 항공 우주 가공의 공구 마모

한 주요 항공우주 부품 생산업체는 심각한 문제를 해결하기 위해 SAM을 도입했습니다. 제트 엔진 부품용 경화강 및 니켈 기반 초합금을 정밀 가공하는 생산 라인에서 심각한 공구 성능 저하가 발생하고 있었습니다. 코팅된 카바이드 공구조차도 견디지 못하고 다이아몬드 공구는 철 금속과 화학적으로 반응하고 있었습니다.

주요 문제점은 다음과 같았습니다:

• 잦은 공구 교체로 인한 생산 차질
• 모서리 마모 및 부품 공차 손실
• 고속 절삭 중 과도한 열 발생
• 짧은 공구 수명으로 인한 비용 증가

고객은 고온 저항성, 내화학성, 극한의 가공 조건에서도 날카로움을 유지할 수 있는 제품을 필요로 했습니다.

--SAM의 솔루션: 입방정 질화 붕소 인서트 및 분말

응용 분야를 면밀히 검토한스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈는 다양한 질화붕소(cBN) 제품을 추천했습니다. 소결 절삭 공구 제조를 위해 특별히 설계된 고순도 cBN 분말과 철 합금 가공을 위해 특별히 설계된 사전 제작된 cBN 절삭 인서트를 제공합니다.

입방정 질화 붕소 (cBN)를 사용하는 이유는 무엇인가요? 첫째, cBN은 다이아몬드 다음으로 경도가 높기 때문에 내마모성이 매우 우수합니다. 또한, 공기 중 최대 1350°C의 온도에서 지속적으로 작동하는 뛰어난 열 안정성을 자랑합니다. 화학적으로 불활성이기 때문에 철이나 강철에 반응하지 않으며, 가공 중 바람직하지 않은 반응에 저항합니다. 마지막으로, cBN은 특히 건식 또는 고속 절삭 조건에서 모서리 유지력이 우수하여 공구 수명이 길어지고 성능이 안정적입니다. 이러한 장점으로 인해 cBN은 극한의 산업 응용 분야에서 선택되는 소재입니다.

SAM은 또한 툴링 선택, 절삭 조건 및 CNC 운영 통합에 대한 기술 자문을 제공했습니다. 목표는 대량 생산에서 치수 정밀도와 반복성을 희생하지 않으면서 공구 수명을 최적화하는 것이었습니다.

--구현 및 결과

이 항공우주 고객은 터빈 블레이드 및 구조용 강철 브래킷 마감 애플리케이션에 SAM의 cBN 공구를 통합했습니다. 성능 결과는 명확하고 측정 가능한 이점을 보여주었습니다:

• 공구 수명 4.5배 연장, 공구 교환 빈도 및 가동 중단 시간 감소
• 절삭 속도 증가로 인한 가공 사이클 시간 18% 단축
• 항공우주 품질 표준을 충족하는 표면 조도 및 치수 공차 개선
• 6개월간의 테스트 기간 동안 전체 툴링 비용 32% 절감

이러한 이점으로 인해 회사의 고합금 가공 라인에 cBN 툴링을 전사적으로 도입하게 되었습니다. 향상된 성능 덕분에 엔지니어들은 낭비와 재작업을 줄이면서 더 짧은 납기 일정을 맞출 수 있었습니다.

입방정 질화 붕소란 무엇인가요?

입방정질화 붕소(cBN) 는 다이아몬드와 유사한 정육면체 결정 구조를 가진 초경질 합성 소재입니다. 극한의 경도와 내열성이 요구되는 고정밀 가공에 널리 사용되며, 다이아몬드와 같은 철 금속과 화학 반응을 일으키지 않으므로 경화강, 주철 및 초합금 가공에 이상적입니다.

다음은 cBN의 주요 특징입니다:

SAM의 cBN 제품은 항공우주, 자동차 및 첨단 제조 애플리케이션의 요구 사항을 충족하도록 설계되었으며 분말, 소결 인서트 또는 복합 형태로 제공됩니다.

더 읽어보기: 입방정 질화 붕소를 초경질 소재라고 부르는 이유는 무엇인가요?

입방정 질화 붕소의 응용 분야

입방정 질화 붕소(cBN)는 광범위한 용도로 사용됩니다.

• 높은 내마모성과 경도로 인해 공구강, 경화강 및 고강도 합금 가공에 광범위하게 사용됩니다.
• 또한 cBN은 정확성과 내구성이 가장 중요한 항공우주 및 자동차 부품의 정밀 연삭 공구에 사용됩니다.
• 또한 금형 및 성형 공구의 내마모성 코팅으로 사용되어 공구 수명을 연장하는 데에도 사용됩니다.
• 또한 cBN은 고속 절삭 애플리케이션을 위해 설계된 내열 부품에도 사용됩니다.
• 탁월한 내구성과 뛰어난 열 안정성으로 인해 일반적으로 다이아몬드 및 카바이드 공구가 더 이상 실용적이지 않을 때 선호되는 소재가 바로 cBN입니다.

결론

입방정 질화붕소(cBN) 는 높은 경도와 열적 및 화학적 안정성의 독특한 조합을 가지고 있기 때문에 절삭 공구 재료로서 매우 높은 가치를 지니고 있습니다. 스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈(Stanford Advanced Materials, SAM) 는 엔지니어링 세라믹 및 경질 소재를 공급하는 글로벌 선도 기업입니다. SAM의 cBN 제품에 대해 자세히 알아보거나 맞춤형 견적을 받으려면 홈페이지를 방문하세요.