스테인리스강 가공: 등급, 응용 분야 및 과제

“스테인리스강 가공은 적절한 가공 작업과 절삭 공구를 사용하여 원자재를 원하는 모양으로 제거하는 공정입니다.”

가구용 나사부터 자동차 및 의료 부품에 이르기까지 스테인리스강 부품은 우리 주변 곳곳에서 볼 수 있습니다. 이러한 제품들은 다양한 제조 방법을 사용하여 생산됩니다. 스테인레스 스틸 가공금속 가공, 주조 및 단조를 포함합니다. 기계 가공 작업은 적절한 절삭 공구를 사용하여 스테인리스강 공작물에서 원하는 형상이 형성될 때까지 재료를 제거합니다. 

절삭, 밀링, 선삭, 드릴링, 연삭 등 다양한 가공 공정이 부품 설계에 따라 스테인리스강에 적용됩니다. 본 글에서는 다양한 스테인리스강 가공 기술, 응용 분야 등에 대해 자세히 설명합니다.

스테인리스강 가공 개론

스테인리스강은 최소 10.2%의 크롬과 1.2%의 탄소를 함유한 고강도 및 내식성 합금입니다. 일반 기계 가공 장비와 첨단 CNC 기계 모두를 사용하여 가공할 수 있습니다. 스테인리스강의 가공 선반이나 일반 밀링 머신과 같은 기계를 수동으로 조작하는 방식은 일반적으로 시간이 많이 소요되고 숙련된 작업자가 필요합니다. 따라서 기존 기계는 정밀도에 민감하며, 달성할 수 있는 공차는 매우 제한적입니다. ±0.13~0.25mm 스테인리스 스틸로 제작되었습니다. 한편, 스테인리스강 CNC 가공은 컴퓨터 제어 공정을 활용하여 공구 이동을 자동화함으로써 수동 가공보다 빠르고 정밀한 가공이 가능합니다.

스테인리스강 공작물의 가공

다음은 CNC 가공 스테인리스강 부품 생산 단계입니다.

• 설계: 컴퓨터 설계 소프트웨어를 사용하여 상세한 형상, 치수 및 공차를 포함한 CAD 설계를 수행합니다.
• G/M 코드: CAM 소프트웨어는 CAD 설계를 G 코드 또는 M 코드로 변환하며, 이 정보는 CNC 가공에서 읽을 수 있습니다. 주로 최적의 가공 경로에서 공구의 움직임을 제어하는 ​​데 사용됩니다.
• 공구 및 공작물 설정: 적절한 절삭 공구가 스핀들에 고정되고 스테인리스강 공작물은 작업대 또는 척에 고정됩니다. 
• 가공 : 절삭 공구는 의도한 형상이 형성될 때까지 지정된 경로를 자동으로 따라갑니다.
• 후 처리 : 연마, 도금 또는 비드 블라스팅과 같은 표면 마감 처리는 표면의 매끄러움을 향상시키기 위해 적용됩니다. 

스테인리스강 가공 등급

스테인레스 강

거의 모든 스테인레스 스틸 등급 CNC 가공 공정에 적합하며, 일부는 쾌삭강입니다. 쾌삭강이란 303, 316, 403F, 430F와 같이 가공성이 뛰어난 개량형 스테인리스강을 의미합니다. 쾌삭강은 가공 과정에서 칩 분리제 및 윤활제 역할을 하는 황, 셀레늄 또는 기타 원소를 첨가하여 만들어집니다. 

• 303 스테인리스강(UNS S30300)
• 304 스테인리스강(UNS S30400)
• 316 스테인리스강(UNS S30400)
• 310S 스테인리스강(UNS S31008)
• 416 스테인리스강(UNS S41600)
• 420F 스테인리스강(UNS S42020)
• 430FSe 스테인리스강(UNS S43023)
• 17-4 PH 스테인리스강(UNS S17400)
• 304L 스테인리스 스틸(UNS S30403)
• 316L 스테인리스 스틸(UNS S31603)

또한, 304와 316은 가공 프로젝트에서 가장 인기 있는 두 가지 등급입니다. 304 스테인리스강과 316 스테인리스강 비교316 스테인리스강은 304 스테인리스강보다 니켈 함량이 2~3% 더 높아 염화물 환경에 대한 내식성이 크게 향상됩니다. 또한, 스테인리스강 부품의 내식성을 더욱 향상시키는 또 다른 방법이 있는데, 이를 스테인레스 스틸의 패시베이션이 물질은 스테인리스강 표면에 2Cr2O3 층을 형성하여 자유 철 이온을 중화시킵니다.

스테인리스강 가공 유형

레이저 컷 스테인레스 스틸 

또한, 일반적인 스테인리스강 가공 작업 유형으로는 레이저 절단, 밀링, 드릴링, 선삭 및 연삭이 있습니다.

스테인레스 스틸 레이저 절단 

파이버 레이저와 CO2 레이저 절단기 모두 스테인리스강을 절단할 수 있지만, 파이버 레이저가 속도와 정밀도 면에서 더 선호됩니다. 스테인리스강 레이저 절단은 절단 위치에 고강도 레이저 빔을 조사하여 금속을 녹이거나 기화시켜 깨끗하게 절단하는 방식입니다. 레이저 출력은 절단할 금속의 두께에 따라 달라집니다. 스테인레스 강판 금속.

스테인리스 스틸 CNC 밀링 

스테인리스강 CNC 밀링은 공작물을 테이블에 고정하고 회전하는 절삭 공구가 프로그램된 설계에 따라 형상을 가공하는 방식입니다. 이 다목적 장비는 적절한 공구를 사용하여 절삭, 프로파일링, 드릴링, 슬로팅, 윤곽 가공 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 스테인리스강 밀링의 일반적인 공차는 0.13mm이지만, 0.05mm까지 낮출 수 있습니다. 따라서 CNC 스테인리스강 밀링은 자동차 부품부터 식품 가공 장비에 이르기까지 다양한 산업 분야에 사용되는 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다.

스테인리스 스틸 CNC 터닝 

선삭 가공 방식은 스테인리스강 가공에서 절삭 공구 대신 강철 공작물을 회전시켜 재료를 제거하고 설계된 형상으로 성형하는 방식입니다. 축이나 부싱과 같은 축대칭 스테인리스강 부품 가공에 적합합니다. 이 가공 공정에는 CNC 선반이나 터링 머신이 사용됩니다.

스테인리스강 CNC 드릴링 

CNC 드릴링 머신은 탄화물 또는 다이아몬드 코팅 드릴 비트를 사용하여 스테인리스강 가공물에 깊은 구멍을 뚫습니다. 스테인리스강 드릴링 가공은 주로 다양한 직경의 원통형 구멍을 뚫는 작업입니다. 이 기술은 인쇄 회로 기판(PCB), 엔진 부품, 산업 부품 및 장비와 같이 정밀한 구멍이 필요한 부품을 제조하는 데 일반적으로 사용됩니다.

스테인리스강 CNC 연삭

CNC 가공된 스테인리스강 부품을 연마재 층이 있는 회전하는 연삭 휠에 넣어 연마하는 후처리 단계입니다. 이 공정을 통해 스테인리스강 표면에서 미세한 재료를 제거하고 표면 결함 및 불규칙성을 없애 매끄럽고 균일한 표면(최대 0.13μm)을 얻습니다. 스테인리스강 연삭에 일반적으로 사용되는 연마재는 산화알루미늄(Al2O3), 지르코니아 알루미나, 탄화규소(SiC)입니다.

한편, 스테인리스강 분쇄 시 입자 크기 분포는 다음과 같습니다.

• 거친 입자 (16 – 60): 초기에는 재료를 빠르게 제거하고 거칠게 분쇄합니다.
• 중간 입자 크기 (80 – 180): 표면을 양극 산화 처리 또는 도금과 같은 추가 마감 처리를 위해 준비하는 중간 연삭 공정입니다.
• 매우 고운 입자(800~3000): 이 고광택 마감 기술은 미세한 흠집을 제거하고 거울처럼 매끄러운 표면을 만들어냅니다.

스테인레스 스틸 벤딩 

스테인리스강 판재, 튜브 및 봉은 특정 모양이나 형태로 구부릴 수 있습니다. 제조 및 가공 과정에서, 스테인리스강 굽힘 이 소재는 다양한 부품 및 제품에 사용됩니다. 예를 들어 자동차 배기 시스템, 항공우주 구조 부품, 덕트 등이 있습니다. 

스테인리스강 벤딩 메커니즘은 일반적으로 프레스 브레이크와 다이 메커니즘을 이용합니다. 가공물을 필요한 벤딩 각도의 다이(U형과 V형이 일반적임)에 넣습니다. 그런 다음 프레스 브레이크가 가공물에 압력을 가하여 원하는 각도 또는 곡선을 따라 변형시킵니다. 벤딩 기술에는 프레스 브레이킹, 롤 벤딩, 로터리 드로 벤딩 등이 있으며, 각 기술은 특정 공구를 사용하여 정밀하고 반복 가능한 벤딩을 구현합니다.

다양한 산업 분야에서의 스테인리스강 가공 기술 적용 사례

스테인리스강 가공은 높은 강도, 내식성 및 내마모성이 요구되는 분야에 사용됩니다. 탄소강 또한 연성이 뛰어난 부품 및 제품에 적합합니다. 더욱이, 이 제조 방식은 신속한 프로토타입 제작부터 대규모 생산까지 생산량에 유연하게 적용할 수 있습니다.

응용 사례 스테인리스강 가공l 다음과 같습니다;

• 항공 우주 : 항공기 엔진 부품, 착륙 장치 부품, 패스너, 유압 시스템 부품, 터빈 블레이드, 열 차폐 장치, 연료 시스템 부품 등
• 자동차 : 배기 시스템 부품, 기어 샤프트, 엔진 밸브, 섀시 부품, 연료 분사기, 서스펜션 부품 등
• 의료 : 수술 기구, 임플란트, 주사 바늘, 심혈관 스텐트, 의료용 가구 등 
• 식품 가공: 저장 탱크, 컨베이어, 절단 및 슬라이싱 도구, 충전 및 포장 기계, 열교환기, 믹서 장비 등
• 석유 및 가스 : 고압 펌프 부품, 밸브 본체, 시추공 공구, 플랜지 및 커넥터, 시추 장비 부품 등
• 전자 제품 : 방열판, 케이스, PCB 지지대, 장착 브래킷 등
• 선박:  엔진 부품, 프로펠러 샤프트, 갑판 하드웨어, 선체 부속품, 조향 부품 등

스테인리스강 가공의 어려움

스테인리스강 가공은 여러 가지 이점이 있지만, 높은 경도, 열 축적에 따른 빠른 경화, 그리고 불량한 표면 조도는 가공 공정에서 주요한 어려움으로 작용합니다. 하지만 이러한 문제점들은 대책을 통해 해결할 수 있습니다.

표: 스테인리스강 가공 시의 어려움 

프로린테크에서 스테인리스 스틸 부품을 제조하세요

스테인리스강 CNC 가공은 재료 특성에 대한 이해와 적절한 가공 도구 선택을 필요로 합니다. 프로린텍(Boda)의 전문 엔지니어들은 고객과 긴밀히 협력하여 요구 사항을 정확히 파악하고 첨단 다축 CNC 장비를 활용해 정밀 가공을 수행합니다. 

또한, 자동차, 항공우주, 의료, 산업 공정 등 다양한 산업 분야와의 협력 경험을 바탕으로 고객 여러분의 시장 경쟁력 강화를 지원합니다. 당사의 광범위한 자재 공급망과 첨단 CNC 인프라는 서구 기업 대비 가공 비용을 크게 절감해 드립니다.

그러므로, 저희의 역량을 활용하기 위해 프로젝트에 필요한 사양을 포함한 엔지니어링 설계 도면을 보내주시기 바랍니다. 스테인레스 스틸 가공 서비스자세한 견적과 프로젝트 관련 추가 계획을 가지고 다시 연락드리겠습니다.

주요 요점

1. 스테인리스강은 고강도, 내식성 합금으로, 기존 및 첨단 CNC 장비로 가공이 가능합니다. 
2. 일반적인 기계 가공 유형으로는 밀링, 터닝, 드릴링, 그라인딩 및 레이저 절단이 있습니다.
3. 황과 셀레늄 같은 원소가 첨가됨에 따라 303, 316, 416, 430F와 같은 쾌삭강은 가공성을 향상시키기 위해 개량됩니다.
4. 이러한 응용 프로그램은 항공우주, 자동차, 의료, 식품 가공, 석유 및 가스, 전자, 해양 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
5. 스테인리스강 가공 시 발생할 수 있는 몇 가지 잠재적인 어려움으로는 가공성 저하, 과열, 긴 가공 시간, 그리고 완벽한 표면 마감 등이 있습니다. 

자주 묻는 질문

스테인리스강 가공 공정에는 어떤 것들이 있나요?

CNC 밀링, 선삭, 드릴링, 연삭 및 레이저 절단은 스테인리스강 가공품에 사용되는 표준 가공 방법입니다. 제조업체는 가공 부품의 요구되는 정밀도, 복잡성 및 용도에 따라 가공 공정을 선택합니다.

CNC 가공 강철 부품은 내구성이 좋은가요?

네, CNC 가공 강철 부품은 내구성이 매우 뛰어납니다. 주기적인 유지 보수를 통해 20년 이상 사용할 수 있는 경우가 많습니다.

스테인리스강을 가공하는 데 비용이 많이 드나요?

금형 제작 비용은 다른 연질 금속이나 플라스틱보다 더 비쌀 수 있지만, 내식성 및 강도와 같은 이점이 약간 더 높은 비용을 정당화합니다.

스테인리스강 가공에 적합한 CNC 절삭 공구는 무엇입니까?

스테인리스강 가공에 적합한 CNC 절삭 공구에는 고온 및 고압을 견딜 수 있는 초경 팁 공구, 고속강(HSS) 공구 및 세라믹 공구가 있습니다.

스테인리스강 가공 부품의 용도는 무엇입니까?

CNC 기계와 스테인리스강 부품은 항공우주, 자동차, 의료기기, 식품 및 음료 가공, 건설 분야에 사용됩니다.

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