[쉽게 배우는 철강용어]고속도강(High-speed steel)

송고 2013.11.16 11:55 | 수정 2013.11.17 12:09
이혜미 기자 (ashley@ebn.co.kr)

철강업종을 영위하는 사람들에게는 상식적이며 이미 익숙한 용어들을 일반인들은 의외로 잘 모르는 경우가 많다. EBN은 매주 생활 속에서 접하지만 헷갈리는 철강용어와 개념들을 누구나 알기 쉽게 정리한다.<편집자주>

고속도강으로 제작된 절삭공구.

철강제품이 스스로 속도를 가질 수 있는 것도 아닌데 ‘고속도강(High-speed steel)’이라는 이름이 특이하다.

고속도강은 금속재료를 빠른 속도로 절삭하는 공구를 만드는데 사용되는 공구강의 일종을 말한다. 영문명을 줄여 ‘하이스’라고도 불린다.

표준조성은 텅스텐 18%, 크로뮴 4%, 바나듐 1%이며 1858년 영국인 R.머셋이 처음 만든 것으로 알려졌다. 이후 1900년 미국인 T.화이트가 크로뮴을 넣어 만든 것이 현재까지 사용된다.

이전에 금속재료를 절삭하는 공구에 사용됐던 소재는 담금질을 해서 강도를 높인 것이었으나 고속으로 절삭시 생기는 열 때문에 공구가 함께 가열되면서 연화되는 문제가 있었다.

따라서 빠른 속도로 절삭해도 이런 현상이 생기지 않도록 새로운 공구재료가 요구됐고 500∼600℃에서도 무뎌지지 않는 고속도강을 개발했다.

일반적으로 고속도강은 텅스텐, 크로뮴, 바나듐을 베이스로 하고 있으나 코발트, 몰리브덴이 포함될 수 있다.

고속도강은 열간 압연 후 대강의 모양으로 단조된 다음 기계 가공돼 열처리와 마무리 연삭을 통해 완성된다. 열처리 공정을 통해 합금 원소들의 탄화물이 형성되고 이것이 재료 전체에 걸쳐서 매우 단단한 입자로 퍼져있는 구조다.

20등급이 넘는 고속도강 재료들이 일반적으로 사용되고 있으며 드릴, 밀링커터 등과 같은 일체형의 공구에 많이 쓰인다.

고속도강은 상대적으로 가격이 저렴하고 강하지만 한정된 고온경도를 가지고 있어서 550℃ 이하의 온도에서만 절삭용으로 사용될 수 있다.

최근에는 티타늄 질화물(titanium nitride, TiN)을 얇게 코팅한 제품도 나오고 있으며 모재인 고속도강 재료는 상대적으로 연성이고 높은 내충격성을 갖고 코팅층은 매우 높은 내마모성과 낮은 마찰을 나타낸다.

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