정의와 명칭의 유래
SKH는 고속도강(High-Speed Steel, HSS)의 일본 공업 규격(JIS) 표기입니다. 이는 "Steel-Kougu(공구)-High-Speed"의 앞 글자를 따와 명명되었습니다. SKH는 일반 공구강보다 뛰어난 고온 경도와 내마모성을 자랑하며, 고속 절삭에도 성능을 유지하는 특성을 지니고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 "하이스강"이라는 이름으로 널리 알려져 있습니다.
주요 특성과 용도
SKH 강재는 주로 드릴, 엔드밀, 금형과 같은 절삭 도구 제작에 사용됩니다. 고온에서도 경도가 유지되고, 마모에 강하며, 충격에도 깨지지 않는 인성을 갖추고 있어, 황삭 절삭부터 정밀 가공까지 폭넓게 활용됩니다. 고속 절삭을 요구하는 CNC 선반 작업이나 고내열성을 요하는 공구 제작에 최적화된 재료입니다.
SKH의 종류와 기호 설명
텅스텐 계열 (SKH2~SKH10)
텅스텐 계열의 SKH 강재는 텅스텐(W) 함량이 높아 내마모성과 경도가 우수합니다. SKH2에서 SKH10까지의 기호는 텅스텐 함량과 성능 차이에 따라 분류됩니다. 이 계열은 주로 정밀 가공이 필요한 고속 절삭 공구에 사용됩니다.
몰리브덴 계열 (SKH51~SKH59)
몰리브덴 계열의 SKH 강재는 몰리브덴(Mo)이 첨가되어 강재의 인성을 강화한 것이 특징입니다. SKH51부터 SKH59까지 다양한 기호로 나뉘며, 고속 절삭 공구뿐만 아니라 드릴, 금형과 같은 인성을 요구하는 도구 제작에 적합합니다.
분말야금 공법 적용 재질
분말야금 공법은 금속 분말을 소결하여 강재를 제조하는 방식으로, 미세한 결정립과 균일한 조직을 제공합니다. 이 공법을 통해 제작된 SKH 강재는 일반 합금보다 내마모성과 인성이 뛰어나며, 고성능 절삭 공구 제작에 많이 활용됩니다.
SKH 강재의 화학 성분
주요 합금 원소와 그 역할
SKH 강재의 성능은 다양한 합금 원소에 의해 결정됩니다. 텅스텐(W)은 고온 경도를 높이고, 몰리브덴(Mo)은 강재의 인성과 내열성을 강화합니다. 크롬(Cr)은 내마모성을, 바나듐(V)은 탄화물을 형성해 내구성을 증가시킵니다. 코발트(Co)는 고온에서도 경도를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
SKH51, SKH55, SKH59의 성분 비교
SKH51은 텅스텐과 몰리브덴의 균형 잡힌 조성으로 일반적인 절삭 공구에 적합합니다. SKH55는 코발트가 첨가되어 내마모성과 경도가 더욱 뛰어나며, SKH59는 고속 절삭 공구에 최적화된 최고급 재질로, 다양한 산업용 공구 제작에 활용됩니다.
SKH 강재의 열처리와 물성
열처리 과정 (소둔, 담금질, 뜨임)
SKH 강재는 소둔(Annealing), 담금질(Quenching), 뜨임(Tempering)을 통해 최적의 물성을 얻습니다.
- 소둔은 내부 조직을 균일하게 만들어 기계 가공성을 높입니다.
- 담금질은 고온에서 급속 냉각하여 경도를 강화합니다.
- 뜨임은 담금질로 인한 잔류 응력을 제거하며, 인성을 개선합니다.
경도와 내마모성, 인성 특징
SKH 강재는 열처리 후 경도가 HRC 63~65에 달하며, 일반 강재보다 내마모성이 뛰어납니다. 인성 또한 우수하여 절삭 작업 중 파손 위험을 줄이고, 높은 신뢰성과 긴 수명을 제공합니다.
SKH의 장단점 및 비교
초경합금과의 차이점
초경합금은 SKH보다 경도가 높지만, 인성이 낮아 충격에 취약합니다. 반면, SKH는 경도는 약간 낮지만 뛰어난 인성과 열처리로 강화된 내마모성을 제공하여 황삭 작업에 적합합니다.
SKD, 텅스텐과의 강도 및 내열성 비교
SKD 강재는 내충격성이 강조된 강재로, SKH보다 경도는 낮지만 인성이 뛰어납니다. 텅스텐 자체는 경도와 내열성이 우수하지만, 합금 상태에서는 SKH의 기능성을 더 잘 발휘합니다.
SKH 강재의 활용 분야
절삭 공구 (드릴, 엔드밀 등)
SKH 강재는 고속 절삭 작업에 적합하여, 드릴, 엔드밀, 리머와 같은 정밀 공구 제작에 널리 사용됩니다.
금형 및 기타 산업용 공구
금형 제작에서도 SKH는 필수적인 소재입니다. 특히, 내마모성과 인성이 요구되는 펀치, 브로치 등 다양한 공구에 활용됩니다.
SKH 강재 구매 시 고려 사항
품질 인증 및 규격 확인
SKH 강재를 구매할 때는 JIS, DIN, ASTM 등 주요 규격 인증을 확인해야 합니다. 이를 통해 품질과 성능을 보장받을 수 있습니다.
주요 제조사 및 공급업체 정보
SKH 강재의 신뢰할 수 있는 제조사로는 ASSAB, Hitachi Metals 등이 있으며, 국내에서도 다양한 공급업체를 통해 구매할 수 있습니다.
SKH 강재의 미래와 기술 혁신
친환경 제조 기술
친환경 기술의 발전으로 SKH 강재 제조 과정에서 탄소 배출을 줄이고, 재활용 소재를 활용하는 시도가 이루어지고 있습니다.
분말야금 공법의 발전과 기대
분말야금 공법은 더욱 정밀한 제조와 고성능 강재의 생산을 가능하게 합니다. 앞으로 이 기술은 SKH 강재의 품질과 다양성을 크게 향상시킬 것입니다.
SKH(하이스강, 고속도강)는 산업 전반에서 필수적인 재료로, 다양한 강점과 미래 가능성을 가진 소재입니다. 앞으로도 SKH 강재는 공구 제작과 정밀 가공에서 없어서는 안 될 핵심 역할을 계속해 나갈 것입니다.
