순철 가공이란? 종류와 가공 용도에 관해서도 자세하게 해설

순철 가공이란? 종류와 가공 용도에 관해서도 자세하게 해설

 

순철은 교류 자기장을 발생 시키는데 적합한 자성 재료이며, 

무선 통신이 필수적인 재료로서, 현재 매우 중요한 재료 중 하나입니다.

또한 순철 가공에는 고도의 기술이 필요합니다. 

따라서 자성 재료의 가공 및 자성 부품의 제조를 하청 받고있는 메이커도 적기 때문에 

순철의 가공법에 대해 모르는 분들도 계실 겁니다.

그래서 이번 기사에서는 순철의 내용과 순철 가공의 종류 · 용도에 대해 설명하고 있습니다. 

순철 가공이 어려운 이유와 가공에 있어서 대책과 주의 사항에 대해 설명하고 있으므로, 꼭 참고하십시오.

 

순철(純鉄)이란?

순철은 순도가 99.90 ~ 99.95% 정도 탄소 함유량이 0.02% 정도의 불순물이 적은 철입니다.

일반적으로 탄소 함유량이 0.02% 이상의 철에 대해서는 철강,

순도 99.999 % 이상의 고순도의 철 내용은 고순도 철이라고합니다.

그러나 JIS 규격에 있어서는 철강과 순철 고순도 철을 분리하는 순도 및 불순물 농도의 명확한 구분은 없습니다.

순철은 투자율과 잔류 자속 밀도가 크고 보자력이 작은 특성을 가지고 있습니다. 

즉 순철은 자화되기 쉽고 강한 자력을 띤 가능한 데다 자성을 쉽게 전환 할 수있는 재료입니다. 

이러한 재료는 연 자성 재료라고하며 전자 제품이나 산업 기기, 통신 기기 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다.

또한 기계적 성질로 냉간에서도 전연성이 높고 부드럽기 때문에 냉간 단조 가공성이 우수합니다.

하지만, 프레스 가공하면 보자력이 약화가 문제가 되어자성 재료로 사용하기 위해서는 절삭 가공이 더 적합합니다.

그러나 연성이 크므로 절삭 가공에 고도의 기술을 필요로합니다.

순철의 종류로는 아암코 철, 전해 철, 해면 철(환원철), 카보닐 철 등이 취급됩니다.

 

1. 아암코 철
아암코 철은 미국의 철강 업체 인 아암코 사가 개발한 산업용 순철입니다.

주로 전자석의 철심에 이용되고 있습니다.

2. 전해 철
전해 철은 철을 포함하는 수용액을 전기 분해하여 정제한 순철입니다. 

고순도의 순철을 얻기 쉽고, 99.95% (3N 제품) 99.99 % (4N 품) 99.999 % (5N 제품)의

제품도 판매 되고 있습니다. 항공기와 자동차의 부재, 전자 부재 나 고기능 자석 등에 사용되고 있습니다.

3. 해면 철 (환원철)
해면 철은 산화 철광석을 환원하여 얻어지는 다공성 순철입니다.

이 깔린 것이 환원 철분에서 특수 합금강의 원료 및 분말 야금용 철분로 이용되고 있습니다.

4. 카보닐 철
카보닐 철은 해면 철 등을 일산화탄소와 반응시켜 철 카보닐가스를 재생하여

철과 일산화탄소를 분해하여 얻을 수있는 순철입니다.

압분 철심 (철분을 압축 성형하여 철심으로 한 것)이나 소결 자석 원료 등에 널리 이용되고 있습니다.

 

 

순철 가공 용도

순철은 철분을 소결 · 압축 성형하여 사용하는 경우와 

판이나 막대기 등을 위조 · 선반 · 밀링하여 사용하는 경우가 있습니다.

철 가루를 성형하는 경우에는 주로 자심과 자석 등에 이용되고 있습니다. 

기타 합금강의 원료 및 분말 야금 용으로 다른 금속과 혼합하여 

성형한 것이 고밀도 · 고강도 부품으로 금형 및 자동차 부품 등에 사용되고 있습니다.

한편, 단조 선반 절삭 가공을 할 경우에는 순철은 연 자성 재료로 사용되는 경우가 많습니다. 

자동차 엔진의 연료 분사 솔레노이드 밸브, 솔레노이드 코어, 토크 센서 코어, 각종 센서 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다.

 

순철 가공의 종류

순철 자체를 가공하는 경우 주로 단조 · 선반 · 밀링을 사용합니다. 

그 어떤 가공법에 대해서도 순철은 자성 재료로 사용됩니다.


단조 가공

단조 가공은 프레스 등으로 가공물을 압축 또는 연장으로 성형하는 가공 방법입니다. 

순철은 상온에서도 전연성이 뛰어 나기 때문에 냉간 단조 가공에 적합합니다.

이 방법으로 가공되는 순철은 릴레이와 전자석, 자석 클러치, 브레이크, 모터 등의 자성 부품을 사용합니다. 

그러나 단조 가공에서는 순철의 보자력이 강해져, 

자성 재료로서의 성질이 약해져 버린다는 단점이 있습니다.

 

 

선반 가공

선반 가공은 회전 가공물에 공구를 맞추고 깎는 가공하는 방법입니다.

순철은 NC 선반 등으로 가공 할 수도 있지만, 난삭재이기 때문에 고급 절삭 기술을 필요로 합니다.

 

따라서 단조 가공을 하고 완성품에 가까운 형상으로 성형 한 후

선반 가공에서 형상을 갖추는 방법도 있습니다.

용도는 단조 가공에 의한 순철과 비슷하지만 

더 강한 자기 특성과 높은 정밀성을 요하는 제품에 사용됩니다.

 

 

절삭 가공

절삭 가공은 가공물에 회전 공구를 맞추고 깎아하여 가공하는 방법입니다. 

선반 가공뿐만 아니라 고급 절삭 기술이 필요합니다.

그 외, 용도도 선반 가공과 같습니다. 

또한, 머시닝 센터 등의 시설에 따라 다르지만, 선반 가공보다 미세한 가공이 가능합니다.

 

 

 

 

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[ 이 기사는 일본 기사를 번역한 것입니다. ]

 

출처 - mitsu-ri.net/articles/materials0008

 

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