기계 가공에서 사용되는 주요 재질 종류

기계 가공에서 사용되는 재질은 가공 목적, 환경, 비용 등 다양한 요소에 따라 선택됩니다. 각 재질은 고유한 특성과 장점을 가지고 있으며, 이러한 특성을 이해하는 것이 중요합니다.

기계 가공에서 사용되는 주요 재질 종류

1. 철강 (Steel)

철강은 기계 가공에서 가장 널리 사용되는 재질 중 하나입니다. 탄소 함량에 따라 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강으로 나뉩니다.

• 저탄소강 (Low Carbon Steel) : 연성이 높고 용접성이 뛰어나며, 건축 자재나 자동차 부품 등 다양한 분야에서 사용됩니다. SS400
• 중탄소강 (Medium Carbon Steel) : 더 강한 강도와 내마모성을 요구하는 부품에 사용되며, 기어, 샤프트, 스프링 등의 제조에 적합합니다. S45C
• 고탄소강 (High Carbon Steel ): 높은 경도와 강도를 가지며, 절삭 공구, 나이프, 드릴 비트 등에 사용됩니다. SK5

2. 알루미늄 (Aluminum)

알루미늄은 가볍고 부식에 강한 재질로, 기계 가공에서 자주 사용됩니다. 가볍지만 강도가 높아 항공, 자동차, 전자 기기 등 다양한 산업에서 활용됩니다.

• 6061 알루미늄: 우수한 기계적 성질과 용접성으로 인해 구조용 부품, 항공기 부품에 자주 사용됩니다. A6061
• 7075 알루미늄: 높은 강도와 내구성을 요구하는 상황에서 사용되며, 항공 우주 산업에서 주로 쓰입니다. A7075

3. 구리 (Copper)

구리는 전기 및 열전도성이 매우 뛰어나 전기 부품과 열교환기 등에 널리 사용됩니다. 또한, 가공성이 좋아 복잡한 형태의 부품을 쉽게 제작할 수 있습니다. C1100

• 전기 부품: 구리는 전기 전도성이 우수하여 전기 배선, 전기 모터, 변압기 등에 주로 사용됩니다.
• 열교환기: 높은 열전도성으로 인해 냉각 시스템이나 열교환기 제작에 적합합니다.

4. 황동 (Brass)

황동은 구리와 아연의 합금으로, 뛰어난 가공성, 내식성, 미관을 자랑합니다. 이 때문에 악기, 관, 조명 기구, 연결 부품 등에 많이 사용됩니다. C3604

• 배관 및 피팅: 황동은 물에 강해 배관 시스템의 피팅 및 밸브에 자주 사용됩니다.
• 장식용 부품: 황동은 미관이 뛰어나며, 조명 기구, 도어 하드웨어와 같은 장식용 부품에 적합합니다.

5. 스테인리스강 (Stainless Steel)

스테인리스강은 부식에 매우 강한 합금강으로, 높은 내구성과 미려한 외관을 제공합니다. 이는 주방 기구, 의료 기기, 화학 공정 장비 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

• 304 스테인리스강: 일반적으로 사용되는 스테인리스강으로, 부식에 강하고 연성이 높아 주방 기구와 의료 장비에 많이 사용됩니다. SUS304
• 316 스테인리스강: 해수, 화학 물질에 대한 내성이 뛰어나 해양 환경이나 화학 공정에서 사용됩니다.SUS316

6. 티타늄 (Titanium)

티타늄은 매우 가볍고 강도가 높으며, 내식성이 뛰어난 재질로, 항공 우주, 의료, 해양 산업에서 주로 사용됩니다. 티타늄은 열과 압력에 매우 강하며, 부식에 매우 강한 특성을 가집니다.

• 항공기 부품: 티타늄은 높은 강도 대 중량 비율로 인해 항공기 구조물 및 엔진 부품에 사용됩니다.
• 의료 기기: 티타늄은 생체 적합성이 뛰어나 인공 관절, 치과 임플란트 등 의료 기기 제작에 적합합니다.

7. 플라스틱 (Plastics)

플라스틱은 다양한 특성을 가진 합성 재질로, 경량, 내화학성, 절연성 등으로 인해 다양한 산업에서 사용됩니다. 대표적인 플라스틱 재질로는 ABS, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 등이 있습니다.

• ABS: 높은 충격 저항성과 우수한 가공성으로 인해 자동차 부품, 가전제품 케이스, 장난감 등에 사용됩니다.
• 폴리카보네이트: 내충격성과 투명성을 겸비해 보호 장비, 안전 헬멧, 전자 기기 케이스 등에 많이 쓰입니다.
• PTFE (테플론): 뛰어난 내열성 및 내화학성으로 인해 배관, 밸브, 고온 환경에서의 가공 부품에 사용됩니다.

8. 합금강 (Alloy Steel)

합금강은 철에 크롬, 니켈, 몰리브덴 등 다양한 합금 원소를 추가하여 특수한 기계적 성질을 향상시킨 재질입니다. 강도, 내마모성, 내식성 등이 강화되어 특정 용도에 적합하게 설계된 부품에 사용됩니다.

• 크롬-몰리브덴강: 높은 인장 강도와 피로 저항성이 필요한 부품에 사용되며, 항공기 부품, 고압 배관 등에 적용됩니다.
• 니켈 합금강: 높은 내열성을 가지고 있어 터빈 블레이드, 고온 환경의 기계 부품에 적합합니다.

기계 가공에서 재질 선택 시 고려사항

재질을 선택할 때는 몇 가지 주요 요소를 고려해야 합니다.

• 기계적 성질: 강도, 경도, 연성 등의 기계적 특성은 부품의 용도에 따라 매우 중요합니다.
• 가공성: 재질의 가공 난이도는 생산성에 영향을 미칩니다. 쉽게 가공할 수 있는 재질일수록 생산 비용이 낮아질 수 있습니다.
• 내구성 및 내식성: 부품이 사용될 환경에 따라 내구성이나 내식성이 요구될 수 있습니다.
• 비용: 재질의 가격은 프로젝트의 전체 비용에 큰 영향을 미칩니다. 예산에 맞는 재질 선택이 필요합니다.

기계 가공에서 사용되는 재질은 매우 다양하며, 각 재질은 고유한 특성과 장점을 가지고 있습니다. 기계 가공에 적합한 재질을 선택하는 것은 부품의 성능과 수명을 좌우하는 중요한 요소입니다.

기계 가공 도면에 사용되는 재질 표기 예시

1. 철강 (Steel)

• 구조용 강재 (Structural Steel)
  • SS400 (일반구조용 탄소강)
  • SM490 (용접구조용 압연강재)
  • S235JR (EN 규격의 구조용 강재)
• 기계구조용 탄소강 (Carbon Steel for Machine Structure)
  • S45C (중탄소강)
  • S50C (고탄소강)
• 합금강 (Alloy Steel)
  • SCM440 (크롬 몰리브덴강)
  • SNCM439 (니켈 크롬 몰리브덴강)
  • SKD11 (냉간 금형용 강재)
  • SUP9 (탄소 스프링강)
• 공구강 (Tool Steel)
  • SKD61 (고온용 금형강)
  • SKS3 (일반용 공구강)
  • SKH51 (고속도강)

2. 스테인리스강 (Stainless Steel)

• Austenitic Stainless Steel
  • SUS304 (가장 일반적인 스테인리스강)
  • SUS316 (해양 및 화학 산업용)
  • SUS316L (저탄소 스테인리스강)
• Martensitic Stainless Steel
  • SUS420J2 (강도 및 내식성을 필요로 하는 부품용)
  • SUS440C (고경도, 고강도 스테인리스강)
• Ferritic Stainless Steel
  • SUS430 (일반 가전제품용)

3. 알루미늄 및 알루미늄 합금 (Aluminum & Aluminum Alloys)

• Aluminum
  • A1050 (순수 알루미늄, 우수한 연성과 내식성)
  • A1100 (소량의 구리가 첨가된 알루미늄)
• 알루미늄 합금
  • A5052 (중간 강도, 우수한 내식성)
  • A6061 (고강도, 우수한 기계적 성질)
  • A7075 (항공 우주 분야에서 사용, 높은 강도)

4. 구리 및 구리 합금 (Copper & Copper Alloys)

• 순수 구리 (Pure Copper)
  • C1100 (전기 및 열전도성이 우수한 구리)
  • C1220 (가스 및 배관용 구리)
• 황동 (Brass)
  • C3604 (절삭 가공성이 뛰어난 황동)
  • C2680 (중황동, 강도가 높고 내마모성이 우수)
• 청동 (Bronze)
  • C5102 (인청동, 스프링 및 접점용)
  • C6191 (알루미늄 청동, 내식성이 뛰어 해양 구조물에 사용)

5. 티타늄 (Titanium)

• Commercially Pure Titanium
  • Grade 1 (고연성, 내식성 우수)
  • Grade 2 (일반적으로 사용되는 순수 티타늄)
• 티타늄 합금 (Titanium Alloys)
  • Ti-6Al-4V (항공 우주, 의료용으로 널리 사용)
  • Ti-6Al-7Nb (의료용 임플란트 소재)

6. 플라스틱 (Plastics)

• Thermoplastics
  • ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) (높은 충격 저항성)
  • PC (Polycarbonate) (투명성, 내충격성 우수)
  • PA66 (Nylon) (내마모성, 내열성)
  • POM (Polyoxymethylene) (기어, 베어링 등 마찰 부품용)
• Thermosetting Plastics
  • Epoxy (에폭시) (높은 강도 및 내열성)
  • Phenolic (페놀 수지) (전기 절연성 우수)

7. 주철 (Cast Iron)

• 회주철 (Gray Cast Iron)
  • FC200 (일반적인 회주철)
  • FC300 (강도가 높은 회주철)
• 구상흑연주철 (Ductile Cast Iron)
  • FCD400 (인성과 내마모성이 뛰어남)
  • FCD600 (고강도, 고인성)

8. 합금주철 (Alloy Cast Iron)

• Ni-Resist Cast Iron
  • Ni-Resist Type 1 (내열성 및 내식성이 우수한 주철)
  • Ni-Hard (고경도, 내마모성이 높은 주철)

재질 표기 예시 적용

• MATERIAL: S45C - 중탄소강 기계 부품
• MATERIAL: SUS304 - 내식성이 필요한 부품
• MATERIAL: A7075 - 항공기 구조물
• MATERIAL: C3604 - 황동 피팅 부품
• MATERIAL: Ti-6Al-4V - 티타늄 합금 의료 기기
• MATERIAL: PA66 - 내마모성 요구되는 부품
• MATERIAL: FC200 - 일반적인 기계 베이스
• MATERIAL: Ni-Hard - 내마모성 요구되는 주철 부품