Ball Screw Assembles의 "재질"은 무엇이며 "열처리"는 어떻게 할까?
각각의 Ball Screw 제조 Maker들은 지난 수 십년에 걸쳐서 보다 내마모성이 좋고 비틀림에 강한 소재를 구현하기 위하여
노력해 왔습니다.
각각의 제조 회사마다 원소재와 열처리 방식이 다를 수 있습니다만, Nut의 경우에는 침탄 열처리를 통해서 전체적인
강도를 높이고, Screw의 경우에는 표면 열처리를 통해서 외부면 만을 강화하고 내부에는 고유의 인성이 남아있도록
한다는 면에서는 동일한 방식을 취하고 있습니다.
몇 년 전부터 UMBRA를 비롯한 몇몇 유럽 지역의 제조 회사들은 Screw의 열처리 방식을 고주파 열처리 방식에서
중주파 열처리 방식으로 변경한 소재를 사용하고 있습니다.
이 방식은 Screw 소재의 표면 깊숙이 침탄 열처리를 한 것과 같은 효과를 얻어낼 수 있으며, 통상적으로 '후 변형'에 취약한
고주파 열처리의 취약점을 획기적으로 개선하는 효과를 얻고 있습니다.
[중주파 열처리된 소재의 절단면] [ Screw 원소재 적재 모습 ]
원소재의 절단면을 보시면 아시겠지만, 표면에서 일정 부분까지의 원형으로 침탄 경화층과 같은 조직이 형성되어 있는 것을
보실 수 있습니다.
아직까지도 많은 제조 회사들은 나사산 부위의 1차 가공 후에 고주파 열처리를 해서 약 3~5mm 정도의 경화층을 얻는 방식
으로 열처리를 시행하고, 그 후에 궤도 부분을 연마 처리합니다만, UMBRA를 비롯한 일부의 업체들은 위에서 보시는 것처럼
원소재 상태에서 중주파 열처리를 통한 8~12mm정도의 경화층을 형성하고, 표면을 연마 처리하여 기본적인 크기와 진직도를
확보한 후에, 특수한 장비와 Tool을 이용하여 Ball이 순환할 궤도를 가공합니다.
그러므로 하중을 지지하게 되는 궤도의 측면은 물론 하부의 가장 깊은 곳까지 3~5mm정도의 경화층이 유지된 Screw Shaft를
제작할 수 있습니다.
아래쪽에 제시하는 표는 UMBRA에서 사용하는 각 부위의 원소재를 표기한 것입니다.
고객들께서 추후에 제품을 구매하시면 아래의 내역보다는 보다 상세한 원소재의 성분 성적서가 제출될 것입니다만, 고객들
께서는 아래의 표를 통해서 일반적인 재질 내역을 확인하실 수 있을 것입니다.
|
COMPONENT |
MATERIAL |
Hardness | |
|
SCREW |
STEEL (Surface-Hardened) |
C53 |
HRc 56~60 |
|
STEEL (Surface-Hardened)` |
42 CrMo4 |
HRc 58~62 | |
|
STAINLESS STEEL (Surface-Hardened) |
Cronidur 30 |
HRc 56~59 | |
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BALL NUT |
STEEL (Core-Hardened) |
100 Cr6 |
HRc 60~65 |
|
STEEL (Cemented) |
18 NiCrMo5 | ||
|
STAINLESS STEEL (Core-Hardened) |
Cronidur 30 |
HRc 56~59 | |
|
BALLS |
STEEL (Core-Hardened) |
100 Cr6 |
HRc 62~67 |
|
STAINLESS STEEL (Core-Hardened) |
AISI 440C |
HRc 56~59 | |
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* Ceramic |
Si3 N4 |
Vickers Hardness load 500g : 14 GPa | |
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RETURNS |
Brass |
P-CuZn40 PB2 |
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STEEL (Core-Hardened) |
C40 |
HRc 56~60 | |
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STAINLESS STEEL (Core-Hardened) |
15-5 PH |
HRc 56~59 | |
|
STAINLESS STEEL (Core-Hardened) |
AISI 416 | ||
* Ceramic Ball은 UMBRA에서 공급하는 HYBRID BALL SCREW System에서 사용하며, 이에 대한 상세한 내용은
본 Web-site와 Catalogue를 통해서 확인하시기 바랍니다.