볼스크류의 "재질"은 무엇이며 "열처리"는 어떻게 할까?

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
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
	* Ceramic	Si3 N4	Vickers Hardness load 500g : 14 GPa
RETURNS	Brass	P-CuZn40 PB2
	STEEL (Core-Hardened)	C40	HRc 56~60
	STAINLESS STEEL (Core-Hardened)	15-5 PH	HRc 56~59
	STAINLESS STEEL (Core-Hardened)	AISI 416

출처 : http://www.bonny.co.kr/new/Ball.html#list3