ASAAB, 초고장력강 가공용 PM 공구강 공급

자동차 산업의 탄소중립 흐름 속에 초고장력강(Advanced High-Strength Steels, AHSS) 수요가 급증하는 가운데 스웨덴의 특수강 제조업체 ASSAB에서 초고장력강을 활용하는 완성차 및 자동차부품 업체들을 위해 ▲Vanadis 4 Extra ▲Vanadis 8 SuperClean ▲Vancron SuperClean 등 고성능 공구강 솔루션을 공급 중이다.

ASSAB는 고성능 공구강 공급을 위해 ‘분말 야금(PM)’ 및 ‘일렉트로 슬래그 재용해(ESR)’ 등 고급 합금 기술을 활용하여 제작한다. 특히, ‘분말 야금(PM)’은 공구강 제조의 정점으로 전통적인 야금과 달리 PM은 작고 고르게 분포된 카바이드를 만들어 우수한 내마모성, 인성, 균일한 강철 구조를 만들어낸다. 이에 따라 PM 공구강은 초고장력강 블랭킹 및 성형 등 극한의 성능을 요구하는 용도에 이상적인 솔루션이 된다.

주요 제품군을 살펴보면 최적화된 크로뮴, 몰리브덴, 바나듐 합금인 ‘Vanadis 4 Extra’는 고르게 분포된 카바이드로 미세구조를 만든다. 고르게 분산된 카바이드를 통해 초고장력강의 블랭킹 및 성형 작업을 지배하는 강력한 내마모성 메커니즘을 확보하고, 취성 파괴가 큰 피해를 일으킬 수 있는 ‘Vanadis 4 Extra’는 특히 고주기 부하 조건에서 연성의 강화, 치핑 또는 크래킹 위험의 큰 감소를 증명한다. 그리고 열처리 시 왜곡 최소화 및 작업 시 노화 효과의 최소화를 통해 고정밀 용도에서 중요한 요소인 공구 성능의 정밀성과 일관성을 확보한다.

생산의 관점에서 ‘Vanadis 4 Extra’는 고합금 공구강이 제공하지 못할 수도 있는 특성인 가공성과 연마성을 갖추고 있다. 이는 효율적인 공구 생산과 마감을 촉진하여 제조사가 과도한 가공 비용 없이 엄격한 허용오차를 유지할 수 있도록 한다.

‘Vanadis 4 Extra’는 ▲조기 고장을 방지하기 위해 내마모성과 연성의 균형을 맞춰야 하는 주기적 부하가 가해지는 공구 ▲성형 중에 높은 기계적 응력을 받고 소성 변형과 피로 균열에 저항해야 하는 공구 등의 제작에 주로 사용하며, 이러한 혹독한 환경에서 성능을 유지하는 능력을 통해 ‘Vanadis 4 Extra’는 기존 공구강들이 충분한 연성을 제공하지 못하는 분야에서 최적의 제품으로 자리잡았다.

둘째, 높은 바나듐 함량과 최적화된 구성을 갖춘 ‘Vanadis 8 SuperClean’의 구성은 미세하고 균일한 카바이드 분포를 갖춘 공구강을 만들어낸다. 이러한 초미세구조는 뛰어난 내마모성을 제공함으로써 생산 시간이 길고 마모 조건이 나타나는 혹독한 응용 분야에 특히 적합하다.

‘Vanadis 8 SuperClean’의 높은 미세 바나듐 카바이드 함량은 초고장력강과 같이 단단하고 마모성이 높은 재료 작업 시 중요한 연마 마모에 대한 저항력을 극대화한다. 미세 카바이드는 단단한 입자가 공구 표면 위를 긁을 때 발생하는 미세 절단에 저항하는 보호벽 역할을 한다.

또한 ‘Vanadis 8 SuperClean’으로 만들어진 공구는 훨씬 오래 날카로운 절단 모서리와 치수 정확성을 유지한다. 고속강의 굵고 거친 혼합 카바이드는 응력 집중을 유발하고 치핑과 균열을 일으키며, ‘Vanadis 8 SuperClean’은 고르게 분포된 카바이드로 이러한 위험을 최소화하는 동시에 매우 깨끗한 동질의 구조는 강철의 연성을 강화하여 치핑이나 크래킹 없이 더 높은 부하를 흡수하도록 한다. 작은 카바이드의 높은 경도는 모서리의 조기 마모에 대한 저항력을 개선함으로써 높은 하중에서 긴 공구 수명을 확보한다.

이러한 조합을 통해 ‘Vanadis 8 SuperClean’은 초고장력강의 블랭킹과 펀칭 등 극단적인 마모와 높은 응력이 가해지는 긴 공구 생산 시간을 견딜 수 있는 이상적인 공구강으로 완성된다. 그리고 ‘Vanadis 8 SuperClean’은 바나듐 카바이드의 경도와 안정성을 활용하여 공구의 수명을 연장할 뿐만 아니라 전반적인 제조 효율성을 개선하여 공구 유지보수 및 교체 필요성을 줄여준다.

마지막으로 ‘Vancron SuperClean’은 질소 합금 PM 공구강으로써 특유의 질소 합금 구성과 분말야금(PM) 기술을 결합하여 고성능 공구강 중에서 차별화된 제품으로 자리매김했다. 이 제품의 초미세구조는 내마모성과 갤링 저항성의 균형을 이룸으로써 Vancron SuperClean 을 갤링과 같은 연마 마모가 문제가 되는 성형과 블랭킹 작업에 특히 효율적으로 만들어준다.

질소 합금 공정은 스틸 매트릭스 내에서 자연적인 저마찰 표면을 제공하는 고질소 카보나이트라이드를 형성한다. 시간이 지나면 마모되거나 갈라질 수 있는 외부 코팅과 달리 이 특성은 재료 자체에 내재된 특성이다. 매끄러운 저마찰 표면은 특히 코팅된 AHSS(예: 아연용융 또는 알루미늄 처리 강철)의 작업 시 금속 대 금속 응착을 최소화함으로써 높은 접촉 압력과 슬라이딩 상태에서 갤링 위험을 줄인다. 미세 분포된 바나듐 카보나이트라이드는 갤링 저항성에 더하여 뛰어난 연마 마모 저항성을 제공하며, 이를 통해 공구는 마모가 심한 환경에서도 오랜 생산 시간 동안 모서리의 완전성과 성능을 유지한다.

‘Vancron SuperClean’은 ▲아연용융(GI/GA) 또는 알루미늄 처리 강판 등 코팅된 AHSS 의 성형 공구 ▲낮은 마찰과 높은 모서리 내마모성을 요구하는 블랭킹 및 펀창 공구 ▲높은 슬라이딩 압력과 표면 접촉이 발생하는 복합 스탬핑 및 성형 작업 등 장기적 공구 성능이 필수인 용도에 적합하다.

또한 ‘Vancron SuperClean’은 추가 코팅의 필요성을 제거함으로써 일관적인 성능을 제공하면서 공구 유지보수를 간소화한다. 자체 윤활 특성은 작업 재료가 공구에 밀착되어 조기 공구 고장 위험과 교체 필요성을 없애주는 고유 특성을 제공한다.