쾌삭강

계열 개요

쾌삭강은 절삭 가공을 쉽게 하려고 황(S)이나 납(Pb) 등을 일부러 더한 강입니다. 이 원소들은 절삭할 때 칩을 짧게 끊고 공구와 칩 사이의 마찰을 줄여, 공구 수명과 가공면 상태, 칩 처리에 도움이 됩니다. 칩이 길게 이어지면 공구에 감겨 가공이 멈추기 쉬워서, 자동선반처럼 같은 형상을 연속해서 깎는 가공에 주로 쓰입니다.

이 계열에는 JIS G 4804의 SUM 계열(SUM22·SUM23·SUM24L·SUM43), SAE 표기의 1215·12L14·1144, EN 10087의 11SMn30·11SMnPb30이 들어 있습니다. 규격 체계가 달라서 비슷한 성격의 강종이라도 성분 범위와 규정 항목이 같다고 볼 수 없으므로, 강종 사이의 대응은 참고로만 봅니다. 표기에서 납 첨가 여부도 알 수 있습니다. SUM24L·12L14의 L과 11SMnPb30의 Pb는 납을 더했다는 표시이고, 이런 표시가 없는 강종은 황을 중심으로(일부는 인을 함께 높여) 피삭성을 얻습니다.

함연 강종과 무연 강종은 장단이 달라서 어느 한쪽이 항상 낫다고 할 수 없습니다. 납을 더한 강종은 칩 처리와 공구 수명에 이점이 있다고 알려져 있지만, 용접과 열간 가공에서는 주의가 필요합니다. 또 납을 포함한 유해물질의 사용을 제한하는 규정이나 고객사 환경 기준이 적용되는 부품에는 쓸 수 없는 경우가 있습니다. 무연 강종은 그런 부품의 선택지가 되지만, 칩 형태·공구 수명·절삭 조건이 달라질 수 있어 시가공으로 확인하는 경우가 많습니다.

피삭성을 얻는 대신 다른 성질이 일부 낮아집니다. 황화망간(MnS) 개재물은 압연·인발 방향을 따라 길게 뻗어 있어, 이 방향과 직각인 방향의 연성·인성과 피로 특성을 낮추는 경향이 있고, 황과 인은 용접성을 떨어뜨립니다. 그래서 가공량이 많은 정밀 소형 부품에 쓰이며, 용접하거나 충격·반복 하중이 큰 부품은 일반 탄소강·합금강과 비교해 선택합니다.

주요 원소의 역할

• 황(S): 망간과 결합해 황화망간(MnS) 개재물을 만듭니다. MnS는 절삭할 때 칩이 끊어지는 기점이 되고, 공구 날끝에 소재가 엉겨 붙는 구성인선과 마찰을 줄입니다. 황이 많을수록 피삭성은 대체로 좋아지지만, 연성·충격 인성, 용접성, 냉간 성형성은 낮아지는 경향이 있습니다.
• 망간(Mn): 황과 먼저 결합해 MnS를 만듭니다. 망간이 모자라면 황이 철과 결합한 황화철(FeS)이 결정립계에 모여, 열간 가공 때 균열이 생기는 적열취성의 원인이 됩니다. 그래서 황을 더한 강은 황에 맞춰 망간도 함께 확보합니다. 망간은 기지 조직의 강도와 담금질성도 높입니다.
• 납(Pb): 철에 거의 녹지 않아 미세한 입자로 흩어져 있고, MnS에 붙어 있는 경우가 많습니다. 절삭열로 연해지거나 녹아 공구와 칩 사이에서 윤활제처럼 작용하며, 절삭 저항과 마찰을 줄입니다. 고온에서는 납이 녹아 열간 가공이나 용접 때 균열의 원인이 될 수 있습니다.
• 인(P): 페라이트를 단단하게 하고 취성을 높여, 칩이 잘 끊기고 가공면이 매끈해지도록 돕습니다. SAE의 12xx 계열(1215·12L14)처럼 황과 함께 인을 높인 강종에 쓰이며, 인이 많으면 연성·인성과 용접성이 낮아집니다.
• 탄소(C): 기지 조직의 강도와 열처리 반응을 정합니다. 저탄소 강종(SUM22·SUM23·SUM24L·1215·12L14·11SMn30·11SMnPb30)은 강도보다 피삭성에 중점을 두며 담금질로 깊이 경화되지 않습니다. 중탄소 강종(SUM43·1144)은 탄소와 망간을 높여 강도와 담금질성을 확보하는 대신, 저탄소 강종보다 피삭성이 낮은 편입니다.
• 그 밖의 원소: 납 대신 비스무트(Bi)를 더하거나 비스무트에 텔루륨(Te)·셀레늄(Se)을 함께 쓰는 쾌삭강도 알려져 있습니다. 어떤 원소를 얼마나 쓰는지는 강종마다 달라 적용 규격으로 확인합니다.

열처리·공급 상태

• 공급 상태: 열간 압연, 냉간 인발, 필링·연삭 등 표면 마무리 상태로 나뉩니다. 냉간 인발 상태는 가공 경화로 강도가 높아지고, 열간 압연 상태보다 치수 편차가 작고 표면이 매끈한 편입니다. 같은 강종이어도 공급 상태에 따라 절삭 조건과 공구 수명이 달라질 수 있습니다.
• 저탄소 강종: 담금질로 깊이 경화되지 않아 압연·인발 상태 그대로 쓰는 경우가 많습니다. 표면만 단단하게 해야 하는 부품에는 침탄, 침탄질화, 연질화 같은 표면 경화를 적용하기도 하며, 열처리 조건은 강종별 규격으로 확인합니다.
• 중탄소 강종(SUM43·1144): 담금질·뜨임이나 고주파 표면 경화로 강도와 경도를 높일 수 있고, 냉간 인발 후 응력을 제거한 상태로 열처리 없이 쓰기도 합니다. 황화물이 응력 집중부가 되어 같은 탄소량의 일반 강보다 인성과 피로 특성이 낮을 수 있습니다.
• 납을 더한 강종(SUM24L·12L14·11SMnPb30): 납이 고온에서 녹기 때문에 열간 가공이나 용접에서는 균열이 생길 수 있어, 조건을 따로 정합니다.

강종 목록

성분 범위

성분 범위는 적용 규격으로 확인합니다.

대표 용도

• 저탄소 쾌삭강(SUM22·SUM23·1215·11SMn30 등): 자동선반으로 대량 가공하는 소형 나사, 볼트·너트, 핀, 부시, 스페이서처럼 강도보다 가공성이 중요한 체결·연결 부품에 쓰입니다.
• 납을 더한 강종(SUM24L·12L14·11SMnPb30): 가공면 상태와 공구 수명이 중요한 정밀 소형 부품, 유압·공압 계통의 피팅·커넥터류에 쓰이는 예가 있습니다.
• 중탄소 쾌삭강(SUM43·1144): 강도가 어느 정도 필요한 축, 핀, 스핀들, 롤러, 기어 소재처럼 열처리 없이, 또는 표면 경화만 거쳐 쓰는 부품에 적용합니다.
• 사무기기·가전·전자기기에 들어가는 소형 축, 기어, 부시처럼 치수 정밀도와 표면 상태가 요구되는 정밀 부품에도 쓰입니다.

이 강종을 다루는 제품군

• CD-BAR · BTB 인발봉SUM22 · SUM24L

제품 페이지에 따로 표기하지 않은 강종(SUM23 · SUM43 · 1215 · 12L14 · 1144 · 11SMn30 · 11SMnPb30)은 규격·치수·물량을 알려주시면 공급 가능 여부를 알려 드립니다. 견적·기술 상담