유리용 금형강 — 재료공학

은 유리 성형의 공구다. 1000 °C가 넘는 액체 유리를 금형에 불어넣거나 눌러넣거나 부어 넣으면 그 안에서 굳어 완제품이 된다. 와인병부터 정밀 렌즈까지 모든 유리가 이렇게 강철 금형 안에서 만들어진다.

부하는 주로 열적이다. 금형은 극심한 열을 받으면서도 치수를 유지해야 한다. 두 가지 적이 도사린다. 바로 과 변형이다. 금형 표면에 스케일이 끼면 유리가 거칠어지고 들러붙는다. 금형이 변형되면 치수가 안 맞는다. 유리에서는 0.1 mm도 중요하다.

그래서 유리 금형에는 내스케일성이 높은 내열강이 필요하다. 열간공구강에 준하는 강종이나, 지속적인 고온에서도 형상과 표면을 유지하는 특수 합금이다. 유리가 들러붙는 걸 막기 위해 금형 표면에 추가로 코팅을 하기도 한다.

할 때도 다른 열간공구 수리와 마찬가지다. 내열성을 되살리는 게 핵심이다. 수리한 부위는 고온에서도 단단하게 버텨야 하고 스케일이 끼면 안 된다. 용가재를 잘못 고르면 수리 부위가 약점이 되어 다음 주조 사이클에서 터진다.

대표적인 수리 사례는 깨진 금형 모서리, 이음부 균열, 마모된 금형 캐비티다. 여기서 원칙은 이렇다. 뜨거울 때 용접하고, 내열 용가재를 쓰고, 바로 뜨임하고, 수리 후 금형 표면을 다시 매끄럽게 갈아서 유리가 깨끗하게 나오도록 하라.