연마(polishing)

1) 연마의 작용

(1) 연삭작용(Cutting) - 대단히 적은 깊이로 깎이는 것

(2) 소성변형(Plastic deformation) - 볼록한 부분을 눌러서 없애거나 구부리는 작용

(3) 용융(Melting) - 접촉 극소부분에 마찰열으로 국부적으로 고온 상태가 되어 금속이 용해됨

2) 연마의 효과

① 흡착층 ② 더러움 ③ 화합물 층의 형성 ④ 금속의 변질 층과 소성 변형층(베일비층)

가. 연마기

1) 연마기의 종류

(1) 벨트식 연마기

(2) 모터 직결식 연마기

① 전동 연마기 ② 모터 내장식 연마기 ③ 가변식 연마기 ④ 자동 연마기

(3) 센터레스 연마기파이프 연마

(4) 회전식 연마기배럴 연마기로서 수평식과 경사식이 있다.

(5) 진동식 연마기

(6) 고속도 원심 유동식 연마기

나. 연마의 종류

1) 연마 방법

① 버프연마 ② 벨트연마 ③ 배럴 연마 ④ 분사연마 ⑤ 전해연마 ⑥ 화학연마

다. 버프연마(Buffing)

1) 연마방법

표면의 흠집 등을 버프에 문질러 제거한다.

2) 목적하는 평활도에 따라

① 거친 연마 ② 중간연마 ③ 광택연마 등으로 나눈다.

3) 버프 연마제(Buffing Compounds)

(1) 금강사(Emery)

(2) 유지성 고형 연마제

① 트리폴리(Tripoli) : 중연마용으로 사용 50% 이상 무수규산 규석분이 주성분

② 크로커스(Crocus) : 산화철(Fe2O3)과 미분말 혼합

③ 비엔나라임(Vienna lime) : 광택 연마용(MgO, CaO 혼합물)

④ 백봉 : 비금속용(Al2O3원료)

⑤ 청봉(Green rouge) : 광택 연마용, 산화크롬(Cr2O3)이 주원료

⑥ 적봉(rouge) : 금, 은 광택연마(Fe2O3주원료)

⑦ 흑봉 : 고무, 플라스틱연마용

4) 버프연마의 전처리

① 목적 : 도금 할 재료 표면에 그리스, 기계유, 방청유 등의 유지와 산화물을 제거

② 방법 : ㉠ 탈지 : 침지탈지 또는 초음파탈지

㉡ 산화물 제거 : 상온에서 묽은 산에 침지하여 녹, 스케일을 제거

㉢ 버프의 준비 : 버프 긁기를 사용하여 버프면을 평활하게 한 다음 연마를 실시한다.

③ 버프의 종류 : ㉠ 연한 버프 : 가장 연한 버프로 광택 전용으로 사용

㉡ 누빈 버프 : 에머리 버프용

㉢ 주름형 버프 : 자동 연마기용

㉣ 사이잘 버프 : 섬유질(삼)로 만든 것으로 연삭용으로 적합

5) 버프 연마의 회전수

N＝ (F : `교류의 주파수, P : `전동기의 극수, N : `회전수)

라. 벨트연마 : 버프 연마 대신에 많이 쓰이는 연마법이다.

마. 배럴연마(Barrel burnishing)

1) 연마작용

① 배럴 연마는 마찰에 의해 연삭, 연마, 광택이 완성된다.

② 배럴 연마에 능률을 주는 요인은 회전속도, 장입량, 가공물과 매체의 비율이다.

2) 배럴의 회전수와 원주 속도

① 광택 마무리의 경우 15~20rpm, 연마의 경우에는 30~40rpm으로 행하는 것이 가장 좋다.

② 배럴의 원주 속도는 30~60m/min이 가장 좋다.

③ 연질의 금속의 경우 물품의 형체가 클 때, 매체가 클 때, 물품의 경도가 높을 때, 큰 연삭을 필요로 하지 않을 때 원주 속도를 작게 한다.

3) 장입량

① 광택과 평활도가 가장 큰 것은 60%부근이다.

② 배럴의 장입량은 50~60%가 가장 적당하다.

4) 배럴 연마의 장. 단점

① 장점 : ㉠ 소형 제품을 한 번에 대량 처리가 가능하다.

㉡ 비용이 적게 든다.

㉢ 균일한 연마가 가능하다.

㉣ 버프연마에 비해 노동력이 적게 든다.

② 단점 : ㉠ 완성연마로는 부적당하다.

㉡ 모서리 부분이 표면에 비해 마멸이 크다.

㉢ 구석진 부분은 연마가 떨어진다.

㉣ 모양과 크기에 따라 제한을 받는다.

5) 컴파운드(Compound)

(1) 배럴 내에 액체를 넣었을 때 효과

① 장입된 물체와 물체 및 배럴 벽과 그 사이의 마찰에 대한 완충작용

② 미끄러짐과 혼합운동에 있어서의 윤활작용

③ 장입 물체의 표면을 항상 깨끗하게 보유해 주는 청정작용

④ 작업후의 작업을 용이하게 해 주는 세정작용

(2) 컴파운드의 종류

① 산성 컴파운드 : 녹 제거목적. 염산, 황산 사용

② 알칼리성 컴파운드 : 방청과 광택이 목적. 시안화나트륨, 수산화나트륨, 인산나트륨, 아질산나트륨 등 저급 지방산 사용

③ 비누형 컴파운드 : 광택효과 목적. 스테아린산을 주성분으로 한 20%용액

(3) 연마제(Media)

① 종류 : 금속형, 규석, 화강암, 자갈 등이 이용됨

② 선택 : 연삭, 연마, 광택, 완성에 따라 선택한다.

바. 분사연마

압축된 공기를 연마재 입자와 함께 분사하여 초고속으로 피가공물의 표면을 때려 연마하는 것

① 서리면 효과(Satin finishing)

② 연삭효과(grinding effect)

③ 세정연삭효과(Cleaning effect)

④ 피닝효과(Peening effect)

(1) 샌드 블라스트(Sand blasting) : 유리알이나, 규산질 모래를 사용하여 분사연마를 한다.

(2) 숏 피닝(Shot Peening) : 주철, 주강 및 유리알 등을 사용하여 분사연마를 행한다.

(3) 액체 호오닝(liquid horning) : 미세한 입도의 연마재를 물과 함께 뿌려서 연마한다.

사. 전해연마(Electrolytic polishing)

고농도의 산이나 알칼리 용액에서 가공물을 양극으로 하여 전기적으로 용해시켜 표면을 평활 하게 만드는 방법이다.

(1) 음극 : 구리, 납, 스테인리스강, 탄소봉, 알루미늄 사용

(2) 장점 : ① 내식성이 향상된다.

② 반사율이 높아진다.

③ 형상이 복잡한 물건에 적당하다.

아. 화학연마(Chemical polishing)

금속재료를 강산과 대단히 산화력이 강한 혼합액 중에서 화학적으로 볼록한 표면을 평활 하게 한다.

(1) 장 점

① 침지하는 것으로 조작이 간단하다.

② 처리 시간이 짧다.

③ 동시에 다량 물건처리 가능

④ 전해연마에 비해 균일한 연마가 가능

⑤ 설비비가 적게 든다.

⑥ 피연마 상태에 관계없이 연마가 가능하다.

(2) 단 점

① 비용이 많이 든다.

② 전해연마에 비해 연마력이 떨어진다.

③ 기계적으로 예비연마가 필요하며 평활성이 떨어진다.

④ 전처리를 해야 한다.

⑤ 자동화가 어렵다.