이 글에서는 구성품을 거울처럼 거울처럼 마감하는 물리적 표면 처리 중 하나인 기계적 연마에 대해 논의합니다.
기계적 연마 개요
기계적 연마는 일반적으로 연삭 또는 샌딩 단계 이후에 수행됩니다. 기계적 연마의 목적은 금속 가공물의 미세한 표면 요철을 더욱 제거하여 경면 마감을 얻는 것입니다. 가공물의 도금 전 준비 또는 도금 후 마무리 작업으로 사용되어 표면에 장식적인 외관을 부여하고 부품의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
연삭과 달리 연마 공정은 금속 손실이 크지 않습니다. 일반적으로 인정되는 버핑 메커니즘은 다음과 같습니다. 버핑 휠의 고속 회전은 금속과의 마찰로 고온을 발생시킵니다. 이로 인해 금속 표면이 소성 변형되어 표면의 요철이 매끄러워집니다. 동시에 대기 산화로 인해 금속 표면에 순간적으로 형성된 매우 얇은 산화층이 반복적으로 연마되어 광택이 나는 마감을 형성합니다. 따라서 버핑 공정은 기계적 마모와 물리화학적 효과가 복합적으로 작용합니다.
이미지 출처: ResearchGate
기계적 연마는 매우 미세한 연마 분말의 연마 및 광택 작용을 이용하여 준비된 표면에서 매우 얇은 금속층을 제거합니다. 표면에 이전 연마 단계에서 발생한 깊은 연삭 자국이나 스크래치가 남아 있는 경우, 기계적 연마만으로는 제거하기 어렵습니다. 연마액의 농도를 높이거나, 연마 시간을 늘리거나, 가해지는 압력을 높여 깊은 스크래치를 제거하려고 하면 연마된 영역에서 금속 흐름과 표면 교란이 발생하여 변형층이 두꺼워지고 일부 합금에서 상 풀아웃이 발생할 수 있습니다. 이는 특히 표면 산화가 심화되는 알루미늄 합금과 같은 연질 재료에서 두드러지게 나타나며, 이는 후속 미세 구조 검사에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
휠 연마
연마 휠은 연마 작업에 흔히 사용되는 연마 도구입니다. 일반적으로 캔버스, 모슬린, 펠트 또는 가죽 디스크를 여러 겹 겹쳐서 제작합니다. 연마 휠의 경도는 재봉 밀도 또는 바느질선 사이의 거리에 따라 결정되며, 바느질선이 가까울수록 휠이 더 단단해집니다. 환기식 또는 에어웨이식 연마 휠은 냉각을 위한 특수 공기 흐름 시스템을 갖추고 있어 대형 작업물을 연마하는 데에도 사용됩니다.
버핑 휠은 재료에 따라 분류되며 다음과 같은 일반적인 유형이 있습니다.
- 모슬린 버프(면/캔버스)
- 펠트 버프
- 울 버핑 패드/휠(유리, 돌 또는 자동차용)
- 사이잘 버프(공격적인 절단)
- 기도 버프
- 플란넬 버프(가장 부드러움, 최종 마무리용)
색상 분류는 특정 유형을 나타내는 데에도 사용되지만, 제조업체마다 다를 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
- 회색 버핑 휠은 종종 일반 용도 나일론 휠로 주로 스테인리스 스틸, 구리 등 다양한 금속의 새틴 마감이나 브러시 마감에 사용됩니다. 알루미늄 합금, 목재도 마찬가지입니다. 그 결과, 마감 처리가 밝은 경우가 많습니다.
- 붉은색 연마 휠은 구리 및 알루미늄과 같은 부드러운 금속이나 닦은 마감 처리에 자주 사용됩니다. 전기 도금.
연마제
요구되는 최종 표면 마감(표면 품질)에 따라 기계적 연마는 거친 연마, 중간 연마, 최종 연마의 세 단계로 나눌 수 있습니다.
거친 버핑: 이미 표면 거칠기(Ra)가 낮은 상태로 연마된 표면에 더 단단한 휠(예: 사이잘이나 촘촘하게 박음질된 캔버스)을 사용합니다. 이 단계는 거칠기를 더욱 줄이는 데 중점을 둡니다.
중간 버핑: 절삭 휠보다 부드러운 중간 경도의 버핑 휠을 사용하여 거칠게 버핑된 표면을 더욱 다듬습니다. 절삭 과정에서 생긴 눈에 띄는 흠집을 제거하고 중간 정도의 광택을 냅니다.
마무리 버핑: 부드러운 버핑 휠(예: 촘촘하게 박음질된 모슬린이나 플란넬)과 매우 고운 재료를 사용하여 거울처럼 밝은 표면이나 고광택 마감을 완성하는 최종 작업입니다. 재료 제거는 최소화됩니다.
연마제
일반적인 광택제는 대개 막대나 스틱 형태로 되어 있으며, 종종 색상으로 표시되며, 이는 주로 주요 연마재와 의도된 용도를 나타냅니다.
| 타입 | Key Components | 용도/속성 |
| 그린 루즈 | 산화크롬, 알루미나, 바인더 | 단단하고 날카로운 연마재로 절삭력이 우수합니다. 스테인리스강 및 경금속의 최종 연마에 적합합니다. 알루미늄에는 소량씩 사용하고 압력을 낮추어 사용하십시오. |
| 화이트 루즈 | 산화칼슘, 산화마그네슘, 결합제 | 중간 정도의 성능으로 다재다능합니다. 구리/황동, 니켈 도금, 알루미늄 연마에 적합합니다. 풍화에 민감하므로 밀폐 보관해야 합니다. |
| 레드 루즈 | 산화철, 결합제 | 중간 정도의 경도와 비교적 거친 조직을 가지고 있습니다. 주로 강재 부품의 연삭 후 오일 마감 단계에 사용됩니다. 알루미늄 주물의 래핑에 효과적입니다. |
| 브라운 트리폴리 | 스테아르산, 정제된 산화철/실리카, 결합제 | 갈색 색상, 우수한 연마 성능, 낮은 절삭력, 최소 모재 손실. 금, 은, 아연, 구리와 같은 연질 금속 및 알루미늄에 가장 적합합니다. 후속 가공이 필요한 부품에 주로 선호됩니다. 전해연마. |
기계적 연마에 대한 고려 사항
기계적 연마 작업 시 다음 사항에 유의해야 합니다.
가공물의 경도에 따라 연마 휠의 원주 속도를 선택합니다. 가공물이 단단할수록 연마 휠의 원주 속도는 더 높아야 합니다. 반대로, 부드러운 소재는 더 낮은 원주 속도가 필요합니다. 니켈 또는 크롬 도금층이 있는 강철에는 30~35m/s, 구리 및 구리 합금에는 22~25m/s를 사용하는 것이 좋습니다. 아연이나 은과 같은 연질 금속의 경우, 타거나 번지는 것을 방지하기 위해 원주 속도를 낮게 설정하는 것이 좋습니다. 연마기의 회전 속도가 고정되어 있는 경우, 원주 속도는 휠의 직경에 정비례하므로 적절한 직경의 연마 휠을 선택하여 원하는 원주 속도를 조정할 수 있습니다.
경도에 따라 버핑 화합물을 선택합니다. 각 기판에 적합한 화합물은 다릅니다. 항상 모재의 경도와 재질에 적합한 화합물을 선택하십시오.
버핑 휠 관리. 버핑 휠은 사용 후 따로 보관해야 합니다. 사포와 같은 거친 연마재로 인해 광택 표면에 눈에 띄는 흠집이나 깊은 긁힘이 생길 수 있기 때문입니다.
연마 도구의 올바른 사용. 가늘고 얇거나, 테두리가 있거나, 작은 도금 부품을 연마할 때는 적절한 고정 장치, 백킹 플레이트, 지그 또는 클램프를 사용하여 작업물이 변형되거나 휘거나 떨어지는 것을 방지하여 부품 손상 및 작업장 부상을 방지하십시오.
광택 후 처리. 미세하게 광택 처리된 표면은 완제품이거나 추가 가공이 필요할 수 있지만, 모두 세척해야 합니다. 기름기를 제거한 면 천이나 특수 면 타월로 표면을 닦으십시오. 젖은 천은 얼룩이나 녹이 생길 수 있으므로 절대 사용하지 마십시오.
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