전해 연마 기법: 기본 가이드

칙칙하고 생기가 없는 금속 표면이 반짝반짝 빛나는 걸작으로 변신한다고 상상해 보세요. 전해 연마는 전류를 사용하여 금속을 미세한 수준에서 녹여 매우 매끄럽고 광택이 나는 마감 처리를 하는 기술입니다. 이 글에서는 전해 연마의 원리, 장점, 필요한 장비에 대해 자세히 알아보고 내구성과 내식성을 향상시키는 방법에 대한 인사이트를 제공합니다. 완벽한 금속 광택을 구현하는 과학적 원리를 알아보고 이 프로세스가 금속 가공 프로젝트의 품질과 효율성을 어떻게 혁신적으로 향상시킬 수 있는지 알아보세요.

전해 연마 기법 기본 가이드

목차

I. 정의

전해 연마는 연마할 공작물을 양극으로, 불용성 금속을 음극으로 하여 두 가지를 동시에 전해조에 담그는 공정입니다.

직류 전류가 가해져 양극을 선택적으로 용해시켜 공작물 표면의 밝기를 향상시킵니다.

전해 연마 기법 기본 가이드

II. 원칙

전해 연마의 기본 원리에 대해 전 세계적으로 많은 논쟁이 있으며, 일반적으로 인정되는 설명은 멤브레인 이론입니다.

이 이론에 따르면, 공작물에서 분리된 금속 이온은 연마액의 인산과 결합하여 공작물 표면에 인산염 막 층을 형성합니다.

이 멤브레인은 튀어나온 부분은 얇고 움푹 들어간 부분은 두껍습니다. 돌출부에서는 전류 밀도가 더 높기 때문에 빠르게 용해됩니다. 멤브레인의 흐름에 따라 고르지 않은 표면이 점차 평평해집니다.

III. 전해 연마의 장점

(1) 안팎의 색상과 광택이 균일하고 내구성이 뛰어나며 손이 닿지 않는 오목한 부분도 매끄럽게 처리할 수 있습니다.

(2) 높은 생산 효율과 저렴한 비용.

(3) 모든 스테인리스 스틸 소재에 적합한 공작물 표면의 내식성이 향상되었습니다.

IV. 전기 화학 연마에 필요한 조건 및 장비

1. 전원 공급 장치:

2상 220V 또는 3상 380V 전원 공급 장치 중 하나를 선택할 수 있습니다.

2. 정류기:

의 전원 파형에 대한 요구 사항 전해 연마 는 너무 엄격하지 않습니다. 실리콘 제어 정류기 또는 고주파 정류기를 사용할 수 있습니다.

  • 정류기 무부하 전압: 0~20V
  • 부하 전압(작동 전압): 8-10V

작동 전압이 6V 이하로 떨어지면 연마 속도가 느려지고 밝기가 충분하지 않습니다.

정류기 전류: 고객의 공작물 크기에 따라 결정됩니다.

3. 전해질 셀 및 지원 시설(양극 막대)

셀은 용접된 경질 폴리염화비닐(PVC) 보드로 만들 수 있습니다.

3개의 전극봉이 장착되어 있으며, 중앙의 이동식 양극봉은 전원 공급 장치 양극(또는 양극)에 연결되고 양쪽의 음극봉은 전원 공급 장치 음극(음극)에 연결됩니다.

4. 난방 시설 및 냉방 장비

석영 가열 튜브 또는 티타늄 가열 튜브는 난방용으로 사용할 수 있습니다.

뱀 모양 튜브는 냉각용으로도 사용할 수 있으며, 난방용으로도 사용할 수 있습니다.

5. 고정 장치

티타늄 설비는 내식성이 높고 수명이 길며 목욕 용액에 영향을 주지 않기 때문에 선호됩니다.

구리 이온이 스테인리스 스틸 표면에 잘 부착되지 않는 구리 층을 쌓아 연마 품질에 영향을 줄 수 있으므로 구리 고정 장치를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

노출된 구리 부품은 PVC 접착제를 사용하여 필름으로 구울 수 있으며 접촉 지점에서 절연 필름을 긁어낼 수 있습니다.

6. 양극 및 음극 재료

음극 재료로는 납 시트를 사용할 수 있고 양극 재료로는 구리를 사용할 수 있습니다. 양극과 음극의 비율은 1:2 사이여야 합니다. 음극과 양극 사이의 최적 거리는 10~30센티미터여야 합니다.

현재 전해 연마는 주로 스테인리스 스틸 가공품의 표면을 밝게 하는 데 사용됩니다. 스테인리스 스틸 가공품은 200 시리즈, 300 시리즈, 400 시리즈 재질로 나눌 수 있으며, 각각 특정 전해 연마 솔루션이 필요합니다.

예를 들어 200 시리즈 스테인리스 스틸은 200 시리즈 공식을 사용해야 하며, 300 또는 400 시리즈 스테인리스 스틸 소재에는 적용할 수 없습니다.

일부 제조업체에서는 200, 300, 400 시리즈 스테인리스 스틸 소재가 포함된 복합 소재 공작물을 사용하기 때문에 국내에서는 항상 큰 문제가 되어 왔습니다.

2007년 12월, 웨이하이 윈칭 화학 개발 연구소의 선임 엔지니어가 스테인리스강용 범용 전해질을 개발했습니다.

이 전해질은 모든 유형의 스테인리스 스틸에 적합합니다. 기존 전해질의 모든 장점과 최적의 비중을 통합하여 거울과 같은 밝기를 구현합니다.

또한 원래 밝기를 향상시키고 전류 밀도를 절반으로 줄이며 생산 중 전기 비용을 50% 절약하고 수명을 40% 연장하는 등 새로운 장점을 가지고 있습니다. 이 전해질은 항상 국내 기술의 최전선에 있었습니다.

전해질 폴리싱 프로세스: 탈지 - 물 세척 - 녹 제거 - 물 세척 - 전해 연마 - 물 세척 - 중화 - 물 세척 - 포장

V. 전해 연마의 종류

현재 생산에 사용되는 전해 연마 솔루션의 주요 유형은 다음과 같습니다:

1. 황산, 인산, 무수크롬산으로 구성된 연마 용액;

2. 황산과 구연산으로 구성된 연마 용액;

3. 황산, 인산, 불산, 글리세롤 또는 이와 유사한 화합물로 구성된 혼합 연마 용액.

철강 부품의 전기 화학적 연마

1. 머티리얼 유형의 영향: 많은 강철의 종류 재료와 강철마다 다른 연마 솔루션을 사용해야 합니다.

2. 다양한 요인의 영향: 인산은 폴리싱 용액의 주성분입니다. 인산이 형성하는 인산염은 양극 표면에 부착되어 연마 과정에서 중요한 역할을 합니다. 황산은 연마 속도를 높일 수 있지만 부식을 방지하기 위해 함량이 너무 높지 않아야 합니다. 무수크롬산은 연마 효과를 개선하고 표면을 밝게 만들 수 있습니다.

전류 밀도는 연마 품질에 큰 영향을 미칩니다. 솔루션마다 다른 전류 밀도를 사용해야 합니다. 전류 밀도가 너무 낮으면 레벨링 효과가 떨어지고 너무 높으면 과부식이 발생할 수 있습니다. 온도는 연마 품질에 어느 정도 영향을 미치지만 주요 요인은 아닙니다.

3. 작동 시 주의사항:

(1) 새로 준비된 용액은 큰 음극 영역 (음극 영역이 양극 영역보다 몇 배 더 큼) 조건에서 전기 처리되어 6가 크롬의 일부가 감소되도록해야합니다. 사용 중에 3가 크롬의 양이 너무 많이 증가하면 그 반대가 사실, 즉 큰 양극과 작은 음극의 조건에서 전기 처리가 수행됩니다.

(2) 용액의 밀도를 자주 측정하고 적시에 가열하여 물을 추가하거나 용액을 농축합니다. 용액 내 인산, 황산, 무수크롬산, 3가 크롬의 함량을 정기적으로 분석하고 조정해야 합니다.

(3) 사용 중에 양극에서 용해된 철의 함량이 점차 증가합니다. 철 함량(Fe2O3로 계산)이 7-8%에 도달하면 용액을 부분적으로 또는 완전히 교체해야 합니다.

(4) 준비: 먼저 인산과 황산을 혼합하고 무수 크롬산을 물에 녹인 다음 혼합 산 용액을 무수 크롬산 수용액에 붓고 80°C로 가열합니다. 젤라틴을 계속 저으면서 천천히 첨가합니다(이때 반응이 강렬합니다). 반응이 끝나면(약 1시간 후) 용액은 균일한 녹색이 됩니다.

금속의 전해 연마

구리 및 그 합금의 전해 연마에는 일반적으로 인산 전해질을 사용합니다. 알루미늄과 그 합금의 경우 인산, 황산, 크롬산 용액을 전해 연마에 사용합니다.

알루미늄과 그 합금의 전해 연마는 생산 공정에서 광범위하게 적용됩니다. 연마된 부품에 짧은 후속 처리를 거치면 매끄럽고 광택이 나는 외관을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 완전한 산화막이 형성되어 내식성이 향상되고 표면 광택을 오랫동안 유지할 수 있습니다.

용액의 준비 방법은 강철 부품의 전해 연마에 대한 관련 내용을 참조할 수 있습니다.

용액의 알루미늄 함량이 5%를 초과하는 경우 용액의 부분 또는 전체 교체를 고려해야 합니다. 염화물 이온 함량이 1%를 초과하면 부품 표면에 스팟 부식이 쉽게 발생할 수 있습니다. 용액을 준비하는 데 사용되는 물의 염화물 이온 함량은 80mg/L 미만이어야 합니다.

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Shane
작성자

Shane

MachineMFG 설립자

MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.

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