금속 버를 제거하는 13가지 방법(디버링)
오늘날과 같이 빠르게 변화하는 제조 환경에서는 효율적인 디버링이 매우 중요합니다. 다양한 방법이 존재하기 때문에 올바른 방법을 선택하기가 어려울 수 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 다음과 같은 다양한 디버링 기법을 살펴봅니다.
금속 표면 전처리의 세심한 공정이 중요한 이유는 무엇일까요? 금속 가공의 영역에서 깨끗하고 매끄러운 표면을 만드는 것은 미적인 측면을 넘어 내구성과 성능을 보장합니다. 이 글에서는 추가 가공을 위해 금속 표면을 준비하는 기계적, 화학적, 전기화학적 방법의 복잡성에 대해 자세히 설명합니다. 독자들은 이러한 기술이 어떻게 재료 특성을 향상시켜 금속을 다음 단계의 제조 또는 마감 처리를 위한 준비 상태로 만드는지 알게 될 것입니다. 전처리가 금속의 품질과 수명에 어떤 차이를 가져오는지 자세히 알아보세요.
"표면 전처리"는 표면 처리 전에 재료와 그 제품을 기계적, 화학적 또는 전기 화학적으로 처리하는 것을 말합니다. 이 프로세스는 표면을 정화, 거칠게 하거나 부동태화하여 후속 표면 처리 또는 조정을 위한 준비를 하기 위해 수행됩니다.
금속 표면 전처리에는 다음과 같은 방법이 있습니다:
표면 평탄화에는 기계적 연마, 화학적 연마 등 다양한 방법이 포함됩니다, 전해 연마롤링, 브러싱, 샌드 블라스팅 등의 작업을 수행합니다.
특정 표면 처리 프로세스 사용 여부는 부품의 상태와 작업의 기술적 요구 사항에 따라 다릅니다.
폴리싱의 주된 목적은 금속 부품의 거칠고 고르지 않은 표면을 매끄럽고 평평하게 만드는 것입니다. 또한 다음과 같은 기능도 수행할 수 있습니다. 버 제거금속 부품의 스케일, 녹, 모래 구멍, 홈, 기포 및 기타 표면 결함을 제거합니다.
연마는 그라인더에 부착된 탄성 연삭 휠을 사용하여 수행됩니다. 그라인딩 휠의 작업 표면은 작은 절삭날처럼 작동하는 연마 입자로 덮여 있습니다. 그라인딩 휠이 고속으로 회전하면 금속 부품의 표면이 그라인딩 휠의 작업 표면에 부드럽게 눌려 표면의 융기된 부분이 절단되어 매끄럽고 평평해집니다.
연마는 모든 금속 재료에 사용할 수 있으며 연마재의 특성, 연삭 휠의 강성, 연삭 휠의 회전 속도에 따라 그 효과가 달라집니다. 연마에 일반적으로 사용되는 연마재에는 인조 커런덤과 에머리가 있습니다. 90-95% 알루미나로 구성되어 일정 수준의 인성을 가진 인조 커런덤은 취성이 적고 입자의 가장자리와 모서리가 많기 때문에 널리 사용됩니다.
그림 1 연마기
그림 2 Al2O3 연마제(400배)
연마재는 입자 크기에 따라 여러 등급으로 분류할 수 있습니다. 연마재의 입자 크기는 일반적으로 체의 단위 면적당 구멍 수(평방 센티미터)에 따라 결정됩니다. 체의 수가 많을수록 구멍이 작아집니다. 입자 크기는 체를 통과할 수 있는 연마재의 수로 표시됩니다. 통과하는 연마재의 수가 많을수록 입자 크기가 미세해지고, 연마재의 수가 적을수록 입자 크기가 거칠어집니다.
표 1은 일반적인 연마재의 특성과 용도를 강조합니다. 표 2에는 다양한 연마에 가장 적합한 연삭 휠 속도가 나와 있습니다. 금속 소재.
표 1 일반적인 연마재의 특성 및 용도
| 연마제 이름 | 인공 에머리(SiC) | 인공 커런덤(A2O3) | 천연 에머리 | 실리카 모래 (SiO2) |
| 미네랄 경도 / 모스 경도 | 9.2 | 9 | 7~8 | 7 |
| 인성 | 취약한 | 상대적으로 힘든 | 끈기 | 끈기 |
| 모양 | Sharp | 라운더 | 실린더 | 라운더 |
| 입자 크기/mm(메시) | 0.045~0.800（24~320） | 0.053~0.800（24~280） | 0.063~0.800（24~240） | 0.045~0.800（24~320） |
| 모양 | 보라색 검은색 반짝이는 크리스탈 | 흰색에서 회색 검은색 입자 | 회색빛을 띤 붉은색에서 검은색 모래 | 백사장에서 황사까지 |
| 목적 | 주로 저강도 금속(황동, 청동, 알루미늄 등)과 단단하고 부서지기 쉬운 금속(주철, 탄소 공구강, 고강도 강철 등)을 연마하는 데 사용됩니다. | 주로 특정 인성을 가진 고강도 금속(담금질 강철, 가단 주철 및 망간 녹색 강철 등)을 연마하는 데 사용됩니다. | 일반 금속 연마에 사용 | 샌드 블라스팅 및 압연에도 사용되는 범용 연삭 및 연마 재료 |
표 2 다양한 금속 소재 연마를 위한 최적의 연삭 휠 속도
| 재료 유형 | 강철, 니켈, 크롬 | 구리 및 구리 합금, 은 및 아연 | 알루미늄 및 알루미늄 합금, 납 및 주석 | ||
| 연마 선형 속도 / (M/s) | 18~30 | 14~18 | 10~14 | ||
| 적정 속도 / (R/분) | 그라인딩 휠 직경 / mm | 200 | 2850 | 2400 | 1900 |
| 250 | 2300 | 1900 | 1530 | ||
| 300 | 1880 | 1500 | 1530 | ||
| 350 | 1620 | 1530 | 1090 | ||
| 400 | 1440 | 1190 | 960 | ||
2.1 기계적 연마
연마는 일종의 연삭 공정입니다. 어떤 사람들은 연마가 공작물의 표면층에서 원자를 "찢어" 표면 장력의 작용으로 인해 아래층이 응고되기 전에 즉시 매끄러워지는 방식으로 작동한다고 생각합니다. 다른 사람들은 연마가 표면 장력의 결과라고 생각합니다. 연마하는 동안 폴리싱 프로세스마찰로 인해 발생하는 열은 표면을 부드럽게 하거나 심지어 녹일 수 있어 단순한 기계 연마 공정 이상의 역할을 합니다.
연마하는 동안 금속 표면층은 녹지만 기판 금속의 높은 열전도율로 인해 비정질 상태로 빠르게 응고됩니다. 응고되기 전에 표면 장력과 연마제의 마찰이 결합되어 표면이 매끄러워집니다.
높은 수준의 마감이 필요한 공작물은 초기 연마 공정 후 미세 연마를 거쳐야 합니다.
기계적 연마는 연마기의 연마 휠에 연마제를 사용하여 수행합니다. 폴리싱 에이전트는 폴리싱 페이스트 또는 폴리싱 유체일 수 있습니다. 전자는 연마제와 스테아르산 또는 파라핀과 같은 접착제의 혼합물입니다. 후자는 연마제와 오일 또는 물 에멀젼의 혼합물입니다.
연마 휠이 고속으로 회전하면서 공작물의 미세한 요철을 제거하고 거울과 같은 광택을 부여합니다. 기계식 연마는 도금 전 표면 전처리뿐만 아니라 도금 후 표면 마감을 개선하기 위해 코팅을 마무리하는 데에도 사용됩니다.
기계식 연마와 폴리싱은 다르다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 연마하는 동안 명백한 금속 칩이 잘려나가는 반면, 기계식 연마는 금속 손실이 크지 않습니다. 고속 회전하는 연마 휠과 공작물 사이의 마찰로 인해 발생하는 고온으로 인해 금속 표면의 소성 변형이 발생하여 약간의 요철이 채워집니다.
또한 주변 대기의 영향을 받아 금속 표면에 형성된 매우 얇은 산화막 또는 기타 화합물 필름을 반복적으로 제거하면 평평하고 광택이 나는 표면을 얻을 수 있습니다.
2.2 화학적 연마
화학 연마는 제어된 화학적 부식의 일종입니다. 특정 연마 용액에 금속을 에칭하여 금속을 선택적으로 용해시켜 표면을 평평하고 밝게 만드는 금속 가공 방법입니다.
다른 연마 기술에 비해 화학 연마는 장비가 간단하고 비용이 저렴하며 조작이 쉽고 효율이 높으며 부품의 모양과 구조에 영향을 받지 않는다는 장점이 있습니다. 또한 전해 연마에 비해 화학 연마는 전원이 필요하지 않으며 다음과 같은 공작물을 가공하는 데 사용할 수 있습니다. 복잡한 모양. 그러나 생산 효율은 높지만 표면 처리 품질은 전해 연마보다 낮습니다.
화학 연마는 전해 연마와 유사한 전기 화학 공정의 일종입니다. 화학적 연마의 반응은 전기 화학 공정에서 마이크로 배터리의 에칭에 속합니다. 따라서 화학적 연마의 원리는 전해 연마의 원리와 유사합니다.
화학 용해 과정에서 금속 표면에 산화막이 생성되어 연속 용해 공정에서 확산 속도를 조절합니다. 표면의 볼록한 부분은 산화막의 두께가 얇기 때문에 더 빨리 용해되고 오목한 부분은 더 느리게 용해됩니다.
강철 부품의 표면에는 수동 산화막과 산화막이 지속적으로 형성되며, 전자는 후자보다 강합니다. 표면의 미세한 요철로 인해 미세 볼록한 부분이 오목한 부분보다 더 빠른 속도로 먼저 용해됩니다. 필름의 용해와 필름의 형성은 동시에 발생하지만 다른 속도로 발생합니다.
그 결과 표면 거칠기 의 표면이 평평해져 표면이 매끄럽고 밝아집니다. 화학 연마는 표면에 강한 용해 효과가 있어 기계적 연마로 인한 표면 손상층을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
2.3 전해 연마
전기 연마에는 공작물을 양극으로 배치하고 특정 용액에서 전기 분해를 수행하는 것이 포함됩니다. 이 과정에서 공작물 표면의 미세 돌출 부분은 전류 밀도가 높아 빠르게 용해되는 반면, 미세 홈 부분의 전류 밀도는 낮아 용해가 느려집니다. 그 결과 평평하고 밝은 표면이 만들어집니다.
전기 연마는 일반적으로 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 및 구리와 같은 부품의 장식 마감과 일부 공구의 표면 마감 또는 반사율이 높은 표면 및 금속학적 샘플을 만드는 데 사용됩니다.
인산 무수크롬산 연마액은 철 및 철강 재료에 널리 사용되며 인산, 황산, 무수크롬산 및 부식 억제제, 증점제, 증점제와 같은 첨가제와 같은 성분이 포함되어 있습니다. 음극은 일반적으로 납으로 만들어지며 전원 공급 전압은 12V일 수 있습니다.
최근 몇 년 동안 스테인리스 스틸 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 전해 연마 용액에 대한 수요도 증가했습니다. 인산과 무수크롬산이 포함된 전해 연마 용액으로 인한 환경 오염을 방지하기 위해 중국은 환경 친화적인 스테인리스 스틸 전해 연마 용액을 개발하기 위해 노력해 왔으며 상당한 진전을 이루었습니다.
표 3은 다양한 새로운 스테인리스강 전해 연마 용액의 용액 구성과 처리 조건을 제시합니다. 표의 공식 1과 2는 무수크롬화크롬을 사용하지 않아 폐수 배출 문제를 해결하고 무공해 친환경 전기화학 연마제를 제공합니다.
표 3 친환경 스테인리스강 전기 연마 용액의 용액 구성 및 공정 조건
| 솔루션 구성 및 공정 조건 | 레시피 1 | 레시피 2 | 레시피 3 |
| 인산(H3PO4,85%) /%S황산(H2SO4,98%) /%질산 (HNO3) /% 과염소산 /% 빙초산수 (H2O)첨가제 | 40~50 15~20 수당 적절한 덱스트린 | 20~30 20~30 수당 적절한 양의 글리세롤 | 10~15 8~10 수당 소량의 첨가물 |
| 온도 / ℃전류 밀도 / (A / dm2) 시간/분 | 60~70 20~30 3~5 | 65~70 15~30 3~8 | 고온 10~30 3~5 |
전기 연마는 기계적 연마에 비해 전기 화학적 용해를 통해 연마 표면을 평탄화하여 표면에 변형 층을 남기지 않고 이물질의 혼입을 방지합니다. 또한 전기 분해 과정에서 산소가 침전되어 연마된 표면에 산화막이 형성되어 내식성이 향상됩니다.
전기 연마는 기계적으로 연마하기 어려운 복잡한 모양, 전선, 얇은 판, 소형 부품에도 유용합니다. 전기 연마는 평탄화 외에도 표면의 내포물을 제거하고 부품 표면의 균열, 모래 구멍, 내포물 등의 결함을 드러낼 수 있습니다.
롤링은 도금 전 표면 준비 또는 도금 후 표면 수정에 사용되는 일반적인 방법으로, 대량의 소형 부품을 도금합니다. 롤링 연마는 부품과 연마재를 드럼 기계 또는 벨 기계에 함께 배치하여 롤링 연마하는 공정입니다. 버 제거부품 표면의 거칠기, 녹을 제거하고 매끄러운 표면을 구현합니다.
연마재 외에도 산이나 알칼리와 같은 화학 시약이 압연 공정 중에 첨가되는 경우가 많습니다. 따라서 압연 공정은 부품과 연마재가 함께 굴러가면서 버, 거칠기, 녹을 제거하는 역할과 함께 화학 시약의 역할도 합니다.
그림 3은 캘린더의 개략도입니다.
그림 3 캘린더의 개략도
롤링 연마는 부품 표면의 기름 얼룩과 산화물 스케일을 제거하고 반짝이는 표면을 만들 수 있습니다. 연마 및 연마를 부분적으로 또는 완전히 대체할 수 있지만 표면 거칠기 요구 사항이 낮은 대량의 부품에만 적합합니다.
롤링은 건식 방식과 습식 방식으로 나눌 수 있습니다. 건식 방식은 모래, 에머리, 깨진 유리, 가죽 등의 연마재를 사용하는 반면, 습식 방식은 강구, 쇄석, 톱밥, 잿물, 차 가루 등을 연마재로 사용합니다.
롤링 중 회전 속도는 부품의 특성과 드럼 구조에 따라 달라지며 일반적으로 15~50RPM 범위입니다. 속도가 너무 빠르면 원심력으로 인해 부품이 드럼에서 서로 마찰하지 않아 롤링의 효율이 떨어집니다. 반대로 속도가 너무 낮으면 효율이 떨어집니다.
압연 중 부품 표면에 다량의 기름 얼룩이나 녹이 있는 경우 먼저 탈지 및 에칭을 수행해야 합니다. 소량의 기름 얼룩이 있는 경우 소량의 알칼리성 물질 또는 탄산나트륨, 비누 또는 비누 포드 분말과 같은 유화제를 첨가하여 압연할 수 있습니다. 표면이 녹슨 부품에는 묽은 황산 또는 염산을 추가할 수 있습니다. 산성 매질에서 부품을 압연하고 나면 산성 용액을 즉시 헹궈야 합니다.
브러싱은 금속 와이어, 동물 털, 천연 또는 합성 섬유와 같은 재료로 만든 브러싱 휠을 사용하는 표면 처리 기술입니다. 이 방법은 주로 산화, 녹, 용접 슬래그, 오래된 페인트 및 기타 이물질과 같은 표면 오염물을 제거하는 데 사용됩니다. 또한 브러싱은 가공 후 공작물 가장자리에 남은 버를 제거하는 데도 사용됩니다.
가장 일반적으로 사용되는 브러시 휠은 강철 와이어 또는 황동 와이어로 만들어집니다. 공작물 재질이 단단한 경우 강성이 높은 스틸 와이어 브러시 휠을 고속과 함께 사용해야 합니다. 반대로 부드러운 소재의 경우 황동 와이어 브러시 휠을 사용하는 것이 좋습니다.
칫솔질은 기계적으로 또는 수동으로 할 수 있습니다. 두 가지 방법 모두 일반적으로 습식 기법을 사용하며, 가장 일반적으로 사용되는 브러싱 용액은 물입니다. 경우에 따라 3%~5%(질량 기준) 탄산나트륨 또는 인산나트륨 용액을 강철 재료를 브러싱할 때 사용할 수도 있습니다.
샌드 블라스팅 은 압축 공기를 사용하여 석영 모래, 강철 모래 또는 알루미나와 같은 건조한 모래를 금속 공작물 표면에 분사하여 버, 스케일, 녹, 탄소 침전물, 용접 슬래그, 성형 모래 잔여물, 염분 잔여물, 오래된 페인트 필름 및 먼지와 같은 표면 결함을 제거하는 공정입니다.
이 방법은 일반적으로 주물의 잔여 모래와 고탄소 층을 제거하고 용접부의 녹과 스케일을 제거하는 등 공작물 표면을 청소하는 데 사용됩니다.
샌드 블라스팅 와 산 세척은 모두 녹 제거에 사용되는 기술입니다. 그러나 산 세척은 수소가 강철 부품 내부로 침투하여 녹을 증가시킬 수 있습니다. 내부 스트레스 가소성을 감소시키며, 샌드 블라스팅은 수소 취화 현상을 일으키지 않습니다.
샌드 블라스팅 후 다음과 같이 만들어진 공작물은 고탄소강고강도 강철 또는 황동, 스테인리스강, 알루미늄과 같은 소재는 코팅이나 산화물 층의 접착력이 향상될 수 있습니다. 단단한 크롬 도금 및 코팅된 공작물은 일반적으로 샌드 블라스팅을 사용하여 세척합니다. 공작 기계 액세서리와 측정 도구는 종종 유백색이 되기 전에 샌드 블라스팅으로 연마합니다. 크롬 도금.
샌드 블라스팅은 표면 전처리에 효과적인 방법입니다. 금속 표면의 산화물 스케일, 녹, 오래된 페인트 막, 기름 얼룩과 같은 불순물을 완전히 제거하여 금속 색상을 균일하게 하고 표면의 거칠기를 균일하게 만들 수 있습니다. 이러한 거칠기는 부식 방지 코팅과 모재 금속 사이의 결합력을 향상시키고 금속의 내식성을 높일 수 있습니다.
샌드 블라스팅은 일반적으로 열 스프레이 코팅과 플라스틱 황삭 처리에 사용됩니다. 기타 표면 거칠기 기술에는 스레딩, 널링, 전기 스파크 거칠기 등이 있습니다.
샌드 블라스팅에는 건식 블라스팅과 습식 블라스팅의 두 가지 유형이 있습니다. 습식 블라스팅은 연마재를 물과 혼합하여 모르타르를 만들고, 금속 녹을 방지하기 위해 일반적으로 부식 억제제를 물에 첨가합니다. 건식 블라스팅은 효율적이지만 표면이 거칠어지고 먼지가 많이 발생하며 연마재가 더 쉽게 분해될 수 있습니다. 반면 습식 블라스팅은 환경에 미치는 영향이 적고 표면에 장식 및 보호 효과를 줄 수 있으며 보다 정밀한 가공에 자주 사용됩니다.
에칭은 공작물 표면에서 녹, 산화물 스케일(주조, 단조, 압연 및 열처리 과정에서 형성됨) 및 기타 부식 생성물을 제거하는 데 사용되는 프로세스입니다. 이는 금속 산화물을 용해하는 능력이 강한 산성 용액을 사용하여 이루어집니다. 따라서 에칭은 산세라고도 합니다.
일부 비철금속의 경우 알칼리 에칭을 사용할 수 있습니다. 다량의 산화물과 열악한 표면 구조를 제거하는 것을 강한 에칭이라고 하며, 전기 도금을 위해 공작물 표면의 얇은 산화막을 제거하는 것을 약한 에칭이라고 합니다.
황산, 염산, 질산, 인산, 불산과 같은 무기산은 일반적으로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 피클 스틸. 아세트산, 지방산, 구연산과 같은 유기산도 사용할 수 있습니다. 유기산의 작용은 순하고 잔류 산은 큰 후유증이 없습니다. 또한 처리 후 공작물 표면이 깨끗하고 재녹이 발생할 가능성이 적습니다.
유기산은 후유증이 크지 않다는 장점이 있지만 비용이 많이 들고 녹 제거 효율이 낮기 때문에 주로 전력 장비 용기 내부의 녹 스케일 및 기타 특수 요구 사항이 있는 부품을 세척하는 데 사용됩니다.
반면 무기산은 녹 제거 효율이 높고 속도가 빠르며 다양한 원료를 사용할 수 있고 비용이 저렴합니다. 그러나 무기산의 농도를 적절히 조절하지 않으면 금속이 '과부식'되고 잔류 산은 부식성이 강합니다. 산 용액을 철저히 세척하지 않으면 코팅 효과에 영향을 미칩니다.
부식을 늦추고 수소 취성 의 금속을 제거하려면 루틴, 우로트로핀, 티오우레아와 같은 적절한 양의 완충제를 녹 제거 용액에 첨가해야 합니다.
(1) 산세 원리
산세에서 산의 목적은 공작물 표면에서 산화물을 용해하고 기계적으로 벗겨내는 것입니다. 황산을 예로 들면 황산은 산화철(FeO, Fe3O4)과 반응하여 황산제철과 황산제철을 형성합니다.
황산은 산화물 스케일의 틈새를 통해 매트릭스 철과 반응하여 철을 용해하고 수소를 방출합니다. 황산과 매트릭스 철의 반응은 저용해성 황산철을 고용해성 황산철로 환원하여 화학적 용해 속도를 높입니다. 산화물 스케일 아래에서 생성된 수소는 또한 산화물 스케일에 기계적 상부 균열 및 박리 효과를 생성하여 산세 효율을 향상시킵니다.
그러나 황산과 매트릭스 철의 반응으로 인해 매트릭스가 과도하게 부식되고 공작물의 크기가 변경될 수 있습니다. 이것이 산세 공정에서 황산을 사용할 때의 단점입니다.
산세 과정에서 수소가 발생하면 공작물에 수소가 침투하여 수소 취성을 유발할 수도 있습니다.
염산은 주로 산화물을 용해합니다. 산화철과 반응하여 염화철과 염화제 2철을 형성하며, 둘 다 용해도가 높습니다. 결과적으로 염산 에칭의 기계적 박리 효과는 황산보다 덜 두드러집니다.
느슨한 산화물 스케일의 경우 염산 에칭이 빠르고 매트릭스 부식 및 수소 투과가 적습니다. 그러나 단단한 산화물 스케일의 경우 염산만 사용할 경우 많은 양의 산이 소비됩니다. 수소의 기계적 박리 효과를 얻기 위해 염산과 황산의 혼합 산 용액을 사용하는 경우가 많습니다.
질산은 주로 고합금 강철의 처리에 사용되며 비철금속 처리를 위해 염산과 혼합되는 경우가 많습니다. 질산은 산화철을 용해하는 능력이 강하고 질산철과 질산철의 용해도가 높으며 수소 진화 반응이 최소화됩니다.
질산은 부동태화 특성으로 인해 스테인리스강에 사용할 경우 매트릭스 부식을 일으키지 않습니다. 하지만 탄소강에 사용할 경우 매트릭스 부식 문제를 해결해야 합니다.
불산은 주로 특정 유형의 스테인리스 스틸의 합금 원소와 같이 실리콘이 포함된 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 합금강용접부의 혼합 용접 슬래그, 주물의 잔류 성형 모래를 제거합니다.
불산과 질산의 조합은 스테인리스 스틸을 처리하는 데 자주 사용되지만 불산은 부식성이 매우 강하므로 주의해서 취급해야 합니다.
질산은 독성 질산염을 방출하고 폐기가 어려울 수 있으므로 인체에 해를 끼치지 않도록 각별히 주의해야 합니다.
인산은 산화철에 대한 용해도가 우수하고 금속 표면에 불용성 인산염층(인산염막)을 형성하여 부식을 방지하므로 금속 손상이 적습니다.
또한 페인팅 전 베이스 레이어로도 훌륭합니다. 정밀 부품의 녹을 제거하는 데 일반적으로 사용되지만 인산 가격이 상대적으로 높습니다.
인산을 녹 제거에 사용할 때 주요 기능은 산화물 스케일과 녹을 수용성 Fe (H2PO4) 3 및 불용성 FeHPO4 및 Fe3 (PO4) 2.
수소의 확산은 약한 과정입니다.
산세에 인산을 사용할 때 생성되는 수소의 양은 염산이나 황산 산세를 통해 생성되는 수소의 약 1/10에서 1/5 수준입니다. 또한 수소 확산 및 침투 속도는 후자의 두 산에 비해 절반 수준입니다.
스테인리스강과 합금강은 산화물 스케일의 조밀한 구조와 복잡한 조성을 가지고 있어 제거가 어렵습니다. 녹 제거 일반 탄소강용 용액입니다. 일반적으로 산의 혼합물이 이러한 목적으로 사용됩니다.
다음을 포함하는 합금강을 절일 때 티타늄에 불산을 첨가해야 합니다.
열처리로 형성된 두껍고 조밀한 산화물 스케일은 강력한 산화제가 포함된 고온의 농축 알칼리 용액에서 "풀린" 다음 염산과 질산 또는 황산과 질산의 혼합물을 사용하여 에칭할 수 있습니다.
(2) 산세 첨가제
산세 용액에 부식 억제제를 사용하는 것이 중요합니다. 일반적으로 부식 억제제는 산성 용액에서 비금속 표면에 흡착막이나 불용성 보호막을 형성할 수 있다고 믿습니다.
이 막의 형성은 금속 철이 산과 접촉하여 금속 표면을 충전하는 전기 화학 반응을 통해 발생합니다. 극성 분자인 부식 억제제는 금속 표면에 끌어당겨 보호막을 형성하여 철에 대한 산의 지속적인 작용을 방지하고 부식 억제라는 목표를 달성합니다.
전기 화학적 관점에서 볼 때 형성된 보호 필름은 양극 분극 과정을 크게 차단할 뿐만 아니라 음극 분극을 촉진하고 수소 생성을 억제하며 부식 과정을 느리게 합니다.
산화물 스케일과 녹은 일반적인 화학 작용을 통해 산과 상호 작용하고 표면에 전하가 없기 때문에 부식 방지제의 극성 분자를 흡착하여 막을 형성하지 않습니다.
따라서 녹 제거 용액에 지정된 양의 부식 억제제를 추가해도 녹 제거 효율에는 영향을 미치지 않습니다.
다양한 부식 억제제의 효과를 평가하기 위해서는 부식 억제 효율을 파악하는 것이 중요합니다.
부식 억제 효율은 동일한 매체와 동일한 조건에서 부식 억제제를 사용한 시료와 사용하지 않은 시료의 중량 감소 [g / (m2 - h)]를 비교하여 결정할 수 있습니다.
다양한 산성 용액에 사용되는 다양한 부식 억제제의 지정된 양은 다양합니다.
산성 세척액의 온도가 높아지면 부식 억제제의 억제 효율이 감소하거나 완전히 실패할 수도 있습니다.
따라서 각 부식 억제제에는 특정 허용 작동 온도가 있습니다.
산세 용액에 사용되는 습윤제는 대부분 비이온성 및 음이온성 계면활성제이며, 양이온성 계면활성제는 거의 사용되지 않습니다. 이는 비이온성 계면활성제는 강산성 매질에서 안정적이며 유일하게 허용되는 음이온성 계면활성제는 설폰산 계열이기 때문입니다.
습윤, 침투, 유화, 분산, 용해, 오염 제거 특성을 가진 계면활성제를 사용하면 산세 공정을 크게 개선하고 산세 시간을 단축할 수 있습니다.
매트릭스의 부식 손실을 최소화하고 수소 침투의 영향을 줄이며 산성 안개를 줄이고 작업 환경을 개선하려면 산세 용액에 효율적인 부식 및 안개 억제제를 추가하는 것이 좋습니다.
그러나 부식 억제제가 공작물 표면에 막을 형성할 수 있으므로 철저히 세척해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 또한 부식 억제제는 수소 진화 반응의 기계적 박리 효과를 감소시킬 수 있습니다.
(3) 산 세척을 위한 산의 종류, 농도 및 온도 선택
공작물 표면 청소 방법은 공작물의 재질, 녹 및 산화물 스케일의 존재 여부, 원하는 표면 청소 품질 수준에 따라 달라집니다.
강철 공작물의 경우 황산, 염산 또는 이 둘의 조합이 일반적으로 사용됩니다.
주물 표면의 실리콘 함유 화합물을 용해하기 위해 황산 또는 염산에 불산을 첨가합니다.
황산의 농도는 일반적으로 약 20%입니다. 이 농도에서는 산화물 스케일의 에칭 속도가 빠르고 기본 재료에 대한 손상이 최소화됩니다.
염산의 농도는 20%를 초과하면 연기가 발생하므로 일반적으로 15% 이하로 유지합니다.
염산의 농도가 높아질수록 절임 속도가 빨라지고 절임 시간이 줄어듭니다.
표 4는 염산과 황산에서 부식 정도가 동일한 강철 공작물에 대한 산세 시간과 산 농도 간의 관계를 보여줍니다.
표 4 철강의 염산 농도와 황산 절임 시간 간의 관계
| 염산 함량 /% | 2 | 5 | 10 | 15 |
| 절임 시간/분 | 90 | 55 | 18 | 15 |
| 황산 함량 /% | 2 | 5 | 10 | 15 |
| 절임 시간/분 | 135 | 135 | 120 | 95 |
| 염산 함량 /% | 20 | 25 | 30 | 40 |
| 절임 시간/분 | 10 | 9 | / | / |
| 황산 함량 /% | 20 | 25 | 30 | 40 |
| 절임 시간 / 분 | 80 | 65 | 75 | 95 |
온도가 높아질수록 절임 속도도 빨라지고 소요 시간도 단축됩니다.
표 5는 염산과 황산에서 동일한 수준의 부식을 보이는 강철 공작물에 대한 산세 시간과 온도 간의 관계를 보여줍니다.
표 5 절임 시간과 온도의 관계
| 산 함량 /% | 황산 절임 시간/분 | 염산 절임 시간/분 | ||||
| 18℃ | 40℃ | 60℃ | 18℃ | 40℃ | 60℃ | |
| 5 | 135 | 45 | 13 | 55 | 15 | 5 |
| 10 | 120 | 32 | 8 | 18 | 6 | 2 |
(4) 철 및 철강 공작물의 산세 공정
절임 및 녹 제거 방법에는 침지 절임, 스프레이 절임, 산성 페이스트 녹 제거 등이 있습니다.
탈지 처리를 거친 후 함침 및 절인 금속을 산성 탱크에 넣습니다.
산화물 스케일과 녹이 제거되면 금속을 물로 헹구고 알칼리로 중화하여 페인팅에 적합한 표면을 만듭니다.
표 6은 강철 가공품의 강력한 에칭 공정 파라미터에 대한 정보를 제공합니다.
표 6 강철 가공품의 강력한 에칭 공정 파라미터
| 프로젝트 | 단조 및 스탬핑 부품 | 일반 강철 부품 | 캐스팅 | ||
| 1 | 2 | 1 | 2 | ||
| 농축 황산 / (g / L.) 염산 / (g / L) 불산 / (g / L) 로댕 / (g/L) 우로트로핀 / (g / L) | 200~250 2~3 | 150~200 1~3 | 150~200 1~3 | 80~150 | 100 10~20 |
| 온도 / ℃ 시간/분 | 40 ~ 60 모두 나눌 때까지 | 30 ~ 40 모두 나눌 때까지 | 1.5 | 40 ~ 50이 나뉠 때까지 | 30 ~ 40 모두 나눌 때까지 |
전기 화학적 에칭은 산 또는 알칼리 용액에서 전기 분해를 사용하여 양극 또는 음극 역할을 하는 공작물 표면을 벗겨내는 작업입니다. 용액을 교반하여 음극에서 수소를 생성하고 공작물 표면의 에칭 용액을 재생하는 방식으로 프로세스를 가속화할 수도 있습니다.
전기 화학적 녹 제거는 공작물의 극성에 따라 양극 에칭과 음극 에칭으로 분류할 수 있습니다.
양극 에칭 중에는 공작물 금속의 화학적 및 전기 화학적 용해와 기계적 산소 박리를 조합하여 산화물 스케일을 제거합니다.
음극 에칭에서는 주로 생성된 다량의 수소에 의한 기계적 효과와 산화물에 대한 1차 원자 수소의 환원 효과를 통해 산화물 스케일을 제거합니다.
양극 에칭은 기계적 박리 효과가 제한적인 크고 적은 산소 기포가 발생하지만 시간이 너무 오래 걸리면 기본 금속이 과도하게 부식될 수 있습니다.
반면 음극 에칭은 금속 부식을 최소화하여 공작물의 크기를 보존하지만 수소 투과와 재 잔류물이 발생할 수 있습니다.
양극 에칭은 모재에 느리고 부식성이 있으므로 산화물 스케일이 얇은 공작물에만 적합합니다. 그러나 수소 취성을 일으키지 않습니다.
반면 음극 에칭은 속도가 빠르고 공작물의 과도한 부식을 초래하지 않으므로 두꺼운 산화피막을 가진 공작물에 적합합니다. 하지만 수소 투과가 발생한다는 단점이 있습니다.
현재 중국에서 사용되는 대부분의 방법은 양극 에칭 또는 음극 에칭과 양극 에칭의 조합입니다. 전기 화학적 에칭은 강한 에칭과 약한 에칭 모두에 사용됩니다.
전기화학적 에칭은 화학적 에칭에 비해 금속 표면에 단단히 결합된 산화물 스케일을 빠르게 제거하는 데 더 효과적입니다. 또한 산 농도 변화의 영향을 덜 받고 기본 소재에 미치는 영향이 거의 없습니다.
이 방법은 작동 및 관리가 쉽지만 특수 장비가 필요하고 더 많은 매달기 작업이 필요합니다. 또한 산화물 스케일이 고르지 않게 용해될 위험이 있습니다.
전기 화학적 에칭의 장점은 빠른 에칭 속도, 낮은 산 소비량, 용액의 철 이온 함량이 에칭 능력에 미치는 영향이 적다는 점입니다.
하지만 이 방법은 전원 공급 장치가 필요하고 전력을 소모합니다.
복잡한 형상의 공작물은 분산 능력이 떨어지기 때문에 에칭이 어렵습니다.
산화물 스케일이 두껍고 조밀한 경우, 전기 화학적 에칭을 하기 전에 황산 화학 에칭으로 전처리하여 산화물 스케일을 느슨하게 해야 합니다.
유기 용제 탈지는 금속 재료에서 그리스를 제거하는 일반적인 방법입니다. 두 가지 유형의 오일에 유기 용매의 물리적 용해 특성을 사용하여 작동합니다.
휘발유와 등유는 일반적으로 사용되는 용제이지만 클로로벤젠과 등유는 더 저렴하고 독성이 적은 대체 용제입니다.
유기 용제 탈지는 무열 공정, 빠른 탈지 속도, 금속 표면의 부식이 없는 것이 특징입니다. 특히 알칼리성 용액으로는 제거하기 어려운 점도가 높고 융점이 높은 광유를 제거하는 데 적합합니다.
따라서 거의 모든 표면 처리 기술, 특히 오일 오염이 심한 부품이나 알칼리성 탈지 용액으로 인해 부식되기 쉬운 금속 부품에 적합한 전처리 기술입니다.
그러나 이 방법은 포괄적이지 않으며 탈지 과정을 보완하기 위해 화학적 및 전기 화학적 방법이 필요할 수 있습니다. 또한 대부분의 유기 용제는 가연성 및 독성이 있으며 비용이 많이 들 수 있습니다.
작동 중에는 안전을 우선시하고 예방 조치를 취하며 환기를 잘 유지하는 것이 중요합니다.
현재 알칼리성 용액을 사용한 화학적 탈지가 생산에 널리 사용되고 있습니다.
이 방법은 유기 용제보다 기름 제거 시간이 길지만 무독성, 불연성, 간단한 장비가 필요하고 저렴하고 작동하기 쉽다는 장점이 있어 기름 제거에 합리적인 선택이 될 수 있습니다.
이 방법의 핵심은 비누화 및 유화를 통해 기름을 제거하는 것입니다. 전자는 동물성 및 식물성 오일을 제거하고 후자는 미네랄 오일을 제거합니다.
프로세스를 적절히 선택하면 두 가지 유형의 그리스를 제거하는 것이 어렵지 않습니다.
그러나 코팅의 결합 강도에 대한 요구 사항이 높은 경우 도금 부품의 화학적 오일 제거를 위해 알칼리성 용액에만 의존하는 것은 충분하지 않을 수 있습니다.
특히 기름 얼룩이 주로 광유인 경우 제거 시간이 오래 걸리고 알칼리성 기름 제거 용액의 제한된 유화 효과로 인해 완전히 제거되지 않을 수 있으므로 더욱 그렇습니다.
이러한 경우 만족스러운 결과를 얻으려면 유화력이 강한 전기 화학적(전해) 기름 제거를 사용해야 합니다.
전해식 기름 제거라고도 하는 전기 화학적 기름 제거는 금속 부품을 기름 제거 액체에 넣고 직류에 연결한 상태에서 해당 부품을 양극 또는 음극으로 사용하여 기름을 제거하는 프로세스입니다.
전기 화학적 탈지 용액의 구성은 화학적 탈지 용액의 구성과 유사합니다.
일반적으로 니켈 플레이트 또는 니켈 도금 철판이 카운터 전극으로 사용되며, 이는 도체 역할만 합니다.
생산 경험에 따르면 전기화학적 기름 제거는 화학적 기름 제거보다 몇 배 더 빠르고 효과적으로 기름 오염을 제거하는 것으로 나타났습니다. 이는 전기 화학적 오일 제거 메커니즘 때문입니다.
초음파 세척은 트랜스듀서에 의해 고주파 기계적 진동으로 변환되는 고주파 진동 신호를 사용합니다.
초음파는 기체, 액체, 고체, 고용체 등 다양한 매체에서 효과적으로 전파될 수 있으며 강한 에너지를 전달할 수 있습니다. 초음파는 탱크 벽을 통해 탱크의 세척액으로 전달되어 반사, 간섭 및 공명으로 인해 액체의 미세 기포가 진동하게 됩니다.
초음파는 초음파 세척의 기본이 되는 인터페이스에 강한 충격과 캐비테이션을 일으킵니다. 초음파 세척의 효과는 세척액의 종류, 세척 방법, 세척 온도 및 시간, 초음파 주파수, 전력 밀도, 세척 대상 부품의 복잡성 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.
초음파 세척에 사용되는 일반적인 액체에는 유기 용제, 알칼리성 용액, 수용성 세척액 등이 있습니다.
가장 일반적으로 사용되는 초음파 세척 및 탈지 장치는 초음파 변환기, 세척 탱크 및 발전기로 구성됩니다. 또한 세척액 순환, 여과, 가열 및 운송을 위한 추가 구성 요소가 포함될 수도 있습니다.
초음파 청소는 간편하고 청소 속도가 빠르며 결과가 좋기 때문에 널리 사용되는 방법입니다.
저온 고효율 세정제를 사용하여 금속 표면의 기름 얼룩을 제거하면 매우 효과적일 뿐만 아니라 세척 온도가 낮아 에너지 효율도 높습니다.
진공 탈지 청소는 새롭고 환경 친화적인 청소 기술입니다. 인체에 미치는 영향이 적고 자극이 적으며 냄새가 없는 탄화수소 세정제를 사용합니다.
이 기술은 트리에탄올아민과 동일한 수준의 세정력을 제공하며 알칼리성 주류보다 훨씬 더 효과적입니다. 또한 세정제는 회수 및 재생이 가능합니다.
진공 탈지 세척 장치는 무공해, 높은 안전율, 높은 생산성, 자재 자동 적재 및 하역이 가능한 폐쇄형 시스템으로 작동이 편리합니다.
앞으로는 액체 세척 여부와 관계없이 진공 탈지 기술이 널리 사용될 것으로 예상됩니다.
항공기와 같은 중요한 대형 부품의 표면 비파괴 검사를 통해 피로 균열 및 경질 손상을 탐지할 때는 먼저 표면 코팅(페인트)을 제거해야 합니다.
코팅을 제거하는 전통적인 방법에는 화학적 스트리핑 또는 연마 휠을 사용한 수동 연마가 있지만 두 가지 방법 모두 단점이 있습니다. 화학적 스트리핑은 금속 매트릭스를 부식시키고 손상시킬 수 있으며, 그라인딩 휠로 연마하면 기판이 쉽게 손상되고 효율성이 떨어집니다.
최근에는 플라스틱 샷 스프레이를 이용한 새로운 페인트 제거 공정이 개발되어 좋은 결과를 보이고 있습니다. 이 공정은 압축 공기로 구동되는 스프레이 건을 통해 과립형 플라스틱을 작업물 표면에 고속으로 분사하는 방식입니다.
페인트 레이어는 날카로운 모서리 플라스틱 샷의 모서리와 표면이 절단되어 충격을 받습니다. 이렇게 하면 페인트를 효율적으로 제거할 수 있습니다.
플라스틱 샷 페인트 제거는 페인트 층보다 경도가 높지만 기판이나 코팅 및 양극산화 표면층보다 낮은 플라스틱 샷으로 인해 기판이나 코팅에 손상을 주지 않는 등 여러 가지 장점이 있습니다. 또한 새 페인트 층에 깨끗한 표면을 제공하여 접착력을 향상시킵니다. 또한 플라스틱 펠릿은 재활용이 가능하며 벗겨진 페인트 층에서 쉽게 분리할 수 있습니다.
초음파 샌드 블라스팅은 압축 공기를 사용하여 단단한 모래 입자를 표면에 고속으로 분사하여 기계적 스크러빙 효과를 내어 기판의 표면을 거칠게 만드는 공정입니다. 초음파 샌드 블라스팅의 속도는 초당 300~600미터로 기존 샌드 블라스팅보다 효율적이며, 블라스팅 효율은 3~5배 더 높습니다.
교량, 선박, 보일러, 파이프 라인 등에 표면 코팅을 적용하기 전 표면을 청소하는 등 대형 구조물 부품의 표면 전처리에 주로 사용됩니다. 또한 스프레이 효과에 대한 요구 사항이 높은 부품이나 대형 장비의 스프레이 전 표면 거칠기 처리와 페인트, 시멘트, 유기 또는 무기 스케일 등 자연 오염이 심한 장비 표면 청소에도 자주 사용됩니다.
거칠게 처리하면 코팅과 기판 사이의 "앵커 후크" 효과가 증가하여 코팅의 수축 응력이 감소하고 코팅과 기판 사이의 결합 강도가 향상됩니다.
샌드 블라스팅에 사용되는 모래는 경도, 밀도, 분쇄 저항성이 높고 먼지 함량이 낮아야 합니다. 입자 크기는 필요한 표면 거칠기에 따라 결정해야 합니다. 일반적으로 사용되는 모래 입자에는 커런덤 모래(알루미나), 실리카 모래, 탄화규소 및 에머리가 있습니다.
초음속 표면 촬영 피닝 은 초음속 발사체를 공작물 표면에 분사하여 표면에 소성 변형을 일으키고 일정 두께의 강화층을 형성하는 공정입니다.
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.
KO 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU