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가공 시 표면 품질에 영향을 미치는 요인

이 문서에서는 공구 선택, 절삭 파라미터, 재료 특성 등 가공에서 표면 품질에 영향을 미치는 주요 요인에 대해 자세히 설명합니다. 이러한 변수를 이해함으로써 우수한 결과를 위해 가공 공정을 최적화하는 방법을 배울 수 있습니다. 사소한 조정으로 최종 제품의 외관과 성능을 크게 개선할 수 있는 방법을 살펴보세요.

마지막으로 업데이트되었습니다:
7월 13, 2024
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목차

I. 절단 후 표면 거칠기에 영향을 미치는 요인

1. 기하학적 요소

기하학적 요소는 주로 도구의 모양과 기하학적 각도, 특히 도구 팁 반경 r을 나타냅니다. ε 메인 절삭날 각도 K r 및 보조 절삭날 각도 K' r 와 이송 속도 f, 절삭 날 자체의 표면 거칠기 등을 고려합니다.

이상적인 절단 조건에서 최대 높이 R 최대 기하학적 요인으로 인한 이론적 표면 거칠기의 비율은 기하학적 관계로부터 계산할 수 있습니다.

그림 1에서와 같이, r ε =0이면 R 최대 =f/(cotK r +cosK' r ).

그림 1 회전 중 잔여 면적의 높이
그림 1 회전 중 잔여 면적의 높이

a) 둥근 모서리로 돌리기
b) 날카로운 모서리로 돌리기

실제로 툴팁에는 항상 특정 반경, 즉 rε ≠0. 이 경우 R최대 ≈f2 /(8rε )를 얻을 수 있습니다.

2. 물리적 요인

가공된 재료의 특성 및 절단 메커니즘과 관련된 물리적 요인이 존재하기 때문에 절단 후 실제 표면 거칠기는 이론적 표면 거칠기와 크게 다를 수 있습니다.

플라스틱 소재의 경우, 특정 절단 속도를 사용하면 공구 표면에 높은 경도의 빌드업 에지가 형성되어 절삭 공정에서 절삭 날을 대체하여 공구의 기하학적 각도와 절삭 두께가 변경됩니다.

레이크 면에 칩이 마찰 및 냉간 용접되면 칩이 주기적으로 유지되어 절삭층을 밀고 압착하는 공구를 교체하여 절삭층과 공작물 사이에 찢어짐이 발생하여 스케일이 형성될 수 있습니다. 또한 모서리와 칩이 유지되는 기간이 안정적이지 않아 표면 거칠기 값이 크게 증가합니다.

절삭 공정 중에 공구의 모서리 반경과 측면면의 압축 및 마찰로 인해 금속 재료의 소성 변형이 발생하여 이론적 잔류 단면이 왜곡되고 표면 거칠기 값이 증가합니다.

3. 기술적 요인

(1) 공구의 기하학적 모양, 재질 및 연삭 품질

이러한 파라미터가 표면 거칠기에 미치는 영향은 이론적 잔류 면적, 마찰, 압축 및 소성 변형, 진동 가능성에 대한 영향을 통해 분석할 수 있습니다. 예를 들어 경사각 γ를 높이면 절삭력이 감소하여 소성 변형이 줄어들어 표면 거칠기가 감소하지만, γ가 너무 크면 절삭날이 공작물을 절단하는 경향이 있어 진동이 더 쉽게 발생하여 표면 거칠기가 증가합니다.

또한 도구 팁 반경 r을 늘리면ε 는 기하학적 관점에서 표면 거칠기를 줄일 수 있지만 절단 시 압축과 소성 변형도 증가시킵니다. 따라서 rε 는 특정 범위 내에서만 표면 거칠기를 줄이는 데 유용합니다.

공구 소재의 경우 주요 고려 사항은 열경도, 마찰 계수, 가공 소재와의 친화력입니다. 열간 경도가 높으면 내마모성이 우수하고, 마찰 계수가 작으면 칩 제거가 용이하며, 가공된 소재와의 친화력이 낮으면 모서리와 스케일 형성 가능성이 줄어듭니다.

공구의 연삭 품질은 주로 절삭 날에 반영됩니다. 날카로운 모서리는 우수한 절삭 성능을 제공하며, 모서리의 표면 거칠기 값이 작으면 공작물에 대한 공구 표면 거칠기의 재현을 줄이는 데 도움이 됩니다.

(2) 절단 매개변수

이송 속도 f는 이론적 잔류 높이에 직접적인 영향을 미치며 절삭력과 재료 소성 변형에 영향을 미칩니다. f>0.15mm/R인 경우 f를 줄이면 표면 거칠기가 크게 감소할 수 있으며, f<0.15mm/R인 경우 소성 변형의 영향이 지배적이며 f를 더 줄여도 표면 거칠기에 미치는 영향은 거의 없습니다.

일반적으로 절단 깊이는p 는 표면 거칠기에 큰 영향을 미치지 않습니다. 그러나p 와 f가 너무 작으면 공구 선명도와 시스템 강성이 충분하지 않아 절삭이 이루어지지 않아 표면 거칠기가 실제로 증가하여 압축이 발생할 수 있습니다.

절단 속도 v가 높을수록 가장자리와 스케일이 쌓이는 것을 방지할 수 있습니다. 플라스틱 소재의 경우 소성 변형 속도를 초과하는 v로 고속 절단하면 소재가 완전히 변형되는 것을 방지하고, 취성 소재의 경우 고속 절단 시 더 높은 온도가 발생하여 소재의 취성이 낮아지므로 고속 절단은 표면 거칠기를 줄이는 데 유리합니다.

(3) 공작물 소재 및 윤활 냉각

소재의 가소성 정도는 표면 거칠기에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 가소성이 높을수록 쌓인 가장자리와 스케일이 형성되고 자라기 쉬워 표면 거칠기가 높아집니다. 가공된 취성 소재의 표면 거칠기는 이론적인 표면 거칠기에 더 가깝습니다.

동일한 소재의 경우 입자 구조가 클수록 가공 후 표면 거칠기가 높아집니다. 따라서 가공 전 담금질 및 템퍼링과 같은 열처리를 통해 재료 경도를 높이고 가소성을 줄이며 입자 구조를 개선하고 표면 거칠기를 줄일 수 있습니다.

적절한 선택 절삭유 는 변형과 마찰을 줄이고, 모서리와 스케일이 쌓이는 것을 억제하며, 절단 온도를 낮추어 표면 거칠기를 줄이는 데 도움이 됩니다.

II. 연삭 후 표면 거칠기에 영향을 미치는 요인

1. 그라인딩 휠

연삭 후 표면 거칠기에 영향을 미치는 주요 요인으로는 입자 크기, 경도, 구조, 재질, 드레싱 및 연삭 휠의 회전 균형 품질이 있습니다.

입자 크기가 미세할수록 단위 면적당 연마 입자가 많아져 가공된 표면에 더 미세하고 균일한 스크래치가 발생하여 표면 거칠기가 낮아집니다. 물론 해당 절삭 깊이도 더 작아야 하며, 그렇지 않으면 휠이 막혀서 연소가 발생할 수 있습니다.

연삭 휠의 경도는 연마 입자가 휠에서 쉽게 분리되는 정도를 나타냅니다. 연삭 휠의 선택은 공작물 재료와 가공 요구 사항에 따라 달라집니다. 휠이 너무 단단하면 무딘 입자가 분리되지 않고, 너무 부드러우면 입자가 너무 쉽게 분리됩니다. 두 시나리오 모두 입자의 절단 작용을 약화시켜 표면 거칠기를 낮추기 어렵게 만듭니다.

구조는 연마 입자, 결합제 및 기공의 비율을 나타냅니다. 조밀한 구조는 높은 정밀도와 낮은 표면 거칠기를 달성할 수 있습니다. 느슨한 구조는 막힐 가능성이 적고 부드러운 소재 가공에 적합합니다.

그라인딩 휠의 재질은 연마재를 의미합니다. 연마재를 선택할 때는 가공 품질과 비용을 모두 고려해야 합니다. 예를 들어 다이아몬드 휠은 표면 거칠기가 매우 낮지만 가공 비용이 더 높습니다.

휠 드레싱은 지면 표면 거칠기에 큰 영향을 미칩니다. 드레싱을 통해 휠은 올바른 기하학적 모양과 날카로운 미세 모서리를 가질 수 있습니다. 휠 드레싱의 품질은 사용되는 드레싱 도구 및 드레싱 중 세로 이송 속도와 밀접한 관련이 있습니다.

세로 이송 속도가 매우 작은 싱글 포인트 다이아몬드 드레서를 사용하면 매우 낮은 표면 거칠기를 달성하는 휠을 생산할 수 있습니다. 연삭 휠의 회전 균형 품질도 연삭 표면 거칠기에 영향을 미칩니다.

2. 연삭 매개변수

주요 연삭 파라미터에는 휠 속도, 공작물 속도, 이송 속도, 연삭 깊이(절삭 깊이), 스파크 아웃 패스 횟수 등이 있습니다.

더 빠른 휠 속도 vs 는 각 연마 입자가 단위 시간당 더 적은 재료를 제거하여 절삭력을 줄이고 열 영향 영역이 얕아지며 단위 면적당 더 많은 스크래치가 발생하고 재료의 소성 변형 속도를 앞지르므로 표면 거칠기가 낮아질 수 있음을 의미합니다. 더 높은 vs 또한 생산성을 높여주기 때문에 고속 연삭이 빠르게 발전하고 있습니다.

공작물 속도 v의 효과g 의 표면 거칠기는 v의 거칠기와 반대입니다.s 더 높은 vg 는 표면 거칠기를 증가시킵니다. 축 방향 이송 속도 f가 작을수록 단위 시간당 처리되는 길이가 줄어들어 표면 거칠기가 낮아집니다.

절단 깊이p 는 표면 거칠기에 상당한 영향을 미칩니다. 감소p 를 사용하면 공작물 소재의 소성 변형이 줄어들어 표면 거칠기가 감소하지만 생산성도 낮아집니다.

이 문제를 해결하기 위해 그라인딩 프로세스는 더 큰 a p 를 사용한 다음 더 작은 a p 를 클릭하고 마지막으로 축 방향 피드만 있고 횡 방향 피드는 없는 스파크 아웃 패스를 여러 번 수행합니다.

또한 공작물 소재의 특성과 절삭유의 선택 및 사용도 표면 거칠기에 상당한 영향을 미칩니다.

III. 표면층의 물리적 및 기계적 특성에 영향을 미치는 주요 요인

1. 가공된 표면의 냉간 가공 경화

가공 중 가공 표면의 미세 경도는 소성 변형으로 인한 냉간 가공 경화, 절삭 열로 인한 재료 연화, 금속학적 구조 변경으로 인한 경도 변화의 복합적인 효과의 결과입니다.

절삭력은 금속 표면층의 소성 변형, 결정립 사이의 전단 미끄러짐, 격자 왜곡, 결정립 신장, 파편화 및 섬유화를 유발하여 표면층 재료를 강화하여 강도와 경도를 증가시킵니다.

절단 열이 경화에 미치는 영향은 더 복잡합니다. 온도가 상변형 온도보다 낮으면 절단 열이 표면층을 부드럽게 하고 소성 변형된 층에서 회복 및 재결정화를 일으켜 소재를 약화시킬 수 있습니다. 온도가 더 높으면 상변형이 발생하며, 이 경우 냉각 조건과 함께 변형 후 경도의 변화를 고려해야 합니다.

선삭, 밀링, 대패 및 기타 절삭 공정에서는 절삭력에 의한 소성 변형이 지배적인 역할을 하며, 공작물 경화가 더 두드러집니다. 연삭 온도는 절삭 온도보다 훨씬 높기 때문에 연삭 공정에서는 연삭 열 및 냉각 조건에 의해 결정되는 연화 또는 금속학적 구조 변화가 지배적인 역할을 하는 경우가 많습니다.

연삭 온도가 재료의 템퍼링 온도를 크게 초과하지만 상 변환 온도보다 낮으면 열 효과로 인해 재료가 연화되어 경도 소르바이트 또는 트루스타이트가 낮아집니다.

경화강을 연삭하면 표면 온도가 상전이 온도를 초과한 것입니다. 가장 바깥쪽 층의 온도가 가장 높고 냉각이 충분하기 때문에 일반적으로 상대적으로 경도가 높은 2차 담금질 마르텐사이트가 얻어집니다. 하위 외부 층의 온도가 약간 낮고 냉각이 불충분하여 경도가 낮은 강화 구조가 생성됩니다. 따라서 공작물의 표면층 경도는 전체 재료에 비해 가장 바깥쪽 층에서 상대적으로 높고 하위 외층에서 약간 낮습니다.

표면층 냉간 가공 경화에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다:

(1) 절단력

절삭력이 클수록 소성 변형이 커지고 공작물 경화가 더 심해집니다. 따라서 이송 속도 f, 절삭 깊이 a를 증가시키면p 를 클릭하고 공구 레이크 각도 γ를 줄입니다.o 및 이격각 αo 는 모두 절삭력을 증가시켜 냉간 가공이 심하게 경화됩니다.

(2) 절단 온도

절단 온도가 높을수록 연화 효과가 커져 경화 정도가 줄어듭니다.

(3) 절단 속도

절삭 속도가 매우 높으면 공구와 공작물 사이의 접촉 시간이 매우 짧고 절삭 금속의 변형 속도가 매우 빠르기 때문에 가공된 표면 금속의 소성 변형이 불충분하여 결과적으로 작업 경화도 그에 따라 작아집니다.

위의 세 가지 측면에서 영향을 미치는 요소는 주로 공구의 기하학적 파라미터, 절삭 파라미터 및 가공된 재료의 기계적 특성입니다. 따라서 다음과 같은 측면에서 표면층 냉간 가공 경화를 줄이기 위한 조치를 고려할 수 있습니다:

  • 공구의 기하학적 매개변수를 합리적으로 선택하고, 더 큰 레이크와 간격 각도를 사용하고, 연삭 시 절삭날 반경을 최소화하세요.
  • 절삭 파라미터를 합리적으로 선택하고, 더 높은 절삭 속도 v, 더 작은 이송 속도 f, 더 작은 절삭 깊이 a를 사용합니다.p .
  • 도구를 사용할 때는 뒷면의 마모 정도를 합리적으로 제한해야 합니다.
  • 절삭유를 적절히 사용하면 냉각과 윤활이 잘 이루어지면 냉간 가공 경화를 줄일 수 있습니다.

2. 표면층 금속 구조 변화 및 연삭 화상

절삭 공정 중에는 가공 영역의 절삭 열 작용으로 인해 가공 표면의 온도가 상승합니다. 온도가 금속 조직 구조 변형의 임계점 이상으로 상승하면 금속 조직 구조에 변화가 발생합니다.

연삭 중 단위 부피의 재료를 제거하는 데 소비되는 에너지는 다른 절삭 공정의 수십 배에 달하는 경우가 많습니다. 이 막대한 에너지 소비의 대부분은 열로 변환됩니다. 연삭 칩의 크기가 작고 연삭 휠의 열전도율이 낮기 때문에 연삭 중에 약 70% 이상의 열이 순간적으로 공작물에 유입됩니다.

연삭 영역의 온도는 강철의 녹는점을 초과하는 1500-1600°C에 도달할 수 있으며 공작물의 표면층 온도는 상전이 온도 Ac를 초과하는 900°C 이상에 도달할 수 있습니다.3 . 다양한 냉각 조건과 결합하면 표면층의 금속학적 구조가 매우 복잡하게 변화할 수 있습니다.

(1) 연삭 화상의 주요 유형

연삭 화상을 분석하기 위해 담금질된 강철을 예로 들어 보겠습니다. 연삭 중에 공작물의 표면층 온도가 상전이 온도 Ac를 초과하는 경우 3 (일반 중탄소강의 경우 약 720°C)에서 표면층이 오스테나이트로 변합니다.

이때 절삭유가 충분하면 표면층이 빠르게 냉각되어 강화 마르텐사이트보다 경도가 높은 이차 담금질 마르텐사이트를 형성하지만 경도 층이 매우 얇고 그 아래에 강화 소르바이트 또는 트루스타이트가 있습니다. 이때 전체적인 표면 경도가 감소하는데, 이를 담금질 화상이라고 합니다.

표면층이 오스테나이트로 변한 후 절삭유가 없으면 표면층이 어닐링되고 경도가 급격히 떨어지는데, 이를 어닐링 화상이라고 합니다. 연삭 온도가 상전이 온도와 마르텐사이트 변성 온도(중탄소강의 경우 약 300-720°C) 사이에 있는 경우 마르텐사이트는 템퍼링 화상이라고 하는 강화 트루스타이트 또는 소르바테로 변성됩니다.

(2) 연삭 화상에 영향을 미치는 주요 요인 및 예방 조치

연삭 화상에 영향을 미치는 요인으로는 연삭 매개변수, 공작물 재질, 연삭 휠 성능 및 냉각 조건이 있습니다.

화상의 종류에 관계없이 화상이 심하면 부품의 수명이 몇 배로 줄어들거나 완전히 사용할 수 없게 됩니다.

따라서 연삭 중 화상을 방지하려면 연삭 화상의 근본 원인은 연삭 영역의 지나치게 높은 온도입니다. 따라서 연삭 화상을 방지하기 위해 연삭 열 발생을 줄이고 연삭 열 방출을 가속화해야 합니다. 구체적인 방법은 다음과 같습니다:

1) 연삭 매개변수를 합리적으로 선택합니다.

절단 깊이 p 는 연삭 온도 상승에 가장 큰 영향을 미치므로 화상을 줄이는 관점에서 너무 크지 않아야 합니다. 이송 속도 f를 높이면 단위 시간당 연삭 영역의 연삭력과 열 발생률이 증가하지만 열원의 면적도 증가하고 지수의 증가가 더 커져 연삭 영역의 단위 면적당 열 발생률이 감소합니다. 따라서 f를 높이면 생산성 향상과 화상 감소에 모두 도움이 됩니다.

공작물 속도 vg 가 증가하면 표면층 온도 t b 은 증가하지만 표면과 열원 사이의 접촉 시간이 짧아 열이 내부 층으로 침투하기 어렵고 화상 층이 더 얇아집니다. 매우 얇은 번 층은 후속 노피드 연삭 또는 미세 연삭, 랩핑, 연마 및 기타 공정에서 제거될 수 있습니다.

이러한 관점에서 볼 때 문제는 표면 화상 여부가 아니라 화상 층이 얼마나 깊은지가 중요합니다. 따라서 vg 는 연삭 화상을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있습니다. v 증가g 만으로는 표면 거칠기 값이 증가하고, 거칠기 값을 줄이려면 연삭 휠 속도 vs 를 동시에 적절하게 늘릴 수 있습니다.

2) 그라인딩 휠을 합리적으로 선택하고 적시에 드레싱합니다.

먼저 그라인딩 휠을 합리적으로 선택합니다. 일반적으로 연삭 과정에서 휠의 자가 연마 능력이 우수하도록 너무 단단한 휠을 사용하지 마십시오. 연마재를 선택할 때는 다양한 공작물 재료 연삭에 대한 적응성을 고려하세요.

고무 결합 휠을 사용하면 연마 입자가 과도한 절삭력을 받을 때 자동으로 수축하여 절삭 깊이를 줄이고 절삭력과 표면층 온도를 낮추는 탄성이 있기 때문에 표면 화상을 줄이는 데 도움이 됩니다. 휠의 입자 크기가 작을수록 칩이 휠을 막는 것이 더 쉬워지고 공작물이 연소될 가능성이 높아집니다. 따라서 더 부드럽고 입자가 큰 휠을 선택하는 것이 좋습니다.

연삭 모서리 사이의 간격을 늘리면 휠과 공작물 사이에 간헐적인 접촉이 발생하여 공작물의 가열 시간이 단축되고 방열 조건이 개선되어 열 손상 정도를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

연삭 휠이 무뎌지면 대부분의 연마 입자는 절단 작용 없이 가공된 표면을 압축하고 문지르기만 하여 연삭 온도가 상승합니다. 따라서 휠은 적시에 옷을 입혀야 합니다.

3) 냉각 방법을 개선하고 냉각 효과를 높입니다.

절삭유를 사용하면 냉각 효과를 개선하고 화상을 방지할 수 있습니다. 핵심은 절삭유를 절삭 영역으로 전달하는 방법입니다. 일반적인 절삭 방식(그림 2), 즉 기존의 노즐 분사 냉각 방식을 사용할 경우 연삭 휠의 고속 회전으로 인해 표면에 강한 기류가 발생하여 절삭유가 연삭 영역으로 들어가기 어렵습니다. 또한 이미 연삭 영역을 벗어난 가공 표면에만 대량으로 분사되는 경우가 많아 냉각 효과가 떨어지는 경우가 많습니다.

그림 2 일반적인 냉각 방법
그림 2 일반적인 냉각 방법

일반적으로 다음과 같은 개선 조치를 취할 수 있습니다: 냉각 효과를 높이고 연삭 휠 표면을 헹구기 위한 고압, 고유량 냉각. 단, 절삭유가 튀는 것을 방지하기 위해 공작 기계에 보호 커버를 장착해야 합니다. 내부 냉각은 중공 원추형 커버(그림 3)를 통해 연삭 휠의 중앙 캐비티로 절삭유를 유입한 다음 원심력의 작용으로 연삭 휠의 기공을 통해 연삭 영역으로 직접 들어갑니다.

그림 3 내부 냉각 연삭 휠
그림 3 내부 냉각 연삭 휠

1-원뿔형 커버
2-절삭유 통로
3-그라인딩 휠 센터 캐비티
4- 방사형 작은 구멍이 있는 얇은 벽 슬리브

그러나 이 방법은 그라인딩 휠이 다공성이어야 하며 냉각 중에 많은 양의 물 분무가 발생하기 때문에 보호 커버가 필요합니다.

4) 에어 배플을 설치합니다.

노즐 위의 배플은 연삭 휠 표면에 가까워 고속 회전 연삭 휠 표면에 부착된 고압의 공기 흐름을 감소시킵니다. 절삭유가 연삭 영역에 적절한 각도로 분사됩니다(그림 4). 이 방법은 고속 연삭에 매우 유용합니다.

그림 4 에어 배플이 있는 절삭유 노즐
그림 4 에어 배플이 있는 절삭유 노즐

3. 가공된 표면층의 잔류 응력

가공 공정 중에 가공된 표면층이 모재에 비해 모양, 부피 또는 미세 구조에 변화를 겪으면 표면층에 잔류 응력이 발생합니다. 외부 층의 응력은 내부 층의 응력과 부호가 반대이며 서로 균형을 이룹니다.

표면층에 잔류 응력이 발생하는 데에는 세 가지 주요 이유가 있습니다:

(1) 저온 소성 변형

냉간 소성 변형은 주로 절삭력에 의해 발생합니다. 가공 과정에서 가공된 표면은 절삭력으로 인해 인장 응력을 받습니다. 외층의 응력이 커지면 연신 소성 변형이 발생하여 표면적이 증가하고, 내층의 응력은 작아져 탄성 변형 상태가 됩니다.

절삭력이 제거된 후 내부 층 재료는 회복되는 경향이 있지만 외부 층의 소성 변형된 금속에 의해 제한을 받습니다. 따라서 외부 레이어에는 잔류 압축 응력이, 하위 외부 레이어에는 잔류 인장 응력이 균형을 이루기 위해 존재합니다.

(2) 열 소성 변형

열 소성 변형은 주로 절단 열에 의해 발생합니다. 공작물은 절삭 열의 작용으로 팽창하며 외층 온도가 내층보다 높기 때문에 외층의 열 팽창이 더 심하지만 내층의 온도가 낮으면 외층의 팽창을 방해하여 열 응력을 생성합니다.

외층은 압축 응력을 받고 있고 하부 외층은 인장 응력을 받고 있습니다. 외층의 온도가 충분히 높고 열 응력이 재료의 항복 한계를 초과하면 열 소성 변형이 발생하고 외층 재료는 압축 응력의 작용으로 상대적으로 짧아집니다.

절단 공정이 끝나고 공작물 온도가 실온으로 떨어지면 이미 발생한 열 소성 변형으로 인해 외층이 완전히 수축할 수 없으며 재료가 상대적으로 짧아집니다. 또한 기판에 의해 제한되어 외층에 인장 응력이 발생하고 하위 외층에 압축 응력이 발생합니다.

(3) 미세 구조 변화

절단 온도가 재료의 상변환 온도 Ac₃를 초과할 만큼 충분히 높으면 표면층에서 상변환이 일어납니다. 미세 구조마다 밀도가 다르기 때문에 상 변환은 부피 변화를 일으킵니다.

기본 재료의 제한으로 인해 표면층이 부피가 팽창하면 압축 응력이 발생하고 수축하면 인장 응력이 발생합니다. 다양한 일반적인 미세 구조의 밀도 값은 마르텐사이트 ρ₀ ≈ 7.75g/cm³, 펄라이트 ρ₁ ≈ 7.78g/cm³, 페라이트 ρ₂ ≈ 7.88g/cm³, 오스테나이트 ρ₃ ≈ 7.96g/cm³입니다.

연삭 경화강을 예로 들어보면, 경화강의 원래 구조는 마르텐사이트입니다. 연삭 후 표면층이 템퍼링을 거치면서 마르텐사이트가 펄라이트에 가까운 밀도의 트루스타이트 또는 소르바이트가 되어 밀도가 증가하고 부피가 감소하여 표면층에 잔류 인장 응력이 발생할 수 있습니다.

표면 온도가 상변환 온도 Ac₁를 초과하고 냉각이 충분하면 표면층에 남아있는 오스테나이트가 다시 마르텐사이트로 변하면서 부피가 팽창하여 표면층에 잔류 압축 응력을 생성합니다.

실제 생산에서 가공 후 표면층의 잔류 응력은 위의 세 가지 요인이 복합적으로 작용한 결과입니다. 잔류 응력에 영향을 미치는 기술적인 요소는 매우 복잡합니다.

일반적으로 소성 변형을 줄이고 가공 온도를 낮추는 요인은 가공된 표면의 잔류 응력 값을 줄이는 데 도움이 됩니다. 절삭 공정의 경우 일반적으로 작업 경화 정도를 줄이는 기술적 조치가 잔류 응력을 줄이는 데 도움이 됩니다.

For 연삭 공정표면 열 손상을 줄일 수 있는 조치는 잔류 인장 응력을 방지하거나 줄이는 데 도움이 됩니다. 표면층의 잔류 응력이 재료의 강도 한계를 초과하면 재료 표면에 균열이 발생합니다.

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