연삭 유체: 유형, 응용 분야 및 모범 사례

I. 연삭 유체 요구 사항

연삭유는 주로 연삭 온도를 낮추고, 가공 표면 품질을 개선하고, 연삭 효율을 높이고, 휠 수명을 연장하고, 공작물 연소, 균열 및 열 변형을 방지하는 데 사용됩니다. 연삭 효과 개선의 관점에서 연삭유는 다음과 같은 기능을 수행해야 합니다:

1. 냉각 효과

연삭 유체의 냉각 효과는 주로 연삭 영역에서 연삭 열을 제거하여 연삭 온도를 낮춥니다.

2. 윤활 효과

연삭유는 연마 입자와 공작물 표면 사이를 관통하여 금속 표면에 부착되어 윤활막을 형성하고 연마 입자와 공작물 표면 사이의 마찰을 줄여 휠의 절삭 성능을 향상시켜 표면 거칠기 값을 더 작게 얻을 수 있습니다.

3. 세척 및 칩 플러싱 효과

연삭유는 유동성이 높아 칩 제거 홈을 통해 칩과 떨어진 연마 입자를 즉시 씻어낼 수 있습니다.

4. 녹 방지 효과

연삭유에 녹 방지제를 첨가하면 금속 표면에 보호막을 형성하여 공작물과 기계가 일정 기간 동안 녹슬지 않도록 보호할 수 있습니다.

위의 효과 외에도 연삭유는 무독성, 무취, 피부 자극 없음, 비부식성, 화학적 안정성, 부패 및 열화에 강하고 거품이 생기지 않으며 폐유 처리 및 재활용이 용이하고 환경 오염을 피할 수 있어야 합니다.

첨가제는 일반적으로 유분 첨가제, 극압 첨가제, 녹 방지제, 거품 방지제, 유화제 등 연삭유의 성능을 개선하는 데 사용됩니다.

일반적인 유체 공급 방법으로는 주입 방식, 고압 냉각 방식, 내부 냉각 공급 방식, 초음파 공급 방식, 휠 함침 방식 등이 있습니다.

II. 연삭유의 종류와 용도

연삭유에는 여러 종류가 있으며, 일반적으로 수용성 연삭유와 지용성 연삭유라는 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 수용성 연삭유는 다시 에멀젼, 투명 수용액, 전해질 수용액으로 나눌 수 있습니다.

수용성 연삭액의 주성분은 물이며 다른 첨가제가 첨가됩니다. 냉각 효과가 뛰어나고, 준비하기 쉽고, 비용 효율적이며, 오염을 유발할 가능성이 적습니다.

수용성 연삭유의 주성분은 대부분 미네랄 오일입니다. 일반적인 미네랄 오일은 녹 억제제가 첨가된 저점도 또는 중간 점도의 미네랄 오일입니다. 예를 들어 윤활을 강화하기 위해 기계유, 경유 또는 등유에 지방산을 첨가합니다.

또한 황, 염소, 인과 같은 원소가 포함된 극압 첨가제를 연삭유에 첨가하여 침투력과 윤활성이 우수한 극압 오일을 형성하여 작은 표면 거칠기 값이 필요한 공정에 적합합니다.

수용성 연삭유는 접착력이 우수하고 공기를 차단하며 연삭 영역에서 산화 및 가수분해와 같은 바람직하지 않은 화학 반응을 방지할 수 있습니다. 예를 들어, CBN 휠은 고온에서 물과 반응하기 쉽기 때문에 CBN 휠을 사용한 고속 연삭에는 수용성 연삭유를 사용해야 합니다.

수용성 연삭유는 연삭 속도와 속도를 높이는 데 사용되며, 특히 CBN 휠 연삭에 적합합니다. 잔류 미네랄 오일로 만든 수용성 연삭유는 일반적으로 냉각수 및 윤활유로 사용되며, 고온 조건에서 빠르게 노화됩니다. 적절한 휠 품질을 선택하면 수용성 연삭유는 대부분의 연삭 작업에 적응할 수 있습니다.

합성 수용성 연삭유는 낮은 점도에서도 인화점이 높아 생산성이 높은 연삭 공정에 적합한 우수한 특성과 노화 안정성을 가지고 있습니다. 기존의 수용성 연삭유에 비해 합성 연삭유의 비용은 약 두 배입니다.

1. 수용성 연삭유의 장점

• 윤활 성능이 우수하기 때문에 전력 소모가 적습니다.
• 동일한 출력으로 분쇄 속도를 두 배로 높입니다.
• 휠 마모 감소, 드레싱 간격 연장.
• 높은 표면 품질.
• 적절한 기계 처리를 통해 정기적으로 청결을 유지할 수 있습니다.
• 기본적으로 유지 관리가 필요 없습니다.
• 살균제를 포함하지 않으며 박테리아나 곰팡이의 침입에 취약하지 않습니다.

2. 수용성 연삭유의 단점 2.

• 인화성 및 폭발성(0.6%~7% 사이의 부피 분율로 공기와 혼합된 경우).
• 기계는 완전히 밀폐되어야 합니다.
• 오일 미스트 추출 장치와 방폭 도어가 있어야 합니다.
• 이산화탄소 소화 시스템이 장착되어 있어야 합니다.
• 열 방출이 적기 때문에 냉각수-윤활제의 양이 두 배로 필요합니다.
• 씰, 파이프 및 케이블은 내유성이 있어야 합니다.

표 1은 다양한 연삭유의 성능을 비교한 것이며, 표 2는 선택 시 참고할 수 있도록 일반적인 연삭유의 구성, 특성 및 사용법을 보여줍니다.

표 1 다양한 연삭유 성능 비교

표 2 일반적인 연삭유의 구성, 성능 및 지침

III. 고체 연삭제

위의 연삭유 외에도 고체 연삭제는 가공하기 어려운 재료를 연삭하기 위한 보조제로 사용되기도 합니다. 고체 연삭제는 주로 연삭 휠의 필러 역할을 합니다. 예를 들어, 연삭 휠의 충전재로 크라이오라이트를 사용하면 스테인리스강을 연삭할 때 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 흑연, 이황화 텅스텐, 이황화 몰리브덴도 고체 연삭제로 사용할 수 있습니다.

예를 들어 합금 함량이 높은 공구강을 연삭할 때, 특히 건식 연삭에서는 공작물에 화상과 균열이 생기기 쉬워 연삭이 더 어려워집니다. 이 문제를 해결하기 위해 이황화 몰리브덴과 알코올의 혼합물을 사용하여 건식 연삭 전에 연삭 휠을 담글 수 있습니다. 이렇게 하면 가공된 부품의 표면 품질을 개선하고 연삭 효율을 2배까지 높일 수 있습니다. 일반적으로 담금 공정은 간단하고 비용이 저렴하며 추진하기 쉽습니다.

이황화 몰리브덴은 연삭유의 윤활 능력을 향상시키기 위해 절삭 시 첨가제로도 사용할 수 있습니다. 이황화몰리브덴 10%와 중성 비누 4%~5%의 질량 비율로 기계유 또는 등유에 첨가할 수 있습니다.

IV. 올바른 연삭유 사용

• 연삭유는 연삭 휠과 공작물 사이의 접촉 영역에 직접 부어야 합니다.
• 냉각 효과를 얻으려면 연삭유의 흐름이 충분하고 휠의 전체 연삭 폭에 걸쳐 고르게 분사되어야 합니다.
• 연삭유를 연삭 영역에 적절한 압력으로 주입하여 우수한 세척 효과를 얻고 연삭 이물질이 연삭 영역의 휠 표면을 막는 것을 방지해야 합니다.
• 연삭유가 연삭기 밖으로 튀는 것을 방지하기 위해 스플래시 가드를 적절히 구성합니다.
• 일정 수준의 체액을 유지하세요. 절삭유 탱크.
• 절삭유는 정기적으로 깨끗하게 유지하여 절삭유에 연삭 부스러기 및 연마 입자의 함량을 최소화해야 합니다. 성능이 저하된 절삭유는 즉시 교체해야 합니다. 초정밀 연삭의 경우 특수 여과 장치를 사용할 수 있습니다.
• 분쇄액의 원활한 흐름을 보장하고 분쇄 이물질로 인한 유체 통로의 막힘을 방지합니다. 막힌 이물질은 즉시 제거합니다.
• 유체 탱크에 다른 이물질을 넣지 마세요.
• 여름철에는 에멀젼이 공작물과 기계 테이블 표면을 부식시키지 않도록 각별히 주의하세요. 에멀젼의 농도가 더 높을 수 있습니다.
• 연삭액이 눈에 튀지 않도록 주의하고, 특히 아질산나트륨을 섭취하거나 흡입하지 않도록 주의하세요. 건강 보호에 주의하세요.
• 환경 보호 의식을 함양하세요.

V. 연삭유 공급 방법

연삭 중에 연삭액이 연삭 영역으로 들어가는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 주된 이유는 그라인딩 휠이 회전할 때 휠 주위에 회전하는 공기 흐름이 발생하기 때문입니다. 속도가 높을수록 공기 흐름의 영향이 커집니다. 또한 휠 가드가 막히면 공기 흐름의 동적 압력이 증가합니다.

1) 연삭유를 공급하는 일반적인 방법은 붓는 것입니다. 붓는 방법의 효과를 높이기 위해 다음과 같은 조치를 취하는 경우가 많습니다:

• 노즐을 분쇄 영역에 최대한 가깝게 배치합니다.
• 노즐에 휠 가드 또는 공기 흐름 디플렉터를 설치합니다.
• 연삭액의 유량을 늘립니다. 일반적으로 유량은 1mm 폭당 0.5L/min 이상이어야 합니다. 고속 연삭의 경우 휠 속도가 증가함에 따라 공급량도 그에 따라 증가해야 하며 2-3L/min 이상이어야 합니다.
• 휠 가드는 종종 유체 공급의 효율성을 떨어뜨리므로 노즐 위치를 가드 입구에서 최대한 멀리 떨어뜨리거나 가드 구조를 개선해야 합니다.

2) 고속 연삭 중에는 휠 주변의 공기 흐름도 증가합니다. 유체 공급 효과를 개선하기 위해 다음과 같은 조치를 취하는 경우가 많습니다:

• 분쇄액 공급량과 분사 압력을 높입니다.
• 노즐 배출구의 접촉 면적을 줄이면서 배출구 폭을 적절히 늘립니다. 이렇게 하면 분사 속도와 냉각 범위를 개선하고 고속 기류로 인한 유체 튀김을 줄일 수 있습니다.
• 분사 방향을 조정합니다.

VI. 연삭 유체 필터링 방법

연삭액은 정기적으로 깨끗하게 유지해야 합니다. 칩이나 느슨한 연마 입자와 같은 불순물이 연삭 중에 생성되면 연삭 공정 연삭유가 열화되어 공작물 품질에 영향을 미치고 가공된 표면이 긁힐 뿐만 아니라 환경 위생에도 영향을 미칩니다.

특히 높은 정밀도와 낮은 표면 거칠기가 요구되는 연삭의 경우, 연삭유 필터링 및 정제에 대한 요구사항이 점점 더 엄격해지고 있습니다. 일반적인 필터링 및 정화 장치로는 금속 메쉬 침전 필터, 원심 필터, 자기 필터, 종이 필터, 사이클론 분리기 등이 있습니다. 다양한 연삭유 정화 장치가 표 3에 나와 있습니다.

표 3 다양한 연삭유 정화 장치

필터 유형		사이클론 분리기	마그네틱 필터	종이 필터	원심 필터	메탈 메쉬 침전 필터
정화 성능	정화 용량/(L/min)	12.5～100	25～100	<25	<50
	정화율(%)	95	교반 99, 동요하지 않음 87
	입자 크기/μm	3～40	<74	2～10		>100
경제적 효과	전력 소비량/kW	0.6～1.1	0.12	0.12	0.17
	절삭유 사용 기간	Long	비교적 긴	Long	짧은	최단
	필터 재질	소비 없음		높은 소비량
	장비 비용	상대적으로 낮음	상대적으로 높음	상대적으로 높음	상대적으로 높음	낮음
바닥 공간		공간 필요 없음	공간 필요 없음	비교적 적음	비교적 적음	비교적 적음
소음		없음	약간	없음	상대적으로 높음	없음
비자기 불순물 필터링 가능성		가능	불가능	가능	가능
중간 점도가 매우 높을 때 여과 가능성		불가능	가능	가능	가능
연속성		가능	가능	불가능	교대 근무 시 한 번씩 청소	교대 근무 시 한 번씩 청소
구조적 복잡성		Simple	복잡한	비교적 복잡한	복잡한
흐름 손실		상대적으로 큰	상대적으로 큰	대형	상대적으로 작은

VII. 연삭유 사용 시 발생하는 문제와 해결 방법

연삭유를 사용하는 동안 표면 거칠기 값이 높거나 휠 수명이 짧고 가공 효율이 떨어지는 등 기대한 결과를 얻지 못하거나 예상치 못한 문제가 발생하는 경우가 많으며, 연삭유의 부식, 공작물 및 기계의 녹 발생 등 연삭유 관리 문제, 작업자의 피부염 발생 등 안전 및 보건 문제도 있습니다. 이러한 문제가 발생하면 표 4를 참조하여 원인을 분석하고 그에 맞는 조치를 취하세요.

표 4 연삭유 사용 시 발생하는 문제점 및 대응 조치