금속 폴리싱 재료 – 스테인리스 스틸 소개

합금강 소개 – 스테인리스 스틸

스테인리스 스틸은 내식성이 뛰어난 합금강으로, 대기, 산, 염기, 염 등 부식 환경에서 부식 방지 상태를 유지하며 쉽게 녹슬지 않습니다. 주요 성분은 크롬으로, 그 함량은 보통 12%에서 30% 사이입니다. 크롬은 스테인리스 스틸의 내식 능력을 결정하는 핵심 요소입니다. 또한, 스테인리스 스틸에는 니켈, 몰리브덴, 망간, 텅스텐 등의 다른 금속 원소가 포함되어 내식성, 강도 및 인성 향상에 기여합니다. 이 금속은 뛰어난 내식성 덕분에 건축, 식품 가공, 화학 장비 및 의료 기기 분야에서 널리 사용됩니다.

일반적인 스테인리스 스틸 종류

스테인리스 스틸 등급은 기계적 성질, 내식성, 표면 가공 및 금속 함량에 따라 200, 300, 400 시리즈로 구분됩니다.

200 시리즈: 제2차 세계 대전 중 니켈 금속 공급이 부족해지면서 니켈 함량을 절반으로 줄이고, 비용이 저렴한 망간으로 대체하여 200 시리즈 스테인리스 스틸이 형성되었습니다. 이 강재는 300 시리즈 스테인리스 스틸의 대체품으로, 가격은 저렴하지만 내식성이 떨어지고 환경의 영향을 받아 쉽게 부식될 수 있습니다. 200 시리즈 스테인리스 스틸은 주로 산업 제품에 사용되며, 철창과 철문 등이 그 예입니다. 금속 성분에 따라 200 시리즈는 201, 204 등으로 세분화됩니다.

300 시리즈: 크롬과 니켈 함량이 높은 스테인리스 스틸은 강도와 내식성이 우수하여 견고하고 내구성이 뛰어납니다. 300 시리즈 스테인리스 스틸은 금속 성분에 따라 다양한 등급으로 나눌 수 있으며, 그 중 304 스테인리스 스틸은 식품 등급 스테인리스로 널리 사용되어 주방용품과 식품 가공 장비에 주로 사용됩니다. 316 스테인리스 스틸은 의료용 등급 스테인리스로, 뛰어난 내식성을 가지고 있어 고급 주방용품 및 외과 수술 도구에 사용됩니다. 이 두 종류의 스테인리스는 매우 널리 사용됩니다.

400 시리즈: 주로 철과 크롬 합금으로 구성되어 있으며, 니켈이 거의 포함되지 않습니다. 300 시리즈 스테인리스 스틸에 비해 400 시리즈는 쉽게 녹슬 수 있지만 가공성이 좋고, 질산에 대한 내식성이 뛰어나며 자성을 가지고 있어 300 시리즈와 구별할 수 있습니다. 이 시리즈에서 430 스테인리스 스틸은 가장 일반적인 유형으로, 자동차 장식품 및 관련 부품에 널리 사용되며, 주방 용품, 식기 세척기, 세탁기의 내부 구조에도 자주 사용됩니다.

스테인리스 스틸은 녹슬까?

스테인리스 스틸은 특정 상황에서 실제로 녹슬 수 있습니다. 스테인리스 스틸은 자연에서 존재하는 원소가 아니라 여러 금속 원소가 결합된 인공 합금입니다. 이들 원소 중 크롬(Cr)은 스테인리스 스틸의 내식성에 중요한 역할을 합니다. 스테인리스 스틸이 “녹슬지 않는 강철”이라고 불리는 이유는, 표면에 아주 얇고 강한 산화 크롬 막이 자연스럽게 형성되어, 이 산화막이 산소와 스테인리스 스틸 표면의 접촉을 차단하여 부식 방지 역할을 하기 때문입니다.

많은 사람들은 니켈이 스테인리스 스틸의 내식성의 주요 원인이라고 생각하지만, 사실 이는 정확하지 않습니다. 니켈은 스테인리스 스틸에서 주로 합금 구조를 안정화시키고 연성을 강화하는 역할을 하며, 크롬이 스테인리스 스틸 표면에 고르게 분포할 수 있도록 도와줍니다. 이렇게 해서 내식 성능이 향상됩니다.

스테인리스 스틸이 녹슬 수 있는 이유

1. 스테인리스 스틸 표면 청소 방식으로 인한 물리적 손상

스틸 브러시로 스테인리스 스틸 표면을 청소하면 흠집이 생기게 되며, 이 흠집은 표면의 산화 보호층을 손상시킬 수 있습니다.

2.스테인리스 스틸 표면의 금속 부착물로 인한 전기화학적 부식

스테인리스 스틸 표면에 다른 금속의 먼지나 입자가 부착될 경우, 이 이물질이 습한 공기 중에서 스테인리스 스틸과 접촉하면서 응결수가 형성됩니다. 서로 다른 금속 간의 활성 차이로 인해 전기화학 반응이 발생하게 되고, 이는 스테인리스 스틸 표면의 산화 보호층을 파괴하여 부식을 유발합니다. 이 현상은 전기화학적 부식이라고 하며, 물녹이라고도 불립니다.

3.스테인리스 스틸 표면의 유기 물질 부식

스테인리스 스틸 표면에 유기 물질(예: 채소 즙, 면 국물, 가래 등)이 부착되면, 이 유기 물질은 습한 환경에서 점차 분해되어 물과 산소와 반응하여 유기산을 생성합니다. 이 유기산이 오랜 시간 동안 스테인리스 스틸 표면에 부착되면 금속의 산화 보호층에 손상을 주어 결국 부식이 발생하게 됩니다.

4.스테인리스 스틸 표면에 화학 물질이 묻은 경우

스테인리스 스틸 표면에 산, 알칼리, 염류가 포함된 물질(예: 건축 중에 사용된 알칼리수, 석회수 등)이 부착되면, 이 화학 물질은 금속 표면과 반응하여 국부적인 부식을 일으킬 수 있습니다. 이러한 부식은 스테인리스 스틸의 산화 보호층을 파괴하며, 특히 이러한 물질이 표면에 장시간 머무를 경우 더욱 심각해집니다. 마찬가지로, 산성 세정제나 산성 물질로 스테인리스 스틸을 닦을 경우 부식 과정을 가속화할 수 있습니다.

5.대기 오염이 스테인리스 스틸 표면에 미치는 영향

오염된 공기, 특히 황화물, 산화 탄소, 산화 질소가 다량 포함된 환경에서, 이들 가스가 응결수와 접촉할 경우 산성 액체(예: 황산, 질산, 아세트산 등)가 생성됩니다. 이러한 산성 액체는 스테인리스 스틸 표면에 액체 자국을 남기고, 화학 부식을 일으켜 스테인리스 스틸의 산화 보호층을 점차적으로 파괴하고 금속의 부식과 손상을 초래합니다.

스테인리스 스틸 폴리싱에서 자주 발생하는 문제

1.흔히 발생하는 결함?

스크래치: 일반적으로 폴리싱 도구나 재료 선택이 부적절하여 발생합니다. 거친 폴리싱 입자나 마모된 도구가 금형 표면에 미세한 스크래치를 남깁니다.

피팅 자국: 제품 표면에 불규칙한 거칠기가 나타나는 현상으로, 표면 산화막이 긁히거나 미세 입자에 의한 압력 손상, 활성 음이온에 의한 손상으로 인해 보호막의 완전성이 상실되면서 형성됩니다. 이로 인해 막 구멍이 발생하고, 구멍 밑의 금속이 양극 역할을 합니다.

물자국 또는 기름자국: 폴리싱 과정에서 사용된 윤활제, 기름 또는 수분이 표면에 남아 반점이 생깁니다. 이러한 반점은 표면의 고른 광택도를 감소시킵니다.

오렌지껍질 효과: 불규칙하고 거친 표면을 “오렌지껍질”이라고 합니다. 오렌지껍질 현상의 주요 원인은 폴리싱 시 과도한 압력, 너무 긴 폴리싱 시간 및 부적절한 폴리싱 방법 등이 있습니다. 이들 요소는 표면의 평활도를 방해하여 오렌지껍질 모양의 결을 만들어냅니다.

2.다른 금속과 비교했을 때 스테인리스 스틸 폴리싱의 어려움

화상 자국: 거친 단계의 폴리싱에서 시간이 너무 길어지면 표면에 화상 자국이 생길 수 있습니다.

피팅 자국: 정밀 폴리싱 시 폴리싱 휠 속도가 너무 빨라지면 피팅 자국이 발생할 수 있습니다.

스테인리스 스틸 폴리싱 실험 내용

스테인리스 스틸은 뛰어난 내식성과 내산성, 내알칼리성을 가진 합금강으로, 일상 생활에서 다양한 제품과 건축 자재로 자주 사용됩니다. 그러나 폴리싱 과정에서는 스크래치, 물자국, 오렌지껍질 효과 등 여러 가지 도전에 직면할 수 있으며, 이는 최종 표면 광택도와 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위해, HONWAY 실험실은 스테인리스 스틸의 기계적 폴리싱 실험을 진행하여, 다양한 폴리싱 기술과 조건이 폴리싱 효과에 미치는 영향을 탐구했습니다. 실험에서 우리는 폴리싱 도구와 폴리싱제 선택을 평가했으며, 이를 통해 폴리싱 과정을 최적화하고 스테인리스 스틸의 표면 광택도를 향상시키며 실제 응용에서의 성능을 개선하는 데 중점을 두었습니다.

공구 준비

1.금속학 연마 폴리싱 기계

2.연마 디스크: 예: 전기도금 다이아몬드 연마 디스크(400#), 다이아몬드 수지 연마 디스크(400#, 1000#).

3.폴리싱 패드: 예: 산화세륨 폴리싱 패드, 벨벳 폴리싱 패드, 단섬유 벨벳 폴리싱 패드 등 다양한 연마재 모델.

4.拋폴리싱 액체: 예: 나노 다이아몬드 폴리싱 액체 15um, 6um, 1um을 함께 사용.

스테인리스 스틸 폴리싱 과정

전기도금 다이아몬드 연마 디스크 + 물 > 산화세륨 폴리싱 패드 + 다이아몬드 액체 > 벨벳 폴리싱 패드 + 다이아몬드 액체 > 단섬유 벨벳 폴리싱 패드 + 다이아몬드 액체

실험의 폴리싱 문제

1.다이아몬드 수지 연마 디스크(#1000)를 사용할 때 폴리싱 시간이 너무 길어지면 표면에 화상 자국이 나타날 수 있습니다.

2.정밀 폴리싱 시 연마 휠 회전 속도가 너무 빠르면 피팅 자국이 발생할 수 있습니다.

추천하는 폴리싱 공구

나노 다이아몬드 폴리싱 액체 / 연마액 / 현탁액 >>>폴리싱 액체

• 적합한 방식：기계 작업에 적합
• 상태：액체 형태 (유성/수성/알코올계)
• 폴리싱 시에는 양면 연마기, 화학기계연마(CMP), 금속 조직 연마와 함께 사용할 수 있습니다.
• ※연마재가 유리 상태이므로 넓은 면적의 폴리싱 작업에 적합합니다.
• ※공작물 표면이 아직 거칠 경우, 입자가 더 큰 폴리싱 액을 선택하여 사용하실 수 있습니다.

폴리싱 패드 / 연마 패드 >>>> 금속학 소모품

• 재질：
• 연마 재료 포함: 산화세륨 폴리싱 패드, 다이아몬드 수지 연마 디스크, 전기도금 다이아몬드 연마 디스크
• 연마 재료 미포함: 벨벳, 단섬유 벨벳, 폴리우레탄(검은 벨벳), 직조, 벨벳, 다공성, 단단한 천, 부드러운 천 등

결론

스테인리스 스틸 제품은 주방용품, 의료 기기, 건축 자재 등 일상 생활에서 흔히 볼 수 있습니다. 다양한 금속으로 제작된 스테인리스 스틸은 내식성, 내산성, 내구성 등의 특성을 가지고 있습니다. 스테인리스 스틸은 자주 표면 폴리싱 처리가 필요하며, 폴리싱 중에 피팅 자국, 물 자국, 오렌지껍질 효과 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 적합한 폴리싱 도구와 가공 방법을 선택하면 생산 비용을 줄이고 가공 시간을 크게 단축시킬 수 있습니다.

행동

1. 현재 측정된 표면 거칠기가 예상한 목표에 도달했습니까? >>> 연마 폴리싱 및 표면 거칠기 비교표
2. 금속의 일반적인 문제 및 해결 방법>>> 금속 폴리싱 결함 수리 가이드: 일반적인 문제 해결책 및 고품질 재료 공구 추천
3. 어떻게 해결할 것인가 – 해결 방안>>> 6가지 금형 폴리싱 솔루션, 몇 가지를 알고 계신가요?
4. 실행 >>> 폴리싱 연마재、폴리싱 장비、폴리싱 도구
5. 복기

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