금속 폴리싱 재료 – 아연(Zn) 소개

화학 원소 소개-아연

아연(화학 기호: Zn)은 전이 금속의 일종으로, 형태와 색상이 납과 유사하여 고대에는 왜연이라 불리기도 했으며, 아연이라고도 불립니다. 상온에서는 단단하고 취성이 있는 금속으로, 푸른빛이 감도는 은백색 광택을 띕니다. 압연성, 내마모성, 내식성이 우수하며, 상온에서도 우수한 기계적 성능을 보입니다. 또한, 다양한 금속과 성능이 뛰어난 합금을 형성할 수 있습니다. 아연은 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용되며, 도금재, 아연계 합금, 산화아연 등의 형태로 자동차, 건축, 가전, 선박, 경공업, 기계, 배터리 등에서 사용됩니다. 현재 아연은 비철금속 시장에서 구리와 알루미늄에 이어 세 번째로 많이 사용되는 금속입니다.

아연 폴리싱 시 자주 발생하는 문제

1.아연은 주로 어디에 사용되나요?

아연 도금: 금속 또는 합금 표면에 아연 층을 입혀 외관을 개선하고 내식성을 높이는 표면 처리 기술입니다. 현재 가장 널리 사용되는 방식은 용융 아연 도금으로, 기재를 용해된 아연에 담가 견고한 보호층을 형성하는 방식입니다.
이 기술은 건축, 자동차 등 다양한 산업 분야에 널리 활용되고 있습니다.

아연 합금: 아연 자체는 강도와 경도가 높지 않지만, 알루미늄, 구리 등 금속과 합금화하면 그 성능이 크게 향상됩니다. 특히 크리프 저항성이 크게 개선되며, 아연-구리-티타늄 합금의 기계적 성능은 알루미늄 합금 및 황동에 근접할 정도입니다. 이러한 아연 합금은 우수한 초소성을 바탕으로, 자동차 및 기계 산업의 다이캐스팅 부품 및 정밀 부품 생산에 널리 활용되고 있습니다.

(크리프: 크리프는 항복 강도 이하의 응력이 장시간 작용할 때 재료가 서서히 그리고 영구적으로 변형되는 현상을 말합니다. 특히 고온 환경에서는 이 현상이 더욱 두드러지게 나타납니다.)

아연 배터리: 아연은 배터리 제조에 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 탄소-아연 전지와 최근 연구되고 있는 아연 공기 전지 등이 있습니다.

아연의 장점은?

낮은 융점: 아연은 약 419°C의 낮은 융점을 가지고 있어 가공이 비교적 용이합니다.

우수한 전연성: 가열 상태에서 압연, 압출, 단조 등의 가공이 가능하여, 얇은 판재나 다양한 형상의 제품으로 성형할 수 있습니다.

우수한 내식성: 아연은 부식에 강한 성질을 가지고 있어, 아연 도금 처리에 널리 사용되며 철강 및 기타 금속 표면의 녹 발생을 효과적으로 방지합니다.

3.자주 발생하는 결함은?

스크래치: 연마 후의 아연 소재는 연마재 표면에 들러붙는 경우가 있으며, 이로 인해 연마 공구가 회전하면서 표면에 흠집을 유발할 수 있습니다. 이러한 현상은 광택도 향상을 어렵게 만듭니다.

폴리싱 열자국: 폴리싱 기계의 과도한 마찰 또는 압력으로 인해, 아연 합금 표면에 고온으로 인한 열자국이 생길 수 있으며, 그 결과로 피팅이나 색상 불균일이 발생할 수 있습니다.

기공 및 결함: 아연 합금 재료 내부의 기포나 기타 소재 결함은 폴리싱 후 더욱 뚜렷하게 드러날 수 있습니다. 이러한 기공은 보통 주조 공정 중에 발생한 기포로 인해 형성됩니다.

4.다른 금속에 비해 아연 폴리싱이 어려운 이유는?

낮은 경도: 아연은 다른 금속에 비해 경도가 낮아, 폴리싱 시 회전 속도가 너무 빠르면 흠집이나 구멍이 발생하기 쉽습니다.

낮은 융점: 폴리싱 중 과도한 회전 속도나 압력은 고온을 유발하여 표면 색상 불균일을 초래할 수 있습니다.

아연 폴리싱 실험 내용

※ 아연을 예로 들어 보면
아연은 우수한 내식성과 전연성을 지닌 금속으로, 자동차 제조 및 기계 산업의 다이캐스팅 부품에서 흔히 사용됩니다.
그러나 폴리싱 과정에서는 스크래치, 기공, 열자국 등 여러 가지 문제가 자주 발생하며, 이는 최종 표면의 광택도와 품질에 영향을 줍니다.
이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위해, 홍웨이 실험실에서는 아연을 대상으로 기계 폴리싱 실험을 수행하였으며,
다양한 폴리싱 기술과 조건이 표면 품질에 어떤 영향을 주는지를 탐구하였습니다.
실험에서는 폴리싱 도구 및 폴리싱제의 선택을 평가하였고, 그 결과를 바탕으로 폴리싱 공정을 최적화하여 아연의 표면 광택을 향상시키고, 실제 응용에서의 성능을 극대화하는 것을 목표로 하였습니다.

공구 준비

1.금속 조직 연마 폴리싱 장비

2.연마 패드: 예) 전해 도금 다이아몬드 연마 패드(400#), 다이아몬드 ㄹ 연마 패드(400#, 1000#)

3.폴리싱 패드: 예) 세륨 옥사이드 가죽 폴리싱 패드, 실크 폴리싱 패드 등 다양한 연마재 모델

4.폴리싱 액: 예) 나노 다이아몬드 폴리싱 액 15μm, 3μm, 0.5μm 등과 조합하여 사용

아연 폴리싱 공정 순서

전해 도금 다이아몬드 연마 패드 + 물 > 다이아몬드 레진 연마 패드 + 물 > 세륨 옥사이드 폴리싱 패드 + 다이아몬드 액 > 실크 폴리싱 패드 + 다이아몬드 액

실험 중 발생한 폴리싱 문제

아연을 거울처럼 연마하는 과정에서 회전 속도와 압력이 적절하지 않을 경우, 새로운 스크래치가 발생하기 쉬우며, 최적의 작업 상태를 유지하기 위해 세심한 관찰과 조정이 필요합니다.

추천 폴리싱 공구

나노 다이아몬드 폴리싱 액 / 연마액 / 서스펜션형 >>>폴리싱 액

• 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 >>>> 금속 조직 소모품

• 재질：
• 연마재 포함: 세륨 옥사이드 폴리싱 패드, 다이아몬드 수지 연마 패드, 전해 도금 다이아몬드 연마 패드
• 연마재 미포함: 실크, 단섬유 부직포, 폴리우레탄(블랙 벨벳), 직조형, 벨벳, 다공성, 하드 천, 소프트 천 등

결론

아연 금속은 우수한 전연성, 내식성, 낮은 융점을 가지고 있으며, 여러 금속과 결합하여 우수한 성능의 합금을 형성할 수 있기 때문에, 자동차, 건축, 가전제품, 선박, 경공업, 기계, 배터리 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되며, 시장에서도 흔히 볼 수 있는 금속 소재입니다. 아연은 기공, 열자국, 스크래치 등의 문제가 발생하기 쉬운 금속이기 때문에 이러한 결함의 원인을 정확히 이해하고, 적절한 폴리싱 도구와 가공 방식을 선택하는 것이 중요합니다. 이를 통해 생산 비용을 절감하고, 가공 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

행동

1. 현재 측정된 표면 거칠기가 예상한 목표에 도달했습니까? >>> 연마 폴리싱 및 표면 거칠기 비교표
2. 금속에서 자주 발생하는 문제 및 해결 방안>>> 금속 폴리싱 결함 복원 가이드: 자주 발생하는 문제 해결법 및 고품질 소재・도구 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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