금속 폴리싱 소재 소개-CU

화학 원소 소개-구리

구리의 화학 기호는 Cu이며, 순수한 구리는 부드러운 금속으로, 절단 직후 표면은 붉은 오렌지색을 띠며 금속 광택이 있습니다. 우수한 연성과 높은 전도성 및 열전도성을 지니고 있어 케이블, 전자 및 전기 부품 등에 널리 사용됩니다. 구리는 다양한 금속과 합금이 가능하여, 예를 들어 보석 제작에 사용되는 스털링 실버, 선박용 하드웨어 및 동전에 사용되는 백동, 스트레인 게이지와 열전대에 사용되는 콘스탄탄 합금 등이 있습니다. 청동과 황동은 가장 대표적인 구리 합금으로, 기계적 성능이 뛰어나고 저항률이 낮습니다. 또한 구리는 내구성이 뛰어나며, 여러 차례 재활용해도 성능에 영향을 주지 않는 금속입니다.

구리 폴리싱 시 자주 발생하는 문제

1. 자주 사용되는 구리 종류는?

황동: 구리와 아연으로 이루어진 합금으로, 우수한 기계적 성능과 내마모성을 가지고 있습니다. 정밀 기기, 선박 부품, 탄피, 동전(예: 일본 5엔 동전) 등의 제작에 널리 사용됩니다.

청동: 순동(적동 또는 자동)과 주석 또는 기타 금속(예: 납 또는 알루미늄)을 혼합하여 만든 합금입니다. 갓 제작된 청동 기물은 금갈색의 외관을 가집니다. 알루미늄 청동은 강도가 높고, 내마모성과 내식성이 뛰어나 고하중의 베어링 부싱, 기어, 선박용 프로펠러 등의 부품 제작에 자주 사용됩니다.

백동: 구리-니켈 합금으로도 불리며, 단단한 강도, 우수한 가공성, 뛰어난 내식성을 가지고 있으며, 전기 저항률이 높고 쉽게 녹슬지 않는 특징이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 장식품, 급수 설비, 계측 기기 및 화폐 제조 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다.

2. 구리 금속을 폴리싱하면 어떤 표면이 생성되나요?

구리 금속을 폴리싱하면 금속 표면에 매끄럽고 반사율이 높으며 거울처럼 빛나는 광택을 형성할 수 있습니다.

3. 구리는 쉽게 산화되나요?

황동은 부식에 강하지만 공기와 접촉하면 산화가 일어나며, 표면에 점차 검은 반점과 특유의 냄새가 생깁니다. 이러한 산화 현상은 황동의 멋으로 여겨지기도 하지만, 산화가 심해지면 검은 반점이 더 뚜렷해집니다. 또한 물이나 땀과 접촉하면 녹과 유사한 “구리 녹”이 생기며, 이는 녹색을 띠게 됩니다.

4. 자주 발생하는 결함은?

오렌지필 현상: 결정립이 조대한 알루미늄 합금 또는 구리 합금 판재를 인장, 굽힘 또는 성형 가공할 경우, 표면에 오렌지 껍질처럼 거친 형상이 나타날 수 있습니다. 이 현상은 결정립 간의 변형 불균일성을 반영합니다.

산화 반점: 구리가 공기 중 산소와 서서히 반응하거나, 금형이 제때 청소되지 않았거나 주변 습도가 너무 높을 경우, 표면에 산화 반점이 쉽게 형성되어 금형의 외관과 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

스크래치: 연삭 후의 구리 재료는 연마재 표면에 쉽게 달라붙으며, 연마 도구의 회전에 따라 흠집을 유발하게 됩니다. 이로 인해 광택도를 높이기 어렵습니다.

5. 다른 금속과 비교했을 때 구리 폴리싱의 어려운 점은?

경도가 낮음: 구리는 다른 금속에 비해 경도가 낮아 폴리싱 시 회전 속도가 너무 높으면 흠집이나 함몰이 발생하기 쉽습니다. 경도가 높은 금속에 비해 폴리싱이 더 어렵습니다.

연마재 막힘이 발생하기 쉬움: 구리는 연성이 뛰어나기 때문에 연마 중에 생성된 구리 찌꺼기가 연마 입자에 쉽게 달라붙어 연삭력이 약해지고 열 방출 기능에도 영향을 줄 수 있습니다.

구리의 후속 표면 폴리싱에 영향을 미치는 문제

연마재 막힘이 발생하기 쉬움: 구리는 연성이 뛰어나기 때문에 연마 중에 생성된 구리 찌꺼기가 연마 입자에 쉽게 달라붙어 연삭력이 약해지고 열 방출 기능에도 영향을 줄 수 있습니다.

열처리 공정: 금속이나 합금을 가열 및 냉각하는 과정을 통해 그 물리적, 화학적 성질을 변화시키는 공정입니다. 이 공정은 재료의 강도, 경도, 인성 및 내마모성과 같은 성능을 향상시키는 데 목적이 있습니다.

금형 표면의 거칠기: 거칠기는 금형의 기능성에 중요한 영향을 미칩니다. 더 매끄러운 표면은 마찰을 줄이고, 성형 제품의 표면 품질을 높이며, 탈형을 쉽게 만들어줍니다.

금형 표면의 형상: 폴리싱의 난이도와 균일도에 영향을 줍니다. 복잡한 곡면, 모서리 및 구석은 폴리싱이 불균일하게 되거나 최종 표면 품질이 저하될 수 있습니다.

폴리싱 가공: 폴리싱 결과에 큰 영향을 주며, 광택도, 효율성 및 표면 품질에 직접적으로 작용합니다. 천 휠 폴리싱, 사포 폴리싱, 연마재 폴리싱 등 각기 다른 기술은 가공 속도, 적용 소재, 최종 표면 상태에서 고유의 특성을 가집니다.

폴리싱 공구 선택: 천 휠, 연마 패드, 사포 등 다양한 폴리싱 도구는 재질, 경도 및 형태에 따라 각기 다릅니다. 부적절한 도구 선택은 표면에 흠집을 내거나 연마 불균일을 초래하거나 원하는 광택을 얻지 못하게 할 수 있습니다.

공작물의 기본 표면 품질은 후속 폴리싱의 시간과 난이도에 직접적인 영향을 미칩니다. 가공 과정의 여러 요소를 이해하고 적절한 가공 방식을 선택하면 생산 효율을 크게 향상시켜 적은 노력으로 더 큰 효과를 얻을 수 있습니다.
효과적인 구리 폴리싱 처리 방법이 부족한 경우, 아래의 실험 결과는 참고용 대안이 될 수 있으며, 폴리싱 과정에서 발생하는 다양한 문제를 개선하기 위한 이상적인 해결책을 제공합니다.

구리 폴리싱 실험 내용

※적동을 예로 들어 설명합니다.
구리는 우수한 전도성과 연성을 지닌 금속으로, 일상생활과 전자 부품에서 흔히 사용됩니다.
그러나 폴리싱 과정에서는 표면 산화 반점, 스크래치, 낮은 경도와 같은 여러 문제에 직면하게 되며, 이는 최종 표면의 광택도와 전체 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위해, HONWAY 실험실에서는 구리를 대상으로 기계 폴리싱 실험을 진행하여 다양한 폴리싱 기술과 조건이 폴리싱 결과에 미치는 영향을 탐색하였습니다.
실험에서는 폴리싱 공구와 폴리싱제의 선택을 평가하였으며, 폴리싱 공정을 최적화하여 구리의 표면 광택도와 내구성을 향상시키고, 실제 응용에서의 성능을 높이는 것을 목표로 하였습니다.

공구 준비

1.금속 조직 연마 폴리싱 머신

2.폴리싱 패드: 전해 도금 패드, 레진 패드, 세륨 옥사이드 가죽 패드 등 다양한 연마재 종류

3.폴리싱 액: 나노 다이아몬드 폴리싱 액, 산화알루미늄(세륨) 폴리싱 액, 이산화규소 등과 함께 사용

구리 폴리싱 기본 공정

전해 도금 패드-레진 패드-세륨 옥사이드 가죽 폴리싱 패드-다이아몬드 액-세륨 옥사이드-산화알루미늄-이산화규소
※ 거친 연마부터 시작하여 점차 정밀 연마로 전환함으로써, 한 번의 폴리싱으로 인한 과도한 스크래치를 방지합니다.

실험 중 발생한 폴리싱 문제

구리가 액체와 접촉한 후 즉시 세척하지 않으면 표면에 흰 점이 생기기 쉽습니다.

구리 소재를 세륨 옥사이드 패드로 폴리싱할 때, 패드의 경도가 낮으면 표면에 스크래치가 발생하기 쉽습니다.

너무 부드러운 폴리싱 패드는 폴리싱 과정에서 충분한 압력을 가하기 어려워, 표면 결함이나 미세한 스크래치를 효과적으로 제거할 수 없습니다.

추천 폴리싱 공구

나노 다이아몬드 폴리싱 액 / 연마 액 / 현탁 액 >>>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.

산화알루미늄(세륨) 폴리싱 액 / 연마 액 / 현탁 액 >>>폴리싱 액

• 적합한 방식：기계 작업에 적합
• 상태: 액체 상태
• 적용 범위: 일반적으로 다이아몬드 페이스트 후속 공정으로 사용
• ※ 공작물의 스크래치를 복원하는 기능이 있음
• ※세륨 옥사이드는 도구와 함께 저속으로 사용하는 것을 권장함

폴리싱 패드 / 연마 패드 >>>> 금속 조직 소모품

• 재질：
• 연마재 포함: 세륨 옥사이드 가죽, 전해 도금, 레진
• 연마재 미포함: 견사, 가죽, 폴리우레탄(흑색 벨벳), 직조형, 극세사, 다공성, 경질천, 연질천 등

구리의 실제 응용 사례

구리 파이프 및 이음관: 구리 파이프와 이음관은 우수한 열전도성과 내식성 덕분에 건축, 냉동, HVAC 시스템 등에 널리 사용됩니다.

전자 제품: 인쇄 회로 기판, 전선, 변압기, 발전기 등 전자 제품에서 매우 널리 활용됩니다.

선박 및 자동차: 선박과 자동차의 프로펠러, 냉각기, 엔진 부품 등의 제조에 사용됩니다.

산업 기계: 브레이크, 구동축, 기어 등 다양한 산업 기계에서도 폭넓게 사용됩니다.

결론

구리 제품은 일상생활에서 전기 기기, 배관, 장식품 등 다양한 분야에 폭넓게 활용되며, 금속 표면의 광택을 어떻게 유지할지는 매우 중요한 지식입니다. 복원 작업자로서 구리의 특성, 구리 합금 및 실제 응용 사례를 깊이 있게 이해하는 것은 가장 적절한 폴리싱 도구와 가공 방식을 선택하는 데 큰 도움이 됩니다. 이는 복원 효과를 향상시킬 뿐만 아니라 생산 비용을 절감하고 시간을 단축하여 전체 복원 작업을 보다 효율적이고 신뢰성 있게 만들며, 최종적으로 제품의 전반적인 품질과 수명을 높이는 데 기여합니다.

행동

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