전기 연마는 현대 정밀 제조에서 중요한 역할을 하는 고급 금속 마감 기술입니다.
전기 화학 공정을 통해 제어된 재료 층을 제거함으로써 엔지니어는 중요 산업의 요구 사항을 충족하는 깨끗하고 매끄럽고 내식성이 뛰어난 표면을 구현할 수 있습니다.
다음 섹션에서는 전기 연마가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 어떤 재료에 가장 적합한지, 언제 사용하는지, 왜 전기 연마가 고정밀 부품에 가장 효과적인 마감 방법 중 하나인지 설명합니다.
일렉트로 폴리싱이란?
전기 연마는 전기 화학적 용해를 사용하여 금속 부품의 미세한 거칠기를 제거하는 정밀 표면 마감 공정입니다.
이 부품은 직류 전해 셀의 양극이 되며, 제어된 전압으로 금속 이온이 표면 피크에서 우선적으로 용해되어 밝고 매끄러운 마감을 남깁니다.
전해질 용액을 통해 양극에서 음극으로 전류가 흐르는 과정을 보여주는 전기 연마 공정의 그림입니다.
전기 연마는 기계식 연마와 달리 연마재 접촉에 의존하지 않으므로 치수 정확도를 유지하면서 내식성과 반사율을 개선할 수 있습니다.
일반적으로 스테인리스 스틸, 티타늄 및 니켈 합금에 사용되며 뛰어난 청결도와 미적 감각이 요구되는 분야에 사용됩니다.
전기 연마 프로세스의 작동 방식
전해조 내에서 전기 연마 기능은 공작물이 양극(+) 역할을 하고 스테인리스 스틸 또는 납 플레이트가 음극(-) 역할을 합니다.
두 전극을 인산과 황산의 혼합물에 담급니다.
직류 전류가 수조를 통과하면 금속 표면의 높은 지점이 낮은 지점보다 빠르게 용해되어 평평하고 거울 같은 마감과 안정적인 패시브 층이 생성됩니다.
프로세스 단계
- 사전 청소 - 오일, 산화물, 표면 오염물질을 제거하세요.
- 전기 연마 - 10-30 A/dm² 전류 밀도에서 50-80°C의 전해질에 부품을 담급니다.
- 헹굼 및 중화 - 잔류 전해질과 용해된 이온을 모두 제거합니다.
- 건조 및 검사 - 밝기와 마감의 균일성을 확인합니다.
전기 연마에 적합한 재료
전기 연마는 대부분의 전도성 금속에 적용할 수 있지만, 스테인리스 스틸이 가장 널리 사용되고 있습니다.
| 재료 | 추천 | 설명 |
|---|---|---|
| 304 / 316L 스테인리스 스틸 | 예 | Ra가 0.1µm로 감소된 밝고 패시베이션된 표면을 생성합니다. |
| 티타늄 및 티타늄 합금 | 예 | 생체 적합성이 요구되는 의료 및 항공우주 부품에 적합합니다. |
| 구리 및 황동 | 제한적 | 과도한 용해를 방지하기 위해 수정된 전해질이 필요합니다. |
| 알루미늄/마그네슘 | 아니요 | 반응성이 강하고 일반적인 산성 욕조에는 적합하지 않습니다. |
전기 연마 사용 시기
전기 연마는 부품을 매우 매끄럽고 깨끗하며 부식에 강한 마감 처리를 해야 하는 경우, 특히 기계적 연마가 불가능하거나 공차에 영향을 미칠 수 있는 경우에 선호됩니다.
일반적인 상황은 다음과 같습니다:
- CNC 가공 후 미세 버 및 공구 자국 제거.
- 스테인리스 스틸 및 티타늄 부품의 내식성을 강화합니다.
- 기계적인 버프 없이 밝고 반사되는 마감을 구현합니다.
- 복잡한 내부 형상이나 속이 빈 부품을 마무리합니다.
- 패시베이션, 코팅 또는 진공 밀봉 전에 표면을 전처리합니다.
일렉트로 폴리싱의 장점
- Ra 0.05-0.2 µm로 뛰어난 표면 평활도를 달성합니다.
- 안정적인 패시브 산화물 층을 형성하여 내식성을 향상시킵니다.
- 부품을 왜곡하지 않고 날카로운 모서리와 미세한 버를 제거합니다.
- 잔류 스트레스와 표면 오염을 줄입니다.
- 의료, 식품 또는 진공 등급 부품의 높은 청결도를 보장합니다.
제한 사항
- 전도성 소재에만 적용됩니다.
- 산성 전해질로 인해 취급 시 주의가 필요합니다.
- 깊은 구멍이나 밀폐된 공간에서는 효과가 떨어집니다.
- 처리 비용은 기본 기계 연마보다 높습니다.
패시베이션과 비교
전기 연마와 패시베이션은 모두 내식성을 향상시키지만 메커니즘과 결과에는 차이가 있습니다.
| 측면 | 전기 연마 | 패시베이션 |
|---|---|---|
| 원칙 | 양극 용해를 통해 표면 피크를 제거합니다. | 화학 반응에 의해 얇은 산화막을 형성합니다. |
| 표면 모양 | 밝고 반사적입니다. | 무광택 회색. |
| 머티리얼 범위 | 스테인리스, 티타늄, 니켈 합금. | 주로 스테인리스 스틸입니다. |
| 자료 제거 | 5-40 µm 제어 제거. | 자료 제거가 없습니다. |
| 비용 | 약간 더 높습니다. | 더 낮게. |
전기 연마는 높은 반사율과 매우 매끄러운 표면이 필요한 경우 선택해야 하며, 패시베이션은 일반적인 부식 방지 보호에 적합합니다.
일렉트로 폴리싱의 응용
- 의료 및 제약 장비: 멸균된 생체 적합성 표면을 구현합니다.
- 항공우주 부품: 피로 강도 및 밀봉 성능을 개선합니다.
- 식음료 기계: 위생 등급 표면 표준을 충족합니다(Ra ≤ 0.4 µm).
- 진공 및 광학 부품: 가스 배출과 오염을 줄입니다.
- 반도체 장비: 고순도 환경을 위한 매우 깨끗한 마감을 제공합니다.
결론
전기 연마는 매끄러움, 내식성, 청결성을 결합한 정밀한 표면 개선 효과를 제공합니다.
항공우주 및 의료 기기에서 반도체 제조에 이르기까지 완벽한 표면 품질을 요구하는 산업을 지원합니다.
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