연삭에서는 절삭과는 달리 연삭열에 의해 공작물이 가열되어 가공정밀도의 저하, 내마모성의 저하,
조직의 변화, 연삭균열 등의 문제점이 나타남으로, 일반적으로 연삭유를 사용하며,
연삭유는 공작물의 가공면의 상태나 숫돌의 마멸에 직접 영향을 미치게 된다.
일반 금속재료를 고능률,고정도로 연삭가공하거나, 피삭성이 극단적으로 나쁜 재료(티탄 합금,
스테인리스 강, 내열강 등)를 정밀 연삭 가공하거나, 또 고속 연삭 가공하기 위해서,
다음 3가지의 연삭 액의 기능과 효과를 기대하며, 연삭 액을 사용한다.
1.1 윤활성
연삭 액의 윤활작용에 의해 절인과 공작물 사이에 작용하는 마찰력을 감소 시키고,
연삭열의 발생을 직접적으로 억제한다.
그 결과 가공 변질 층의 두께의 감소, 연삭 황화현상과 연삭균열 등의 공작물 표면의 열적 손상의
발생 방지의 효과를 가진다.
또, 절인의 둔화와 여유면 마모의 진행도 억제해서 숫돌수명을 연장할 수 있다.
1.2 냉각 성
공작물에 연삭열의 유입을 억제해, 열팽창에 의한 치수 정도의 저하를 방지한다.
1.3 침투성
연삭숫돌과 공작물의 접촉영역으로 침투한 연삭 액은 절인과 기공(Pocket) 부분에 칩과
공작물 금속의 용착을 방지하고, 눈 메움(Loading)을 경감한다.
또, 취성 물질인 입자의 열 충격효과를 조장해서 미소파괴를 촉진시키기 때문에 절인의 마모
(Glazing)를 보다 늦춘다. 그 결과, 연삭능률은 현저히 상승한다.
이상의 것에서부터, 연삭가공을 행할 경우에 숫돌의 선택과 연삭작업조건에 대한 고찰을 해서,
연삭 액의 윤활성, 냉각 성, 침투성의 각각이 연삭효과에 미치는 영향과 효과를 종합적으로
판단해서 우수한 연삭가공을 실현하기 위한 유효한 동시에 적절한 연삭 액의 이용이 요구된다.
연삭 가공에는 연삭유를 사용하지 않는 건식 연삭과 연삭유를 사용하는 습식 연삭이 있다.
2.1 기능
2.2 구비조건
연삭액도 연삭기와 같이 해마다 발전하여, 새로운 것이 계속해서 나와 판매되고 있다.
이것을 크게 나누어 보면, 다음의 네 가지 종류가 있다.
스트레이트 형, 솔루션 형. 솔류블 형, 에멀션 형 연삭 액이 어떤 작업을 할 때에는 어떤 형의
연삭 액이 많이 사용되는지 등에 대해 살펴보면 다음과 같다.
3.1 스트레이트 형
유제 메이커에서 구입한 것을 그대로 사용하며, 열용량이 크므로 숫돌 작업면의 형태를 오래
보존할 수가 있다.
값은 비싸지만, 그 성질을 이용하여 총형 연삭이나 나사 연삭, 기어 연삭 등에 사용한다.
3.2 솔루션 형
물로 50~100 배로 희석하여 사용한다.
숫돌의 로딩이 적으며, 숫돌 덮개안에 붙어 있는 절삭분도 동시에 씻어 내는데 가공된 소재는
표면 거칠기가 조금 나빠진다.
물로 희석해도 투명하여 연삭 점은 잘 보이지만, 어떤 종류의 도료는 침식되는 수가 자주 있다.
또한 가공이 끝난 후, 곧 닦아 내지 않으면 비철 금속은 변색하는 수가 있다.
3.3 솔류블 형
물로 30~50배로 희석하여 사용하는 연삭 액이지만, 솔류션형과 같이 투명하지는 않다.
최근에 가장 많이 일반적으로 쓰이게 되었다.
3.4 에멀션 형
물로 15~20배로 희석하면, 유백색이 된다. 전에는 거의 모두 이형을 사용 하는데 최근에는 이보다
좋은 연삭 액이 많아 잘 쓰지 않는다.
숫돌에 다소 로딩이 생기기 쉽지만, 특수한 경우(필자의 경우에는 스테인리스강) 등 을 연삭할 때
사용하는 경우가 있다.
연삭 액에 물을 섞는 비율이 너무 많으면 소재의 표면 거칠기가 나빠지며,
소재의 면적이 클 때에는 테이블이 한 번 왕복할 동안에도 녹이 스는 경우가 있다.
그러나 물 섞는 비율이 너무 낮은 경우 로딩이 일어나기 쉬우므로 연삭액이 부분적으로 없어지면서
금속 표면이 말라 노출되는 상태를 만들고, 그리고 녹이 스는 것을 막기 위해 여름에는 겨울보다
진하게 하여 사용한다.
연삭 액은 될 수 있는 대로 연삭 점에 많이 쏟아 붓는다. 숫돌의 회전면 부근에서는 대기압보다도
1 기압 정도 기압이 높으므로 연삭 액이 연삭 점까지 도달하기가 어렵다.
따라서 열이 생기기 쉬우므로 이 기류 층을 옆으로 날려 보내는 것도 고려한다.
연삭 액이 노즐에서 나오는 속도는 될 수 있는 대로 빠르게 하고, 많이 쏟아 붓는 것이 일반적으로
좋다고 한다.
연삭 액은 많이 붓되, 그 속도는 자연낙하 상태로 하여 작업한다.
이때의 효과로는 연삭 액자체가 압력이 높은 기류 층을 밀어 내기 때문이다.
* 절삭유와 연삭유
한국산업 규격에서는 절삭유와 연삭유를 구분하지 않지만 일반적으로 연삭유는 절삭유에 비하여
계면활성 효과 및 윤활성이 크고, 가공면이 잘 보이도록 투명함 용액을 사용하는 경우가 많다.
절인의 연삭 점까지 침투해서 윤활작용을 행하는 연삭 액은 절인의 연삭작용 그것에 아주 많은
영향을 미치기 때문에, 연삭유제에 첨가제(이것에는 계면활성제와 극압 첨가제가 있다)를 첨가해서
효과를 한층 높이고 있다.
현재 효과적이라 할 수 있는 대표적인 첨가제용의 원소는 염소, 유황, 인등으로 이것들이 화합물의
형태로 연삭유제에 포함되어 있다.
이것들의 첨가제는 연삭 열에 의해서 금속과 반응하고, 마찰계수가 작은 염화물 혹은 유화물을 만들기
때문에 감마제로서 뛰어난 효과를 발휘함과 동시에, 금속 용착을 현저히 억제하는 작용을 갖는다.
그러나 염소와 유황의 첨가된 연삭유제는 공작물에 대해서 녹의 발생을 촉진시키는 결점을 갖는다.
인이 첨가된 연삭 유제는 금속 용착을 방지하는 기능은 떨어지지만, 녹을 발생시키지는 않는다.