연석 입자 (Abrasive grain)

알류미늄질의 숫돌 입자는 인조 숫돌 입자로 순도가 높은 WA숫돌과 암갈색을 한 A숫돌이 있다.
WA숫돌은 일반적으로 담금질 강의 연삭에 적합하고, A숫돌은 일반 강재의 연삭에 적합한다.

탄화 규소질의 숫돌입자는 역시 인조 숫돌 입자로 흙 갈색의 C숫돌과 녹색의 GC숫돌이 있다.
C 숫돌은 주철, 자기 등의 단단하고 취성이 있는 것, 혹은 비철금속의 연삭에 적합하고,
GC숫돌은 초경합금의 연삭에 많이 사용되고 있다.

1. 천연 입자

천연 입자에는 에머리 (emery), 커런덤 (corundum), 다이아몬드 등이 있다.
다이아몬드는 연삭능률이 좋으나 값이 비싸 특수한 용도에 사용되며, 나머지 천연 입자는 품질이
일정하지 않아 거의 사용되지 않고 있다.

입자	가공물의 성질
가네트 Garnet	Alumina 질의 자류석(磁流石)으로서 여러 가지 색으로 산출되며 비중이 3.15~4.3인 단단한 천연광물이다. 대부분 연마포지나 목재연마에 사용 한다.
금강사 에머리 Emery	자철광 결정체가 균일하게 분산된 석영입자이며 SIO₂8~13% , Fe₂O₃4~10%_,Al₂O₃77% 이상의 천연 입자로 비중이 3.6 이상이며 거친 연마용 숫돌 입자로 사용되고 있다. 연마포지및 버핑 용으로 사용한다.
커런덤 corundum	산화알루미늄 (Al₂O₃)결정의 광물로 강옥이라고도 한다. 단단하면서도 부드러우며 순수한 것은 무색이고, 소량의 불순물을 함유하는 것은 색깔을 띠고 있다. Cr₂O₃을 함유하는 것은 루비라 부르며, 인조 커런덤이 만들어져 보석, 연마재 등으로 사용된다
금강석 Diamond	천연에서 산출되는 광물 중 가장 단단하며 비중이 3.56이고 Knoop 경도로 7000 이며 800~850°C 에서 산화된다.

2. 인조입자

연삭 숫돌 입자에는 크게 산화 알루미늄 계열(Al₂O₃)과 탄화규소계열(SiC)이 있으며,
부재료로 사용되는 결합제와 더불어 사용 특성에 맞는 연삭 작용을 한다.

또한 연삭 입자는 연삭 날로서 가공물을 깎는 작용을 하며 입자의 종류에 따라 성질이 다르므로
작업 방법, 가공물의 재질에 알맞은 것을 선택하는 것이 좋다.

A 숫돌

W 숫돌

C 숫돌

GC 숫돌

[표] 연삭 숫돌 입자의 종류와 용도
숫돌 입자	기호	순도	용도	재료의 성질
숫돌 입자	기호	순도	용도	경도	취성
알루 미나계	A	1~2A	인성이 큰 재료의 절단 작업이나 거친 연삭용, 인장강도 30 N / mm²이상, H_RC25 이하의 연강 등에 사용 보통탄소강(약), 차축 가단주철 등	소	소
알루 미나계	WA	3~4A	인장강도 50 N / mm²이상, H_RC25 이상의 경강 보통탄소강(강), 합금강, 스테인리스강, 공구강등	중	중
탄화 규소계	C	1~2C	인장강도 30 N / mm²이하이며 취성이 큰 재료, 보통 주철, 비철금속, 알루미늄 합금, 무기질 재료 등	중	중
탄화 규소계	GC	3~4C	경도가 매우 높고 재료 연삭용,열적 변질이 되기 쉬운 재질 초경 합긍, 특수주철, 고속도강, 다이스 강 ,유리 등	대	대

A 및 WA 의 산화알루미늄계 연삭입자는 인장강도가 높은 일감에 적합하며,
특히 숫돌과 일감과의 접촉면적이 큰 작업에는 WA 연삭입자가 적합한다.
C 및 GC 의 탄화 규소계 연삭 입자는 인장강도가 낮은 일감에 적합하며
특히 경도가 높고 취성이 있는 재료 혹은 숫돌과 일감의 접촉 면적이 큰 작업에는
GC 입자가 적합한다.
삭재 및 특수한 연삭 재료에는 다이아몬드, 육방정 질화붕소(CBN)등이 적합한다.

분류	입자	가공물의 성질	Image
용융 Alumina	A	대표적인 Alumina 입자 갈색으로 광택이 있고, 인성은 강하나 경도는 약한다. 가공물 : 인장강도 30 kg/mm²이상 HRC25이하의 연강 보통탄소강(弱), 차륜 가단주철 등.
	WA	백색으로 A (갈색 알루미나)에 비해 경도가 높고 인성이 작아 예리한 절삭 날의 생성이 우수한다. 가공물 : 인장강도 50 kg/mm²이상 HRC25이상의 경강 특수 주철, 보통 탄소강(强), 합금강, 공구강
	PA	Pink 색의 다결정 입자로 적당한 경도와 인성을 갖춘 최고로 우수한 Alumina 입자다. 가공물 : 소입강, 합금강, 공구강의 정밀연삭. 발열을 싫어하는 텅스텐, 몰리브덴, 바나디움, 공구강에는 훌륭한 효과를 발휘한다.
	AZ (ZF)	알루미나와 Zr(지르코니아)원료를 전기로에서 용융 후 급속 응고시킨 잉코트를 파쇄, 선별한 특수 알루미나계 입자. 내마모성, 내파쇄성이 뛰어남. 고압에서의 중연삭 작업, 조연삭, 절단지석 등 Resinoid 계 연삭숫돌 작업에 널리 활용된다.
단일 결정 Alumina	SA	단일결정 입자로 많은 연삭 날을 가진 과립상을 하고 있다. 인성이 높고 입자의 날이 예리하며 숫돌의 수명이 길고 숫돌의 마모가 및 기공의 막힘이 적다. 가공물 :연삭 열 발생이 적어 공구강, 합금강의 정밀연삭에 적합하다.
탄화 규소질	C	흑색결정 입자로 Alumina 입자보다 경도가 높으나 인성은 낮다. 가공물 : 인장강도 30 kg/mm²이하이며 깨지기 쉬운 가공물 보통주철, 비철금속, 무기질재료, 알루미늄합금
탄화 규소질	GC	C 입자 보다 순도가 높은 녹색결정 입자로 경도가 높고 예리한 날의 신생이 잘되어 초경공구뿐만 아니라 발열을 싫어하는 공작물의 연삭에 적합한다. 가공물 : 경합금 등 경도가 높고 열에 변질되는 가공물 특수주철, 진주자개, 고속도강, 다이스강

분류	입자	가공물의 성질	Image
SC		Sol-gel법(SEEDED GEL법)으로 제도된 0.4μm 정도의 α-alumina 를 이용하여 만든 입자로 저온용 frit와 filler, Binder를 혼합하여Vitrified SC 연삭숫돌을 제조하거나 페놀수지를 이용하여 Resinoid SC연삭숫돌 등을 제조하며, 일반적으로 화학적 순도 및 경도는 WA와 CBN의 사이에 있고 공구강 난삭재 등의 고능률 연삭에 널리 활용되고 있다.
CBN (육방정 질화붕소)		Diamond 다음으로 경도를 가지는 것으로써 열에 대한 안정성이 좋아 고속도강, 내열강 등의 난삭재의 연삭에 적합한다.
Diamond		레지노이드 숫돌용 및 메탈 본드용으로 구분하며 C계의 난삭재에 적합하며, 특히 초경연삭에 많이 쓰인다. 고효율로 정밀 가공 처리하는데 활용된다.

참고) A. WA. C. GC 숫돌 입자의 본명
최근에 이르러 CBN 같은 초 숫돌 입자가 출현했는데 전에는 알루미나 숫돌 입자나 탄화규소 숫돌 입자였다.
알루미나 숫돌 입자 (Al₂O₃)를 발명한 것은 미국의 노톤사이며, 여기에 알런덤(Alundum)이라는 상표를 붙였다.
다갈색이나 흑갈색 숫돌 입자로서 일본에서는 그 머리 문자를 따서 A 숫돌 입자라고 말한다.
알런덤은 순도가 높게 되면 무색이 되어 백색 분말로 보인다.
따라서 White Alundum 이라고 불리며, 일본에서는 WA 숫돌 입자라고 부르게 되었다.
한편 탄화규소 숫돌 입자(SiC)는 미국의 카보런덤사가 발명하여 카보런덤(Carborundum)이라는 상품명으로 팔았다.
그래서 이것을 C숫돌 입자라고 부르게 된 것이다.
색은 흑색의 숫돌 입자이다. 이것도 순도가 높게 되면 녹색이 된다.
Green Carborundum의 머리 글자를 따서 GC 숫돌 입자라고 부른다.
공구 실에서 초경 공구를 거친 연마를 할 때 사용하는 "푸른 숫돌" 은 GC 숫돌 입자를 쓰기 때문에
녹색인 것이다.