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[공작기계] 절삭유제

사이트 참고 : http://www.eduk.co.kr/exe/re/non23.htm절 삭 유 제절삭유제는 절삭·연삭가공을 원할히 하기위한 윤활유이며, 그 주된 사용목적은 다음과 같다.피삭성의 개선(절삭저항감소, 마무리면 精度향상, 공구수명의 연장 등) 작업성의 개선(가공물의 냉각, 잘라낸 부스러기 제거, 가공물의 단기방청 등) 절삭유제를 대별하면 광유를 기유로한 비수용성유제와 물로 희석하여 사용하는 수용성 유제를 대별된다. 전자는 오일의 윤활성에 따라 피삭성을 개선할 목적으로 사용되며 후자는 물의 냉각성에 의한 작업성의 개선을 목적으로 하여 사용되고 있다. KS M 2173에서는 비수용성 절삭유제를 2종으로 분류한 후 그 성분, 성상에 따라 호로 세분했다1. 비수용성 절삭유제:비수용성유제 1종과 2종의 구별은 극압첨가제함유 유무에 의한 구분이다. 1종과 2종의구별은 극압첨가제함유 유무에 의한 구분이다. 1종은 석유와 유지로 구성되고극압첨가제를 함유하지 않는 유제이다. 2종은 광유와 유지, 극압첨가제로 구성된유제이다.비수용성유제 1종은 동점도, 인화점, 지방유분에 따라 1~6호로 세분된다. 기유로서사용되는 광유는 ISO VG 10이상의 머시인유가 많은데 호닝, 최종마무리 등의특수용도에는 저점도 머시인유와 경유도 사용되고 있다. KS에는 비방유분 함유량이 3%미만인 유제와 염소분 함유량이 1% 미만인 유제는 해당되는 종류가 없지만, 비철합금의절삭과 고속절삭에는 절삭유제로서 사용되고 있다. 호닝, 최종마무리, 래핑 등의가공에서도 첨가제 함유량이 적은 유제와 전혀 함유하지 않은 광유를 사용하는 경우가있다.1종을 특징지우는 첨가제는 지방유이며 무극성구조의 광유에 첨가되어 油性향상작용을한다. 일반적으로 사용되고 있는 유지는 채종유, 미강유,豚脂등이다.올레인산, 메틸에스테르 등의 에스테르유도 널리 사용되고 있다. 올레인산 등의 지방산도사용되는 경우가 있지만 다량으로 사용하면 오일스테인을 일으키기 쉽기 때문에,그 첨가량은 3%이하이다.지방 유분의 첨가량은 일반적으로 3~3유지류와 에스테르유에 유황을 고온에서 반응시킨 것이 유화지방유이며유황함유량은 10%정도이다.광유에 유황을 가열용해시킨 것은 유화광유라 부르며, 2종 11~17호 기유로서 사용되지만그 유황함유량은 1%정도이다. 인계의 극압첨가제로서는 알킬포스페이드, 포스파이트가있는데 공구연삭 등의 특수용도 이외는 그다지 사용되고 있지 않다. 절삭유제로 사용하는극압첨가제는 일반윤활유로 사용하는데 비하면 반응성이 높은 화합물이 많으며, 또 그사용량도 많다. 때문에 경우에 따라서는 부식의 트러블을 일으키거나 공구마모를촉진하거나 하는 경우도 있다. 그래서 방청첨가제와 동합금방부식제 등이 필요에 따라첨가된다.비수용성 절삭유제의 일반적인 조성과 성분을 아래표에 나타낸다.기 유광유기계유, 경유 등(KS 1, 2종)황화광유황화기계유 (KS 2종 11 ~ 17호)유 성 제지방유동식물유, 지방산 에스테르유 등지방산올레인산극압첨가제염소계 극압첨가제염소화 파라핀, 염소화 유지, 황염화유 등유화계 극압첨가제황화 지방유, 폴리설파이드 등인계 극압첨가제Zn-디티오포스페이트 등첨 가 제방청첨가제소르비탄 모노올레이트, 석유 술폰산염 등동합금 방식제벤조드리아졸, 메리캅토 벤조티아졸 등산화 방지제디터셔리부틸-p-크레졸 등가. 비수용성 절삭유제의 열화요인비수용성 절삭유제의 전형적인 열화는, 계(系)외에서 혼입되는 타유(他油, 윤활유와작동유), 수분 및 칩(chip)에 의해 발생합니다.(1) 他油의 혼입他油가 비수용성 절삭유제에 혼입되면, 절삭유제에 배합되어 있는 각종 첨가제의 농도가상대적으로 배합되어 있는 각종 첨가제의 농도가 상대적으로 저하되어 가공성능과내열화성(耐劣化性)이 저하합니다. 염소계 극압첨가제의 양이 적은 경우, 절삭저항은높아지고 가공표면의 거칠기도 증가됩니다. 첨가제의 농도와 절삭유제의 성능은 밀접한관계가 있는 것을 알 수 있습니다.(2) 수분의 혼입수분의 혼입은 가공성능의 저하와 더불어 가공물과 기계의 녹발생 원인이 됩니다.또한 염소계 극압첨가제는 가수분해에 의해 염화수소를 생성하여 녹발생을 촉진)의 확인③ 점도의 관찰④ 윤활유˙작동유 ˙절삭유의 보급량 관리 → 타유(他油)혼입량의 표준이 됨2. 수용성 절삭유제수용성 유제는 희석액이 외관 및 주성분인 광유와 계면활성제의 비율에 의해 W1종과W2종으로 분류되어 있다. 유화제 양이 적고, 희석액의 외관이 백탁되어 있는 W1종은에멀션이라 부르고, 유화제가 주성분인 W2종의 희석액은 투명 또는 반투명이며솔루블이라 부르고 있다.수용성유제의 중요성분은 계면활성제와 방청제이다. 피유화제는 비수용성유제의 조성물이며 수용성유제의 윤활성분이 되는 것이지만, 물로 희석된 경우의 효과는 크게 기대할 수 없다.계면활성제는 被乳化劑를 수중에 乳化분산시킬 뿐 아니라 물의 침투성, 흡수성을 향상시키거나 세정성을 주거나 하는 작용을 갖는다. 또 종류에 따라서는 그 자체에서윤활성과 방청성을 갖는 것도 있다. 사용되고 있는 계면활성제는 고급지방산과 나프텐산의 알칼리비누, 아민비누, 석유술폰산나트륨 등의 음이온활성제, 폴리옥시에틸렌유도체, 솔비탄에스테르 등의 비이온 활성제이다. 방청제로서는 카르본산 등의 지방산,세바신산등 2염기산의 아민염과 아미드가 사용된다. 수용성유제는 비수용성유제에비하면 작업성 트러블(부패, 녹, 발포 등) 이 많기 때문에 이런 2차성능을 조정하는각종 첨가제가 사용되며 이런 성분의 소량이 유제의 우열을 결정하는 경우조차 있다.아래표에 일반적인 수용성유제의 조성과 성분을 나타낸다. 수용성유제는 물로 희석하여사용하는 데 그 희석배율은 W1종에서 10~40배,W2종에서 30~80배가 일반적이다. 희석배율은 유제의 성능을 좌우하는 중요한 기준이며, 적정배율로 사용하지 않으면 기대하는성능을 얻을 수 없다.수용성유제는 냉각성을 기대하여, W1종은 주로 절삭가공, W2종은 연삭가공에 사용된다.피유화제기유머시인유 등유성제동식물유, 에스테르유 등극압첨가제염소화파라핀, 황화지방유 등유화제 (계면활성제)음이온계지방산 비누, 나프텐산 비누, 석유술폰산염기 등비이온계폴리옥시에틸렌유도체, 솔비탄에스테르아릴아민 등방청제유기제카르본산 유도체, 청성 및방부성능의 저하가 생깁니다. 칩의 양이 많으며 칩의 형태가 미세한 만큼 흡착손실은커지게 됩니다. 또한 주철의 칩에 의한 흡착손실은 알루미늄합금의 칩 경우 보다많습니다. 흡착이란 칩에서 금속이온의 용출이 사용유를 불안정한 상태로 만드는것입니다. 최근의 트러블 사례에는 마그네슘을 비교적 많이 함유한 알루미늄 합금(AC8A材)의 가공에서 사용유의 유화(乳化)가 불안정하게 되는 경우가 있습니다.(3) 타유(他油)의 혼입사용유에 타유(윤활유˙작동유 등)가 혼입되면, 사용유중의 친유성(親油性)이 높은성분(예를 들면, 광유와 계면활성제의 일부)은 타유에 융합하여 동시에 떠오릅니다.그 다음에 수용성 절삭유제를 구성하는 성분의 비율이 줄어들고, 여러가지 열화를발생시키게 됩니다. 또한 타유와 미생물의 영양원으로도 됩니다.나. 수용성 절삭유제의 관리 포인트수용성 절삭유제의 관리에는 농도관리, 방부관리, 청정화 관리가 기본입니다.(1) 농도관리수용성 절삭유제는 소정의 농도에 희석되는 경우에 유효한 기능을 발휘하도록 설계되어있습니다. 농도가 높으면 거품이 일어나고 피부장애가 염려되며, 농도가 낮으면 가공불량과 녹 발생 및 부패 트러블을 일으킵니다.[농도관리 방법에 대하여]① 농도관리의 체제를 만든다.- 유제의 통일, 전임 관리자를 정한다.② 정기적인 농도 측정을 하고, 농도 보정을 한다.- 간이측정기구에 의한 농도측정③ 원액과 물의 보급을 적절하게 한다.- 농도저하의 최대 요인을 해결한다.(2) 부패방지대책앞에서 서술한 바와 같이 미생물의 번식은 사용유의 열화 및 농도저하의 주요인입니다.수용성 유제의 부패가 미생물의 번식에 의한 것임이 판명되어도 사용유의 상황은미생물의 번식조건에 적합하며, 미생물의 혼입을 방지하는 것도 어려운 상황에 있으므로부패를 완전히 방지하기는 곤란합니다.[부패방지 대책에 대하여]① 내(耐)부패성능이 양호한 절삭유제를 선정한다.② 타유의 혼입을 억제한다.③ 칩을 사용유 외부로 제거한다.④ 인산 이온의 혼입을 방지한다.- 세정제와 희석수에서 사용유에 혼입하다.절삭유의 관리절삭, 연삭작업 등에 사용되고 있는 절삭유는 피절삭재, 가공조건 등에 따라 선정된다.또한 절삭 성능을 향상시키고, 냉각기능을 극대화하기 위한 절삭유의 관리는 다음과같이 하는 것이 좋다.(1) 저장상의 관리저장유 저장시 주의 사항은 일반적인 윤활유와 같으나 다음과 같은 사항에 특히주의할 필요가 있다.가능한 한 실내저장을 하는 것이 좋고, 수용성 절삭유는 외부 온도의 영향을 받기쉬우므로 장기 저장(3개월 이상)을 피하는 것이 좋다.저장온도는 10~50℃로 유지한다. 일반적으로 외부온도가 0℃ 이하가 되면 성분의일부가 석출되어 유화 불량을 일으키며, 또한 원액을 개방 상태로 방치하면 수분이증발하거나 침입에 의해서 겔화를 일으킬 때가 있으므로 수용성 절삭유는 온도변화가 작은 장소에서 항상 밀폐상태로 저장하는 것이 중요하다.옥외에 저장하는 경우에는 직사광선을 피하고, 빗물이 절삭유에 침입되지 않도록한다.수용성 절삭유제 W2종 이외는 소방법에 의하여 위험물 규제에 관한 적용을 받으므로규정에 따른 관리가 필요하다.(2) 사용상의 관리절삭유를 선정할 때 품질이나 성능을 신중하게 검토하나, 일단 현장에서 선정되면 사용중의 유제변화에는 비교적 관심이 적은 경향이 있다. 그러나 최근에는 윤활관리 지식이높아져서 사용상의 관리가 개선되어가고 있다.(가)비수용성 절삭유의 관리비수용성 절삭유가 사용중에 열화되는 원인에는 절삭시 발생되는 절삭열, 금속면의 접촉작용, 수분, 빛, 박테리아에 의한 산화변질 등 여러 가지 요인이 있으며, 그 결과는절삭유의 성능 저하, 녹발생, 부식 등으로 나타난다.① 산화중합에 의한 변화절삭유는 사용중에 공기와 접촉하는 기회가 많고, 더욱이 절삭열을 받아서 혼입되는칩이 산화 촉진물이 되어 점도증가, 산가상승, 색변화 등을 일으킨다. 열화초기에절삭성이 좋아지는 소위 절삭유의 관열(慣熱)이라는 일시적 현상이 있으나, 어떤 한계를넘게 되면 성능이 점차로 저하된다. 일반적으로 광유를 주체로 한 것은 열화가 적으나이중결합을 분자내에 갖는 지방유는 산화중,

공학/기술| 2003.04.29| 13페이지| 1,000원| 조회(1,431)

공작기계, 기계과, 절삭유

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