절삭유, 절삭 유제 (cutting fluids), 절삭유 재활용

 

<기출 정리> 

• 23-4-2 절삭유제의 개요, 종류, 부패방지 및 청결유지 방법에 대하여 설명하시오.
• 20-1-6 절삭유의 기능을 5가지만 설명하시오.
• 19-2-2 선삭공정에서 절삭유의 작용 3가지에 대하여 설명하시오.
• 18-1-10 절삭유의 작용 4가지에 대하여 설명하시오.
• 12-3-4 공작기계에서 금속 절삭시 사용하는 절삭유의 목적을 설명하시오.

 

1. 개요

 

1) 절삭유제 정의

 기계가공시 절삭 성능을 향상시키기 위해 사용하는 유제 
절삭유제 사용시 절삭공구와 칩 사이 마찰이 감소(칩을 유동형 칩으로 변화시키기도 함), 절삭시 열을 감소, 절삭 성능 증대, 구성 인선의 발생을 억제하기도 함 

• 가공 재료에 영향이 없는지 (황이나 염소가 첨가된 절삭유 사용시, 응력부식균열 등의 가능성 검토 필요) 
• 인체에 미치는 영향은 없는지 (피부반응, 호흡 불편)
• 공작기계에 미치는 영향은 없는지 (공작기계의 안내면이나 기타 부품 등) 
• 재활용은 어떻게 할 것인지
• 폐기는 어떻게 할 것인지  

절삭유제

2) 절삭 유제 사용 목적

① 공구 인선 냉각 → 공구의 경도 저하 방지 (고온 경도 관련)

 

② 가공물을 냉각 → 절삭열에 의한 정밀도 저하를 방지 (고온으로 인한 변형 방지) 

 

③ 공구  마모  감소 → 가공 표면을 양호하게 함 

 

④ 윤활 및 세척작용 → 가공 표면을 양호하게 함 

 

⑤ 칩을 씻어주고 절삭부를 세척 → 절삭 작용을 쉽게 함 

 

3) 절삭유제 종류

• 수용성 절삭유 (soluble oil)
• 유화 유 (emulsion oil)
• 광유 (mineral oil)
• 지방질 유 (fatty oil)
• 석유 (petroleum oil)
• 고체 윤활제 혼합액 (suspension  of solid lubricants)
• 첨가제 

2. 절삭유제 종류 

절삭유 선정, HRD

절삭유 분류, HRD

 

1) 수용성 절삭유 (soluble oil)

광물성유를 화학적으로 처리 후 원액과 물을 혼합한 뒤, 표면 활성제와 부식 방지제를 첨가하여 사용
수용성 절삭유가 곧 유화유이며, 광유 + 비눗물 = 광유 + 물 + 계면활성제임 

• 점성이 낮고 비열이 커 냉각효과가 큼
• 고속절삭 및 연삭 가공액으로 많이 사용됨 

2) 유화 유 (emulsion  oil)

광유에 비눗물(soap water)을 첨가하여 유화 
원액과 물을 혼합하여 사용

• 냉각작용이 비교적 큼 
• 윤활성이 있음
• 값이 저렴하여 널리 사용됨 

3) 광유 (mineral oil)

경유, 머신 오일, 스핀들 오일, 석유 및 기타의 광유 또는 혼합유 

• 윤활성은 좋음 
• 냉각성이 적어 경절삭에 주로 사용됨
• 비눗물과 섞어 유화유로 많이 사용

4) 지방질 유 (fatty oil)

동물성유, 식물성유, 어유 
때로 높은 점성을 위해 광물성유(광유)를 첨가하여 사용하기도 함 

• 동물성유로는 돈유(lard oil)가 가장 많이 사용됨 - 식물성유보다 점성이 높아 저속절삭 및 다듬질 가공에 사용
  5~50%의 광유를 혼합하여 사용함 (돈유 + 석유는 알루미늄 및 밀링가공시 사용) 
• 식물성유는 종자유(seed oil), 콩기름, 올리브유,면실유, 피마자유 등이 있음 - 모두 점도가 있고 양호한 유막 형성 
  윤활성은 좋고 냉각성은 좋지 않음 

5) 석유 (petroleum oil)

금속 절삭유의 60% 이상이 석유임 (첨가제가 없거나, 황 또는 염소, 인이 들어있을 수 있음
점성이 높아 고속절삭에 적합 
Ni 강, 스테인리스강, 단조강 등을 절삭할 때 적합
나사 절삭, 브로칭 가공, 깊은 구멍 뚫기, 자동 선반 작업에 많이 사용됨 

강재 분류; 탄소강, 합금강, 특수강, 비조질강, 조질강, 듀얼페이스강, 스테인리스 강(듀플렉스강

브로칭(Broaching)

 

단조 가공 (forging), 단조 종류, 냉간단조, 열간단조, 형단조, 자유단조, 단조개념, 배럴링현상

 

 

6) 고체 윤활제 혼합액 (suspension of solid lubricants) 

흑연 및 이황화 몰리브덴 등의 고체 윤활제를 첨가한 절삭유제 사용 
가공 종류, 절삭 깊이, 이송, 절삭 속도, 가공물 재질 등에 따라 선택하여 사용 

 

7) 첨가제 

여러 첨가제를 사용하여 윤활 효과를 증가시킴 

• 동식물유 첨가제:  유황(S), 유화물, 흑연(C), 아연(Zn)
• 수용성 절삭유 첨가제 : 인산염, 규산염 등 

 

3. 절삭유제 부패방지, 청결 유지 

 

1) 개요

절삭유의 문제점은 피부염
비수용성 절삭유에서 일반적으로 발생하지만 수용성 절삭유에서도 발생함 
피부의 체질, 연령, 알레르기성 체질, 청경도 등의 개인차가 있으며, 여름철에 많고 새로운 작업현장에 배속된 사람에게 많이 발생함