열처리품의 조직을 시험하는 방법에는 마크로(육안)방법과, 미크로(현미경)방법의 두 가지가 있다.
마크로 시험법은 육안 또는 확대경 등의 저배율(보통20배이하)로 관찰하는 방법이고, 미크로 시험법은 비교적으로 고배율(광학현미경 :100~1,000배, 전자현미경:1,000~100,000배)로 관찰하는 방법이다.
금속재료의 기계적, 물리적 제 성질은 그 미크로 조직과 밀접한 관계가 있다. 금속이나 합금의 현미경에 의한 미크로 조직은 이것을 관찰함에 따라
화학조성의 개략, 금속조직의 구분, 결정립도의 크기
열처리, 단련, 주조 및 냉간소성가공 등의 재료경력
비금속개재물의 종류와 그 형상, 크기 및 편석부분의 상황.
파괴손상과 재료이력, 재료 결함 및 응력시련 등의 인과관계
파면관찰에 의한 파괴 양상의 파악 등에 다른 상세한 검토를 할 수가 있다.
현미경 조직시험방법에는 그 목적에 따라 몇가지의 방법이 있으며 그 구분은 다음과 같다.
(1) 광학금속 현미경 조직시험방법(반사식)
보통금속 현미경시험법
고온금속 현미경시험법
암시야금속 현미경시험법
편광금속 현미경시험법
위상차금속 현미경시험법
간섭 금속 현미경시험법
(2) 섬프 시험편에 의한 현미경 조직시험방법(투과식Sump)
(3) 전자현미경 조직시험방법
광학금속현미경에 의한 시험방법은 가장 많이 쓰이는 것이며, 섬프(Sump)법은 대형의 부재에 대해서 응용되고, 전자현미경은, 더욱 상세한 관찰을 요할 때 쓰여진다. |
피검면은 거칠게 긁힌 자국이 없는 완전한 평면으로 하고 그위에 "옛칭"시켜 조직을 나타낸다.
시험편 준비단계에 있어서 취급이 적당치 않으면 조직이 변화되므로, 관찰한 조직은 시험편 본래의 것과 달라지기 때문에 시험의 목적에 맞지 않게 되는 경우가 있다.
통상 현미경시험편은 다음의 공정순서로 만들게 된다.
절단채취 : 시험목적에 적합한 부분을 시료로 하여 절단채취한다.
마운팅 : 선재, 박판시험편, 외주표층면, 분단시험편 등은 합성수지 등으로 마운팅 한다.
자동 폴리싱반에 의한 경우도 같게 하여야 한다.
연마 : 피검면을 평면으로 하고 표면조도의 순서대로 연마하여 미세하게 한다.
폴리싱(Polishing) : 피검면을 경면같이 마무리한다.(정밀연마)
엣칭 : 호학적, 전기화학적 방법에 의해 피거면에 조직을 현출시킨다.
건조 : 엣칭 다음 처리로 녹이 생기지 않게 해야한다.
이러한 공정으로 만들어진 시험편의 검경면은 다음에 기술하는 조건들을 만족해야 한다.
-평활도: 조직관찰을 할 때 연마, 폴리싱작업에 의해 생겨난 긁힌 자국이 보이지 않는 정도까지 평활하게 마무리하고 고배율의 검경 시험편은 저배율용보다 세밀한 마무리를 하게 된다.
-평면도: 피검면의 전역을 시험하기 위해서는, 그 평면도가 현미경의 초점심도 이내가 되지 않으면 안되며 연한 조직중에 탄화물 등 경한 조직의 것이 부조상으로 볼록하게 나타나고 있는 경우에는 고배율로서는 양자에 핀트를 맞히기 곤란한 때가 있다.
특히 질탄층, 질화층, 도금층 등의 시험에서는 시험편에 골이나 층이 없도록 평면이 유지되어야 한다.
 <표1>에 광학 금속현미경의 초점심도가 표시되어 있으며, 그 이상의 정도가 없으면 핀트가 맞지않아 흐리게 보여진다.
-피검면의 변질: 절단, 연마, 폴리싱의 작업중에 표층이 가공의 영향을 받아서 조직변화를 일으키든지 결정립내에 스립밴드를 나타낼 수가 있고, 또 연질의 비철금속에서는 그러한 경향이 커서 표층면이 가공에 의해 "후로우"를 일으켜 시험편표면에 기포 등의 소공이나 균열을 일으키는 경우도 있다.
또 존재하는 개재물이 작업중에 탈락되면 그 때무에 피검면에 별모양의 흠이 발생하기 쉽고 전해연마에서도 개재물의 탈락이나 소공의 발생이 경우에 따라 일어난다. 또 부식 건조의 방법에 의해 화학오염현상도 있을 수 있다.
이러한 작업결함은 그 후의 검경에 따라 경험적으로 판단된다.
[1] 시험편의 채취와 절단
(1) 시험편의 채취
시험편의 채취방향 및 그 위치는 각기 시험목적에 따라 다르고 시험 담당자의 판단에 맡겨지는 일이 많아 현미경시험편의 채취는 그 시기, 상태에 따라
(a) 먼저 이루어진 마크로조직 시험편으로부터 필요한 부분을 채취하거나
(b) 피검물로부터 직접 필요한 시험편을 채취하며
(c) 각각의 목적으로 진행된 시험이 끝난 시료로부터 시험편을 채취하기도 한다.
(a)의 경우에 따라 사용된 마크로부식액의 종류나 그 표면상태에 따라
그대로 표면조도를 미세하게 마무리해서 좋은 것:강을 약산으로 부식시킨 마크로 조직 등.
표층의 부식영향층을 제거하여 행할 필요가 있는 것:Al의 불산시약, Tuker액 마크로조직, 강의 썰파프린트 시험후의 FeS, MnS판정 등
전부 특별히 새로운 시료를 필요로 하는 것:강의 강산부식 마크로조직 등의 경우가 있으며 (b), (c)에 있어서는 피검물이 소형인 것은 그대로 시험편이 될 수 있으나 대형인 경우에는 시험목적에 따라 적당한 크기의 것을 방향과 위치를 고려하여 채취한다.
-횡단면 방향채취: 결정입도 측정, 탈탄층, 침탄층, 질화층, 도금층, 열처리경화층, 편석결함, 백점흠, 기포흠, 압연흠 등을 관찰하는 경우.
-종단면 방향채취: 비금속개재물, 소성가공층의 섬유상 조직, 열처리 경화층의 분포 등을 관찰하는 경우.
양방향채취: 압연, 단조의 성과확인, 또 손상품에 대한 파면관찰을 위하여 파양기점을 포함하는 일단면 외에, 여기에 인접하는 부위의 직각방향단면을 관찰하는 경우
기계톱(saw)은 조질재, 템퍼링재, 풀림재 등으로 Hb경도 380(Hr42, Hs55)이하의 것에 쓰인다.
지석 saw는 고구재, 베아링재, 고주파소입재, 침탄부품등에 쓰이나, 상기 조질재나 연질상태의 강 비철재료라도 정도를 좋게 절단하는데 사용할 수 있다.
방전절단은 초경합금, 공구재 등 경한 것에 쓰인다.
(3) 시험편의 크기
시험목적에 따라 연마, 폴리싱작업을 하기 쉬운 크기로 한다.
보통은 피거면을 10~25mm의 각 또는 환형으로 하여 시험편 높이가 단면크기의 반정도가 적당하며 높이가 크면 연마, 폴리싱작업이 불안정하여 좋지 않다.
 (4)지석saw절단 절단지석은 먼저 절단한 재료에 따라서 지립을 선택하여야 한다.
산화알루미나계 : 탄소강, 합금강, 주철, 내열강, 스테인레스강, Ni등
탄화규소계 : 스테인레스강, 주철 Al합금, W, Ti, Zr등
다이아몬드계(림록케형) : 비철금속일반
다이아몬드계(연속림형) : 초경합금, Si, Ge등
그리고 절단하는 재료에 따라 지석의 입도, 결합도 및 지석회전수를 적당하게 선정할 필요가 있다.
보통 입도는 #400, #320, #150, #100이 쓰이며 결합도로서 L(연), N(중), P(경)가 사용되고, 경질재의 절단용에는 중립~세립이 연한 지석이, 연질재용으로서는 중립의 경한 지석을 사용하게 된다. 지석의 회전속도는 2000~3000m/min정도가 좋다.
-시험편의 고정
횡방향으로 약간 이동한 후 고정 대에 붙여진 바이스로 시험편을 고정하여 절단위치를 설정한다. 절단되는 측과 고정 복식 바이스를 겸비한 것이 있으나 절단 작업중에 시험편이 이동되거나 변형하면 지석을 파손하는 수가 있어서 보통은 단식바이스로 충분하다. 절단방향으로 시험편을 움직이는 데에는 수동식과 자동식이 있다.
움직이는 속도가 너무 빠르면 절단면을 태운다든가 지석이 손모를 재촉하게 된다.
-시험편의 냉각
절단중에 시험편이 가열되어 변질되지 않도록 수용성의 유화유액을 냉각제로서 연삭부분에 분사시킨다.
냉각제는 연삭에 지장이 없도록 충분한 양이 분사됨과 동시에 순환사용됨으로 생기는 "스랏지"의 혼입, 열화가 없도록 깨끗한 액의 보충, 교환 등을 철저히 해야 한다.
[사진1]은 많이 쓰여지고 있는 범용 현미경시험편 채취용 지석 saw의 일례를 나타낸 것이다
[2] 시험편의 마운팅조정
(1) 물림쇠에 의한 시험편의 유지
-분단시험편
피검면에 갈라진 부분이 있는 것은 연맏중에 분리되지 않도록 하며, 또 깨어진 시험편의 경우에는 개어진 두쪽이 엇갈림이 없도록 밀착시켜 놓아서, 이것이 분리되거나 이동되지 않도록 시험편의 측면 또는 이면등 지장이 없는 부분에 납땜 또는 용접하여 둔다.
또는 (그림83)에 나타난 것처럼 판홀더로서 압축고정하고 시험편을 홀더와 더불어 연마하면 좋다. 반드시 검경의 주목적 범위가 시험편의 중심부근이 되도록 채취하여 놓는다.
-표층시험편
탈탄층, 침탄층, 질화층, 도금층이라든지 압연홈 전동표층 등을 단면방향으로부터 관찰하는 경우에는 시험편과 판홀더의 접합부에 골이나 층이 업서야 한다. 피검면을 판홀더로 고정하여(그림84) 연마하면 좋다.
-박판시험편
위와 같이 판홀더를 사용한다. 시험편과 같은 정도의 경도를 갖는 격판을 엇갈리게 놓는다면 한번에 여러장을 연마할 수 있다. (그림85참조)
-선재시험편
판홀더 압착(그림86) 또는 블록 눌림(그림87)에 의한다. 사용되는 판홀더의 재료는 되도록 시험편과 같은 정도의 경도를 갖는 같은 종류의 재료가 좋으나 강의 시험에서는 일반적으로 5~9mm두께의 연강판이 쓰여진다.
(2) 합성수지에 의한 시험편의 마운팅
소형의 시험편은 합성수지에 마운팅하여 연마, 폴리싱(polishing)작업을 하기 쉬운형으로 하는 것이 좋다. 많은 수의 같은 시험편을 처리할 때에는 자동연마기가 쓰여지나 이런 경우도 수지마운팅이 이루어진다.
수지마운팅 형상과 크기가 표준화되는 외에 예리한 각부가 없어 연마지나 폴리싱포를 손상시키지 않으므로 근래에는 많이 쓰여진다.
① 주입성형에 의한 수지 마운팅
응고되는 수지의 가이드 형틀(금속판 또는 유리제)를 판유리 위에 놓고 형틀 전면과 유리판면에는 이형제(실리콘 그리스)를 발라 놓는다. 그리고는 표면에 부착되어 있는 기름이나 먼지를 제거한 피검면을 밑으로 하여 형틀의 중앙에 배치한다.
열경화성이 액상 폴리에스텔 수지(수축율 5%) 또는 에폭시수지(수축율1% 그러나 투명)를 유리 용기에 넣어 이것을 중합경화시키기 위해, 촉매 등의 경화제를 가하여 잘 혼합한 다음 조합된 수지액을 형틀내에 주입하여 방치하면 15~60분 내에 중합이 완료되어 응고경화한다.
그때의 발열 온도는 100℃이하이다. 경화후에 형틀로부터 성형품을 굴리어 빼내게 된다.
② 가열 프레스에 의한 수지 마운팅
마운팅에 쓰여지는 수지에 분말로 되어 쉽게 굳어지는 열경화성의 훼놀수지, 디아릴수지(유리섬유 또는 아스베스트 포함), 또는 열가소성 아크릴수지 등이 있다. 전용의 가열, 가압프레스[사진2]는 그의일례를 쓰게 된다.
장치의 형식에 따라서 25, 30 또는 40mm의 마운팅 처리가 되어진다. 조작방법은 다음과 같다.
전원을 넣은 히타에 의해 형전체를 135℃~150℃에 유지한 후(온도조절기부), 실린더, 피스톤, 람의 내면에 이형제를 바르고 피스톤면상의 중앙에 피검면을 놓고 수지재를 그 위에 넣은 후 덮개를 덮고 람을 고정시켜 유압핸들을 조작함으로서 피스톤을 눌러 가압하게 된다.
형내의 소요압력은 150~200kg/cm²(압력계에 의한), 가압소요시간은 약5분(타이머부).
제압한 다음 덮개를 치우고 핸들을 풀어서 성형품을 뽑아낸다. 열경화성수지에서는 100℃도 좋지만 열가소성수지는 75℃이하까지 냉각한 후에 빼낸다.
성형싸이즈와 비교하여 시험편이 크다든지 예리한 각부가 있으면 성형품이 완전치 못한 경우가 있다.
[사진3]은 성형된 수지마운팅시료의 예를 나타낸 것이다.
(3) 저융합금에 의한 시험편의 마운팅
마운팅법은 수지에 의한 주입성형과 같은 방법으로 금속형중에 시험편을 놓고 용융한 합금<표2>를 주입하는 것이 좋다.
사용하는 합금은 마운팅할 때 허용되는 온도를 선정하고, 70℃이하에서 마운팅하고자 할 때에는 우드메탈이 좋으나, 용융점이 100℃이하인 것은 열탕에서 풀어지므로 마운팅에서 꺼내기가 용이하다.
이러한 합금마운팅법에서 주의를 요하는 것은 엣칭할 경우, 시험편과 합금간의 국부전지작용에 의해 마운팅용 합금의 일부가 부식되거나, 시험편의 엣칭이 불충분하므로 전부가 엣칭되지 않는다는 것이다. 버프(Buff) 마무리 후에 내던져 놓으면 부식한다.
[3] 시험편의 표식
절단채취 시험편이나 마운팅성형된 시험편 또는 마운팅재에는 시험편 기호, 번호 또는 채취방법 등 필요한 사항을 빠짐없이 기입하여 현미경 조직시험에 대처한다.
[4] 연마작업(조연마)
시험편의 피검면은 먼저 평면연삭반이나 그라인다에 의해 조연마를 한다. 혜면도 피검면과 같은 수평으로 가공하면 현미경관찰이 용이하게 되고 또 여기에 계속되어 이루어지는 미크로비커스 경도 시험에도 좋다.
벨트샌드는 조연마용에는 손쉽지만 공시면이 면이 되기 때문에 좋지 않다.
한편 지석캇터에 의한 절단면은 표면조도 상태가 좋으므로 그대로 연마지 공정에 들어가게 된다.
이러한 상태로 시험편의 각 및 주변을 줄 또는 그라인다 등으로 다듬어주면 연마지나 폴리싱포의 찢어지는 것을 방지할 수 있으므로 취급하기에 편리하다.
 [5] 연마작업(중간연마)
중간연마는 연마지 상에서 피검면을 닦는 작업으로서 그 표면조도를 순차적으로 미세하게 한다. 보통은 건조한 상태로 하는데 물이나 경유등의 혼식윤활환경으로 연마하는 수도 있다.
(1) 연마지
-드라이 연마용 연마지
윤활제는 사용하지 않고 건조한 상태로 연마하는 것에 사용되는 연마지이다. 라샤지에 에메리(코란담…Al₂O₃에 자철광을 함유한 흑회색이 결정)분말지립을 교질의 접착제로 도포한 것으로 230*280mm가 표준싸이즈이며, 분말지립번호(#)와 같은 조도구분과 칭호표시는 지의 이면에 나타나 있다.(표3)
-현식연마용 연마지
물이나 석유를 주입하면서 쓰여지는 연마지이다. 탄화규소계 지립분말을 크라후드종이에 합성수지접착제로 바라서 내수처리가 이루어진 것으로 표준싸이즈 외에 단책형의 것도 있다.
종류는 <표4>에 나타난 것고 같고, 회전원판에 첨부하여 사용하기도 하며, 이면에 점착제가 발라진 원형의 연마지도 있다.
여기에는 탄화규소계(#80)외에 Al₂O₃지립(#120, 240, 300)과 다이아몬드지립(70μ)이 있다.
 (2) 연마작업
-수동에 의한 연마작업
연마지를 후판유리의 위에 종장방향으로 두고, 이것을 왼손으로 누르고 시험편을 바른손 끝으로 잡아 연마지의 앞부분으로부터 뒷부분으로 힘을 주면서 밀어내는 작업을 자주 반복한다.
[사진5] 한쪽으로 쏠리지 않도록 주의하고 연마에 의한 조흔이 없어지도록 한다. 연마지 위에 흐트러진 철분, 지분은 때때로 털어야 한다.
시험편을 연마지에 누를 때 너무 힘이 강하면 발열하여 조직이 변하든지 연마면에 소성변형이 생기는 수가 있으므로 가볍게 누르고 천천히 움직이면서 왕복을 할 필요가 있다.
그 다음에 시험편을 90°회전하여 다음번의 미세한 연마지로 앞의 조흔이 소멸제거될 때까지 연마한다. 세장시험편에서는 직각으로 하지 말고 대각선으로 하여 이것을 반복하면서 피검면의 표면조도를 점차 미세하게 한다.
이러한 연마지 교환에 있어서는 판유리와 시험편주변 및 손끝 등에 부착한 철분 및 연마지분을 주의깊게 제거할 필요가 있고, 더욱이 균열기 존재하는 시험편이나 자화하고 있는 시험편은 주의하여 자주 수세정한 후에 건조를 하여 재반복한다.
경화된 강재에서는 거치른 연마지의 작업을 정성스레 하고 최종은 #800쯤까지 사용하며, 연한 비철금속에서는 미세한 연마지의 작업을 정성스럽게 하여 최종은 #1500가지 사용한다.
연마면의 변질을 피하고자 할 때에는 습식연마를 하고, 윤활제로는 보통 물이 좋으며, 유수로 지면상에 얇은 수막을 만들어 금속분, 지분을 흘려버리면서 행하면 좋다.
Pb, Sn, Au, Al등의 연질금속에서는 기계절삭에 의한 가공경화층을 줄 등으로 평활하게 제거한 다음 #320쯤에서 연마하면 좋다.
냉각액은 경우에 파라핀을 용해(1ℓ중에 50g)한 윤활제를 사용하며, 다음번의 연마지에 옮길 때에는 경유로 완전히 세정한다.
-기계에 의한 연마작업
회전원판에 붙여진 연마지 위에서 습식연마를 행한다. 강하게 눌러주면 발열하여 연마면에 곡면이 생길 수 있으므로 가볍게 눌러서 연마함이 필요하다. 그 외에는 수동습식연마의 경우와 같다.
마무리 연마용에는 #1000. #1200, #1500을 써서 자동연마[사진6]하는 수가 있다. 이것은 일정 싸이즈의 수지 마운팅시험편을 부속시표홀더로 잡고 회전판 유도가이드나 진동 등에 의해 시료를 미회전시키면서 회전원판이나 진동 원판 위에 붙여진 연마지 면으로 마무리 연마를 하는 것이 좋으며 홀더 지지에 세심한 주의가 필요하다.
작업시간은 길고 또 진동식의 경우는 1~24h도 걸리나 일회에 다수의 시험편을 동시에 연마할 수 있으므로 일개당 소요시간은 짧으며 양호한 마무리면이 얻어질 수 있다.
[6] 폴리싱(polishing)작업(버프폴리싱-Buffing)
회전원판면에 퍼진 버프시에 폴리싱재를 주입하면서 마무리 연마후의 피검면을 경면화하는 작업공정이라 할 수 있다.
먼저 예비폴리싱으로서 조립도의 폴리싱분말을 쓰므로 연마조흔 및 연마영향층을 신속히 제거할 수 있다.
이어서 마무리 폴리싱으로서 미세한 입도의 폴리싱분말을 사용해서 피검면을 양질의 거울상태로 마무리한다.
(1) 폴리싱재
-산화크롬(Cr₂O₃)분말수용액
0.3~10μ입이 사용되나 입도별로는 시판되지 않고 있다. 예비폴리싱에서는 농도가 짙은 수용현탁액이 사용되고, 또 마무리 폴리싱에서는 교반하여, 조기에 침전한 조립을 제거한 세립용액의 진한 수용액이 쓰여지고 있다.
철강재료에 일반적으로 사용되며, 연질의 비철재료에는 적당치 않다. 엷은 농도에서는 폴리싱능력이 적은 것 및 폐액의 공해대책으로서의 처리가 요구되므로 근래에는 피하는 경향이 있다.
-알루미나(Al₂O₃)분말수용액
알루미늄염의 침전물을 소성해서 만들어진 육방정형세립분말의 수용현탁액이다. 예비폴리싱용으로서는 입경이 15μ, 8μ, 3μ, 1μ 정도가 쓰이며 마무리 폴리시용으로서는 0.5μ, 0.3μ정도가 쓰여진다.
대개는 건조분말을 사용시에 물과 혼합하여 사용하는데 1μ, 0.5μ, 0.3μ 및 0.06μ(입방정형)을 증류수로 용해한 병포장이 있어, 사용시에 5~20배로 희석한다.
철강재료에 일반적으로 쓰이며, 연질의 비철금속에도 널리 사용되고 현재 많이 보급되어 있는 폴리싱재이다.
-마그네시아(MgO)분말수용액
백색입방정계의 산화마그네슘 세립분말의 수용현탁액이다. 폴리싱속도는 알루미나보다 못하나 폴리싱 결과는 우수하며, 특히 Al합금의 마무리 폴리싱에 가장 적당하다.
건조상태의 보관이 필요하며 흡습하게 되면 탄산마그네슘으로 변질되어 기능을 잃게 되므로 증류수로 용해함이 바람직하다.
-다이아몬드의 유용페이스
천연산(대형결정의 파쇄)이나 인조(초미세결저의 응집)다이아몬드분말의 유지페이스트이다.
고경도로 형상은 예리한 각을 갖고 있으며 연마성이 우수하고 표층에 폴리싱 영향층의 발생이 없는 이상적인 폴리싱 재이다.
경연양조직의 혼재에서도 완전한 평면이 얻어지며 개재물이나 흑연 등이 폴리싱된 면에서 탈락되지 않는다.
베아링, 공구류, 초경합금 등에 사용되며, 인조다이아몬드로 폴리싱된 표면이 가장 매끈하다.
6μ이상의 입경을 갖는 예비폴리싱용 페이스트도 시판되고 있지 만 대부분은 3μ, 1μ, 0.25μ의 마무리 폴리싱용이 쓰여진다.
(2) 폴리싱포
-버프반용 폴리싱포
일반용으로서는 보드럽고 연한 백색양모재가 있다.
예비폴리싱, 마무리 폴리싱에도 대개 쓰여진다.
그외에 예비폴리싱전용의 것에는 보풀이 없는 경한 합성섬유직물이 있고, 마무리 폴리싱전용에는 인조섬유의 표면에 합성섬유를 수직으로 전착한 연한포지가 있다. 편면사용하여 폴리싱 기능이 나빠지면 세탁하여 이면을 사용(예비폴리싱용) 할 수 있다.
(3) 폴리싱 작업
-수동에 의한 폴리싱 작업
시험편을 오른손의 세 손가락에 쥐고, 회전하고 있는 폴리싱포위에 평행하게 가벼운 힘으로 누르고 원판중심과 주변사이를 천천히 왕복하면서 움직여 폴리싱한다.
왼손에는 폴리싱액이 들어있는 병을 갖고 가끔 흔들어 가면서 포면에 폴리싱액을 적하시킨다.[사진7]
폴리싱중 시험편은 원판의 회전과 반대방향으로 천천히 회전시킨다.
특히 이것을 최종단계까지 하게 되면 코멭데일의 발생이 방지된다. 코멭데일이란 일방향으로 연마 할 때 개재물 등이 그 방향으로 끌려와서 그 주변의 정상인 금속을 국부적으로 마모시키기 때문에 생기는 흠으로 꼬리달린 성상으로 나타난다.[사진8]
예비폴리싱에서는 우너판회전수를 600~1,200rpm 폴리싱분말은 8~3μ알루미나를 서서 지석일지연마의 조흔이 보이지 않을 때까지 행한다.
폴리싱 속도는 사용하는 알루미나의 입도에 영향을 받으며, 직접세립의 것을 사용하면 오랜시간이 걸리므로, 1μ분말로써 중간 폴리싱을 실시하면 마무리가 좋아서 단시간에 될 수 있다.
마무리 폴리싱에서는 원판회전수를 250~400mm으로 내리고 0.5μ, 0.3μ의 알루미나 분말로 한다. 또 폴리싱액 농도도 엷게 한다. 고배율의 검경이 필요할 때에는 0.06μ의 초미분말 알루미나가 쓰여진다.
산화크롬, 마그네시아에 의한 폴리시의 경우도 똑같다. 다이아몬드 페이스트의 경우는 원판위에 0.5~0.75g의 페이스트를 포상에 륜으 그리듯이 누르면서 손가락 끝으로 같은 모양으로 넓혀가면서 행한다.
폴리싱기버프반은 철강용, 비철용의 구분외에 산화크롬용, 알루미나용, 다이아몬드페이스트용 및 예비폴리싱용, 마무리 폴리싱용 등으로 구분배치하는 것이 좋으나 버프반태수에 제약되는 경우에는, 폴리싱포의 구분사용이 필요하다.
폴리싱이 끝나면 물로 씻어서 주변부에 부착한 폴리싱재도 충분히 제거하여 열풍으로 건조한다. 균열을 가지는 시험편이나 유지페이스트 폴리싱시험편에서는 초음파세정기로 씻은 후 알콜로 수분을 빼서 건조하면 좋다.
건조후에는 100~200배로 검경하여 조흔 또는 코멭데일이 없음을 확인한다. 폴리싱면은 흠을 내지 않음은 물론, 엣칭에 지칭을 주기 때문에 직접 손을 대지 않는 것이 좋다. -자동폴리싱기에 의한 폴리싱
습식의 자동폴리싱기아 같은 모양이다. 폴리싱포상에 미세립 알루미나분말을 폴리싱재로 하여 동시에 다수의 시험편을 폴리싱할 수도 있다.[사진9]
[7] 폴리싱(polishing)작업(전해폴리싱)
전해폴리싱법이라고 불리워지며 피검면에 가공변질층의 발생이 없이 연질금속에섣 흠이 없는 양질의 경면이 얻어지는 폴리싱법이다.
원리를 [그림88]에 나타냈다.
전해액중에 가라앉은 양극(시험편을 극)사이에 직접 직류를 통전하여 시험편 표면층을 전기분해시키는 것으로 전기도금의 역현상의 응용이다.
(1) 적용
시험편이 단상이며 연질인 것이나, 버프폴리싱 시가공변질에 민감한 것이라든지, 폴리싱 속도가 느린 재료에 적합하다.
전기화학적으로 전위차가 큰 둘 이상의 재료에서는 부분 침식되어 유조상이 되든지, 구멍이 작아지므로 적당치 않다.
대형실물에 표면의 일부를 그대로 검경하는 경우 연마 마무리된 시험편의 전면을 폴리싱하는 것은 아니고 그 가운데 유한범위만 마무리 가공하고 싶은 경우나 같은질의 시험편을 많이 준비할 때, 폴리싱하는 시험편의 곡면을 일정하게 유지할 때에 적당하다.
그러나 균열부나 질화층 등 시험편 엣칭부의 검경관찰에는 적용되지 않는다.
(2) 준비폴리싱
전해폴리싱하기 전의 연마는 #1000이상의 번호로 끝낸다. 고배율관찰에서는 버프에 의한 준비폴리싱을 하여 두면 좋다.
수지마운팅시료의 경우는 전도성의 합성수지를 쓰게 된다.
(3) 전해폴리싱
사료의 폴리싱할 면을 밑으로 향하게 설치하여 양극단자에 고정시키고 전류밀도를 조절하여 전해액을 순환분사시켜 나가면서 통전하는 구조의 전해연마장치[사진10은 그 일례]를 사용한다.
전해액의 종류, 액온, 전류밀도 및 통전시간 등의 전해조건은 폴리싱하는 재료에 따라 다르다.
<표5>는 각종 재료에 대한 사용전해액의 조성과 작업조건을 나타내는 것이다.
 과염소산에 무수초산을 혼합시키면 발열, 폭발의 위험이 있으므로 무수초산에다가 과염초산을 서서히 혼합한다.
또 전해액은 몸에 묻지 않도록 취급에 주의할 필요가 있으며 눈에 들어가면 실명의 위험도 있다.
그러므로 최근에는 각종 용도별로 조성을 적당히 조정한 전해액도 시판되고 있다.
[8] 전해기계폴리싱
전해액에 폴리싱재분말을 혼합한 것 대신에 기계폴리싱의 폴리싱액을 사용하여 시험편을 전해시키면서 버프(buff)폴리싱 마무리를 하는 폴리싱법이다.
이렇게 되면 폴리싱속도가 빨라질 분만 아니라 부조나 세공이 마무리면에 남는 것을 방지할 수 있으며 양질의 면이 얻어진다.
Au, Ag, Pt등의 귀금속이나 Ti, Zr, Nb, W등 융점이 높은 내화금속의 폴리싱에 쓰여진다.
귀금속시험편에서는 직규전해가, 내화금속에서는 1~0.5Hz의 교번전류전해가 사용된다.
어느 것이든 전해기계 폴리싱장치에 의해 이루어지게 된다. <표6>은 각종 재료에 있어서 폴리싱법 적용예의 개요를 나타낸 것이다. | |
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