E-[024] 마찰과 마모

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두 물체가 접촉한 상태에서 미끄러지면서 발생하는 저항을 마찰이라 하고, 이로 인하여 물체의 표면이 닳아 없어지거나 변형이 생기는 것을 마모라 한다. 마찰이 일어나는 부품은 마찰열, 소음, 진동 등의 에너지 형태로 흔적을 남긴다. 심화된 마찰은 표면의 형상 변화를 가져와서 본래의 기능을 약화시키고 부품 수명을 단축시킨다. 마찰 운동을 하는 물체의 표면특성을 실제의 사용 조건에 맞게 바꾸는 것을 표면특성 향상기술이라 한다. 표면특성 향상기술은 마찰, 마모, 부식, 윤활 등을 개량하는 표면개질과 마찰접촉면에 동종(同種) 또는 이종(異種) 소재를 물리적 화학적으로 얇게 붙이거나 증착시키는 코팅으로 분류된다. 대표적인 표면특성 향상기술에는 열처리, 금속침투법, 카본분사, 물리적 증착, 화학적 증착, 플라즈마질화 등이 있다.

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E-[007] 표면거칠기

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표면거칠기는 다듬질 가공할 때 표면에 생기는 작은 요철(凹凸) 형상을 말한다. 가공 과정에서 필연적으로 발생하는 거칠기를 완벽하게 제거하는 것은 불가능하다. 필요 이상으로 표면을 매끄럽게 다듬는 것은 시간이 오래 걸리고 비경제적이기 때문에 부품 표면은 사용목적과 기능에 따라 적절하게 다듬어져야 한다. 요철의 크기와 형태는 사용한 공구, 가공방법, 가공조건에 따라 다르게 나타난다. 거칠기가 작고 매끄럽게 다듬질한 표면에서는 높은 치수정밀도를 얻을 수 있으며 내마모성과 내식성이 우수하다. 표면거칠기는 밀링가공이 가장 크고 선반가공, 연삭가공, 래핑으로 갈수록 작아진다.  가공표면과 수직인 평면으로 절단하고 그 단면을 확대해 보면 어떤 곡선을 이루는데 단면곡선에서 기준길이를 선정하여 높낮이를 측정한다. KS B 0161에 규정되어 있으며 표면거칠기를 구분하는 기준에는 3가지 방법이 있다. 최대높이 표면거칠기(Ry, 기존 Rmax 기호가 Ry로 대체됨)는 기준길이의 단면곡선에서 가장 높은 봉우리와 가장 깊은 골짜기의 수직거리이다. 중심선 평균거칠기(Ra)는 단면곡선에서 봉우리 면적과 골짜기 면적 합을 각각 구하여 면적 차이를 계산한 후 기준길이로 나눈 값이다. 중심선은 봉우리를 깎아 골짜기를 메워 고르게 할 때 해당 면적에 대응하는 높이를 가진 선이다. 10점 평균거칠기(Rz)는 가장 높은 봉우리 5개와 가장 깊은 골짜기 5개를 선택하여 각각의 높이(깊이) 평균값을 구하고 두 평균값의 차이로 나타낸 것이다. 일반적으로 Ry가 가장 크고 Rz, Ra순으로 갈수록 작아지는 경향을 보인다.  표면거칠기 종류 표면거칠기를 측정하는 방법에는 3가지가 있다. 촉침법(stylus method) 은 바늘끝을 피측정물에 접촉시켜 이동하면서 바늘끝의 움직임을 확대해서 측정한다. 광절단법(light sectioning method) 은 광학적으로 표면거칠기나 물체의 요철을 측정하는 방법이다. 가느다란 틈새(slit)를 통과한 빛의 띠가 대상물 표면을...
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