표면 조도: 쓰기는 가장 싸고 지키기는 가장 비싼 한 줄
Ra 0.8 µm는 도면에 몇 글자면 쓸 수 있지만, 니켈 합금 부품의 가격을 절반 가까이 더 올릴 수 있습니다. 저희가 보는 도면에서 가장 흔한 불필요한 비용이며, 공차보다 앞서고 소재 선택보다는 훨씬 앞섭니다.
조도별 비용
티타늄이나 니켈 초합금에서 다른 조건을 모두 같게 두었을 때의 대략적인 수치입니다.
| Ra | 도달 방법 | 상대 비용 |
|---|---|---|
| 6.3 µm | 밀링 그대로, 황삭 패스만 | 0.8× |
| 3.2 µm | 일반 정삭 패스 | 1.0× 기준 |
| 1.6 µm | 신중한 정삭, 날카로운 공구 | 1.1–1.3× |
| 0.8 µm | 미세 정삭 패스, 공구 마모 관리 | 1.4–1.8× |
| 0.4 µm | 매우 가벼운 패스, 또는 연삭 | 2–3× |
| 0.2 µm | 연삭 | 3–5× |
| 0.05 µm | 래핑 또는 연마 | 5–10× |
단계는 선형이 아니며, 0.8에서 0.4로 넘어가는 지점에서 대개 속도만 늦추는 것이 아니라 공정 자체를 바꿔야 합니다.
가공경화 합금에는 두 번째 불이익이 있습니다. 미세한 조도를 얻으려면 가벼운 패스가 필요한데, 니켈 합금에서 가벼운 패스는 절삭이 아니라 버니싱이 될 위험이 있고, 이는 표면을 경화시켜 조도를 오히려 나쁘게 만듭니다. 초합금의 가공경화를 참고하십시오. 그래서 인코넬에서 미세 조도는 단지 느린 것이 아니라 기술적으로 일관되게 얻기 어렵고, 그 불확실성이 가격에 반영됩니다.
공정별 도달 조도
| 공정 | 실용 Ra 범위 |
|---|---|
| 밀링, 황삭 | 3.2–12.5 µm |
| 밀링, 정삭 | 0.8–3.2 µm |
| 선삭, 정삭 | 0.4–1.6 µm |
| 경질 선삭, CBN | 0.2–0.8 µm |
| 리밍 | 0.8–1.6 µm |
| 원통 연삭 | 0.1–0.8 µm |
| 평면 연삭 | 0.2–1.6 µm |
| 호닝 | 0.05–0.4 µm |
| 래핑 / 연마 | 0.012–0.1 µm |
| 와이어 방전가공 | 0.8–3.2 µm |
같은 노력이라면 선삭이 밀링보다 더 미세한 조도에 도달합니다. 공구가 스캘럽을 남기며 쓸고 지나가는 것이 아니라 계속 접촉해 있기 때문입니다. 밀링 대신 선삭할 수 있는 형상이라면 조도를 더 싸게 얻을 수 있습니다.
실수: 일괄 지시
표제란에 “별도 지시 없는 모든 면 Ra 0.8 µm”라고 적으면, 부품의 모든 면에 미세 조도가 적용됩니다. 뒷면, 측면, 클램핑 면, 아무도 손대지 않을 형상까지 포함해서입니다.
면이 스무 개인 각형 티타늄 하우징이라면 불필요한 정삭 패스가 열 개 넘게 생길 수 있습니다. 그중 열여덟 면은 Ra 3.2 µm여도 부품 기능은 똑같습니다.
반대로 쓰십시오. 일반 지시는 거칠게 두고, 필요한 면에만 미세 조도를 표시합니다. 기본값은 저렴한 쪽이어야 하고, 비싼 쪽이 예외여야 합니다.
미세 조도가 실제로 제값을 하는 곳
밀봉면. O링 홈과 개스킷 면에는 실제 조도 요건이 있으며, 대개 실(seal) 제조사가 공개한 규격에 정해져 있습니다. 추측하지 말고 그 수치를 쓰십시오.
미끄럼면과 베어링면. 축이 구멍 안에서 돌거나, 면과 면이 마주 닿아 마모되는 곳.
피로가 중요한 면. 표면 거칠기는 응력을 집중시킵니다. 반복 하중을 받는 티타늄 부품에서 이는 외관이 아니라 실제 엔지니어링 요건이며, 거칠기만이 아니라 표면 무결성이 중요해지는 곳이기도 합니다.
부식이 중요한 면. 듀플렉스나 니켈 합금 부품의 거친 표면은 침전물을 붙잡아 공식(피팅)을 일으킵니다.
코팅하는 모든 면. 대부분의 코팅은 모재 조도를 지정합니다.
눈에 보이는 외관면. 부품이 보이는 경우에 해당합니다. 다만 “외관용”이라고 적어 두면, 업체가 가공이 아니라 후처리로 달성할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.
Ra 외에 지정할 것
Ra는 평균값이므로, Ra가 같아도 거동이 전혀 다른 표면이 있을 수 있습니다. 중요한 면이라면 다음을 고려하십시오.
Rz. 평균 최대 높이(산과 골의 차)입니다. 실(seal) 불량의 흔한 원인인 고립된 깊은 긁힘을 Ra보다 잘 잡아냅니다.
가공 줄무늬 방향. 원주 방향인지 축 방향인지는 밀봉과 피로에 영향을 줍니다. 중요한 곳에는 지정하십시오.
표면 무결성. 경질 선삭하거나 강하게 가공한 초합금 부품에서는 표면 아래 상태가 거칠기보다 더 중요할 수 있습니다. 백층이나 인장 잔류 응력이 문제가 된다면 그렇게 적고, 어떻게 검증할지도 적으십시오. 백층 리스크는 경질 선삭과 연삭 비교에서 다룹니다.
실무용 도면 지시 예
일반 표면 조도: Ra 3.2 µm. 구멍 Ø40 H7 및 A면: Ra 0.8 µm, 원주 방향 줄무늬. O링 홈은 실 공급업체 도면에 따름, Ra 0.4 µm, Rz 3.2 µm 이하. 나머지 면: 가공 그대로.
네 줄이면 부품이 제 가격에 만들어집니다. 전체 Ra 0.8 µm 한 줄과 비교해 보십시오. 그쪽이 더 비싸고, 전달하는 정보는 더 적습니다.
참고: 표면 거칠기(영문).
도면을 보내주십시오. 영업시간 기준 24시간 이내에 가격이 포함된 견적을 드리며, 아무것도 얻지 못한 채 비용만 늘리는 조도 지시가 있다면 같은 회신에 담아 드리겠습니다.