KR20120111150A - Electropolishing method for high strength metal tool - Google Patents

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KR20120111150A
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polishing
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polished
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하홍수
오상수
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한국전기연구원
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16—Polishing
    • C25F3/22—Polishing of heavy metals
    • C25F3/24—Polishing of heavy metals of iron or steel

Abstract

PURPOSE: An electrolytic polishing method for a high-strength metal tool is provided to accurately and quickly polish an object by arranging a polishing electrode corresponding to the shape of the polished surface of the object. CONSTITUTION: An electrolytic polishing method for a high-strength metal tool is as follows. An object(100) is dipped and coated in paraffin and paraffin is removed from a part to be polished. A polishing electrode(200) is processed corresponding to the shape of the polished surface of the object and separated a predetermined distance from the object, the object and the polishing electrode are dipped in electrolytic polishing liquid(300), and the polishing electrode is arranged corresponding to the shape of the polished surface of the object. (+) pole is connected to the object while (-) pole is connected to the polishing electrode. [Reference numerals] (AA) DC power supply device; (BB) Edge after polishing

Description

고강도 금속공구의 전해 연마 방법{electropolishing method for high strength metal tool}Electropolishing method for high strength metal tool

본 발명은 고강도의 금속공구를 전해 연마하기 위한 방법에 관한 것으로서, 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여, 연마용전극을 가공하고 이를 피연마물로부터 배치하여 복잡한 연마면을 갖는 고강도 금속공구의 정확한 전해연마가 가능한 고강도 금속공구의 전해 연마 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for electropolishing a high strength metal tool, which corresponds to the shape of the polished surface of the polished object, and processes the polishing electrode and arranges it from the polished material to obtain a high precision metal tool having a complex polished surface. The present invention relates to an electropolishing method of a high strength metal tool capable of electropolishing.

일반적으로 공작물에 대한 연마는 기계적 연마법과 전기분해를 이용한 전해연마법 등이 있으며, 기계적으로 이미 가공된 공작물의 표면을 매끄럽게 하거나, 모서리 부분을 날카롭게 하여 공구의 경우엔 정확한 치수를 맞추기 위하여 연마가 이루어지게 된다.In general, the polishing of the workpiece includes mechanical polishing and electrolytic polishing using electrolysis, and the surface of the workpiece that has been mechanically machined is smoothed or the edges are sharpened, so in the case of the tool, polishing is performed in order to obtain an accurate dimension. You lose.

기계적 연마법은 숫돌 등에 피연마물을 지속적으로 마찰시켜 피연마물의 표면 연마 또는 소정 형상으로의 연마가 이루어지도록 하는 것이나, 이는 숫돌 등이 피연마물에 접촉되어 이루어지게 되므로 피연마물에 이물질이 묻게 되며, 연마 공정이 비효율적이면서, 연마기구의 소모가 있으며, 연마대상물이 복잡한 형상을 갖거나 고강도의 금속일 경우에는 그 목적을 제대로 달성할 수 없게 된다.In the mechanical polishing method, the abrasive is continuously rubbed on the grindstone to polish the surface of the abrasive or polish to a predetermined shape. However, since the grindstone is made in contact with the abrasive, foreign matter is deposited on the abrasive. While the polishing process is inefficient, there is a consumption of the polishing mechanism, and the object cannot be properly achieved when the polishing object has a complicated shape or a high-strength metal.

따라서, 상기 기계적 연마법 보다는 근래에는 전해 연마법에 대한 연구가 더욱 활발하다. 전해연마법은 금속의 피연마물을 (+)극으로 하고 전해연마액 속에 침지하여 전기분해를 통한 전해연마를 수행하면 피연마물의 표면에 대한 연마가 이루어지게 된다. Therefore, the electrolytic polishing method is more active in recent years than the mechanical polishing method. In the electropolishing method, the surface of the polished object is polished by performing electrolytic polishing through electrolysis by immersing the metal polished object as a positive electrode and immersing it in the electrolytic polishing liquid.

그러나, 종래의 전해연마법은 단순히 전해연마 시간을 조절하여 연마가 이루어지도록 하는 것으로서, 표면을 매끄럽게 하거나 단순한 형태의 공작물에 대한 연마는 용이하게 이루어졌으나, 복잡한 형상을 갖거나 정확한 치수를 요하는 공구의 경우에는 오히려 기계적 연마법을 사용하는 경향이었다.However, the conventional electropolishing method simply adjusts the electropolishing time so that polishing can be performed. The tool smoothly polishes a surface or a simple form of a workpiece, but has a complicated shape or requires precise dimensions. In the case of the rather tended to use mechanical polishing method.

그러나, 드릴과 같은 복잡한 구조의 고강도 절삭 공구의 경우 예리한 날을 이루기 위해서는 종래의 기계적 연마법이나 전해연마법으로는 정확한 치수를 갖는 가공이 상당히 난해한 문제점이 있다.However, in the case of a high-strength cutting tool having a complex structure such as a drill, in order to achieve a sharp edge, conventional mechanical polishing or electropolishing method has a problem that processing having accurate dimensions is quite difficult.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여, 연마용전극을 가공하고 이를 피연마물로부터 배치하여 복잡한 연마면을 갖는 고강도 금속공구의 정확한 전해연마가 가능한 고강도 금속공구의 전해 연마 방법의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, corresponding to the shape of the polishing surface of the workpiece, the high-strength metal capable of accurate electropolishing of a high-strength metal tool having a complex polishing surface by processing the polishing electrode and placing it from the polishing object It is an object of the present invention to provide a method of electropolishing of a tool.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 금속공구의 전해 연마 방법에 있어서, 피연마물을 파라핀에 침지하여 코팅한 후, 연마할 부분만 파라핀을 제거하는 제1단계와; 연마용전극을 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여 가공하는 제2단계와; 상기 피연마물로부터 상기 연마용전극을 일정거리 이격시켜 상기 피연마물 및 연마용전극을 전해연마액에 침지하되, 상기 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극을 배치하는 제3단계와; 상기 피연마물에는 (+)극을, 상기 연마용전극에는 (-)극을 연결하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 금속공구의 전해 연마 방법을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for electropolishing a metal tool, comprising: a first step of removing the paraffin from only the part to be polished after coating the polished object by paraffin; A second step of processing the polishing electrode corresponding to the shape of the polishing surface of the polishing object; A third step of dipping the polishing electrode and the polishing electrode in the electrolytic polishing liquid by separating the polishing electrode from the polishing object by a predetermined distance, and arranging the polishing electrode corresponding to the shape of the polishing surface of the polishing object; The electrolytic polishing method of a high-strength metal tool comprising a fourth step of connecting the positive electrode to the abrasive object and the negative electrode to the polishing electrode.

상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은, 피연마물의 연마면의 형태에 대응하여 연마용전극을 가공하고 이를 배치하여 복잡한 연마면을 갖는 고강도 금속공구의 비접촉식 정밀한 전해연마가 가능한 효과가 있다. According to the above problem solving means, the present invention has the effect of non-contact precise electropolishing of a high-strength metal tool having a complicated polishing surface by processing and arranging the polishing electrode corresponding to the shape of the polishing surface of the workpiece.

도 1 - 본 발명에 따라 절삭 또는 연마하여야 할 부분에 대해 연마용전극을 배치한 모식도.1-Schematic diagram in which a polishing electrode is arranged for a part to be cut or polished according to the present invention.

본 발명은 금속공구를 연마하기 위한 전해 연마 방법에 관한 것으로서, 피연마물을 파라핀에 침지하여 코팅한 후, 연마할 부분만 파라핀을 제거하고, 연마용전극을 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여 가공한 후, 상기 피연마물로부터 상기 연마용전극을 일정거리 이격시켜 상기 피연마물 및 연마용전극을 전해연마액에 침지하되, 상기 피연마물의 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극을 배치하고, 상기 피연마물에는 (+)극을, 상기 연마용전극에는 (-)극을 연결하면 전해연마액을 통해 전기분해가 이루어지면서 피연마물의 연마가 이루어지게 된다.The present invention relates to an electrolytic polishing method for polishing a metal tool, and after coating the polishing object by immersion in paraffin, only the portion to be polished is removed, and the polishing electrode corresponds to the shape of the polishing surface of the polishing object. After processing, the polishing electrode is spaced apart from the polished object by a predetermined distance, and the polishing object and the polishing electrode are immersed in the electrolytic polishing liquid, and the polishing electrode is disposed corresponding to the shape of the polishing surface of the polishing object. When the positive electrode is connected to the polishing object and the negative electrode is connected to the polishing electrode, electrolysis is performed through the electrolytic polishing liquid, thereby polishing the polishing object.

즉, 본 발명은 고강도인 절삭공구와 같은 금속공구의 날을 예리하게 연마하기 위한 것으로서, 비접촉식으로 이루어지므로 연마기구의 소모가 없으며 선택적으로 연마를 가감할 수도 있다.That is, the present invention is to sharply sharpen the blade of a metal tool, such as a cutting tool of high strength, because it is made of a non-contact type, there is no consumption of the polishing mechanism and can selectively add or subtract the polishing.

도 1과 같인 절삭 또는 연마하여야 할 부분에 대해 연마용전극(200)을 배치하고 피연마물(100)에 선택적으로 연마를 하기 위하여, 피연마물(100)을 파라핀에 침지하여 표면에 파라핀을 코팅한 후 연마할 부분만 다시 파라핀을 걷어낸다. 이때 연마면 이외의 부분에도 연마 또는 광택을 얻고자 하면 파라핀 코팅은 하지 않아도 된다.In order to arrange the polishing electrode 200 for the portion to be cut or polished as shown in FIG. 1 and to selectively grind the polished object 100, the polished object 100 is immersed in paraffin to coat paraffin on the surface. After that, only remove the paraffin again. At this time, if you want to obtain polishing or gloss in parts other than the polishing surface, paraffin coating is not necessary.

그리고, 연마용전극(200)은 피연마물(100)의 연마면의 형상에 대응하여 가공하고, 상기 연마용전극(200)을 상기 연마물로부터 일정거리 이격시켜 상기 피연마물(100) 및 연마용전극(200)을 전해연마액(300)에 침지하되, 상기 피연마물(100)의 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극(200)을 배치하게 된다. 도 1은 절삭 또는 연마하여야 할 부분에 대해 연마용전극(200)을 배치한 모식도이다.The polishing electrode 200 is processed according to the shape of the polishing surface of the polishing object 100, and the polishing electrode 200 is spaced apart from the polishing object by a predetermined distance, thereby polishing the polishing object 100 and the polishing object. The electrode 200 is immersed in the electrolytic polishing liquid 300, and the polishing electrode 200 is disposed to correspond to the shape of the polishing surface of the polishing object 100. 1 is a schematic diagram in which the polishing electrode 200 is disposed on a portion to be cut or polished.

그리고, 직류전원공급장치를 이용하여 피연마물(100)에는 직류 (+)극을 연결하고 연마용전극(200)에는 (-)극을 연결한다. 전해연마액(300)을 50~80℃로 가열한 후 직류전원장치를 이용하여 전류를 서서히 올리면서 연마정도를 파악한다. 일반적으로 0.5~2A/cm2의 전류밀도로 1~5분간 시행하면 연마를 완료할 수 있다.In addition, a DC power supply is used to connect a DC (+) pole to the workpiece 100 and a (-) pole to the polishing electrode 200. After heating the electrolytic polishing liquid 300 to 50 ~ 80 ℃ to determine the degree of polishing while gradually increasing the current using a DC power supply. In general, the polishing can be completed by 1-5 minutes at a current density of 0.5 ~ 2A / cm 2 .

또한, 드릴과 같은 복잡한 금속날을 가공할 경우, 전극은 드릴 날과 유사한 모양으로 나선형태를 갖는 것이 바람직하며, 이러한 피연마물(100)의 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극(200)의 배치도 매우 중요하여 이에 의해 정확하고 신속한 연마가 이루어지게 된다. 그리고 가공면과 전극과의 거리를 일정하게 유지하여 전해연마가 이루어지도록 하여 양극과 음극 간에 숏트되는 일이 없도록 하며, 연마 시간이 지날수록 연마 속도가 조절되도록 한다.In addition, when processing a complex metal blade such as a drill, the electrode preferably has a spiral shape in a shape similar to the drill blade, corresponding to the shape of the polishing surface of the polishing object 100 of the polishing electrode 200 Placement is also very important, which results in accurate and rapid polishing. Then, the distance between the processing surface and the electrode is kept constant so that electropolishing is performed so that it is not shorted between the anode and the cathode, and the polishing speed is adjusted as the polishing time passes.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

연마용전극(200)은 카본을 사용하며, 연마면의 형상은 도 1에 도시된 바와 같이 삼각날 형상으로 형성되며, 연마용전극(200)은 표면은 매우 매끈한 형태로 거칠기가 RMS 10nm 이하인 것을 사용하였다. 그리고, 피연마물(100)의 재질은 공구로서, 이용이 가능한 고탄소강 혹은 공구강 재질이다.The polishing electrode 200 uses carbon, and the shape of the polishing surface is formed in the shape of a triangular blade as shown in FIG. 1, and the polishing electrode 200 has a very smooth surface and a roughness of RMS 10 nm or less. Used. And the material of the to-be-polished material 100 is a high carbon steel or tool steel material which can be used as a tool.

여기에서, 전해연마액(300)은 황산과 인산이 반반씩 섞인 용액에 기타 첨가물이 혼합된 것을 사용하였으며, 연마용전극(200)과 피연마물(100)의 연마면과의 거리는 평균 5mm 정도의 거리를 유지하며, 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극(200)을 도 1과 같이 배치하였다. 전류밀도는 0.1 ~ 2A/dm2으로 한다.Here, the electrolytic polishing solution 300 was a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid in half and other additives were used, and the distance between the polishing electrode 200 and the polishing surface of the polishing object 100 is an average of about 5mm While maintaining the distance, the polishing electrode 200 was disposed as shown in FIG. 1 to correspond to the shape of the polishing surface. The current density is 0.1 to 2 A / dm 2 .

상기의 실시예에서 전류밀도가 1.0 A/dm2인 경우에, 공구(피연마물)와 연마용전극 간 거리 5mm에서 20min 전해연마를 실시하면, 바람직한 표면광택 및 추가가공이 용이한 형태의 공구를 제작할 수 있게 된다.In the above embodiment, in the case where the current density is 1.0 A / dm 2 , when electrolytic polishing is performed at a distance of 5 mm at a distance between the tool (abrasive) and the polishing electrode, a tool having a desired surface gloss and easy processing can be formed. I can produce it.

100 : 피연마물 200 : 연마용전극
300 : 전해연마액100: polishing target 200: polishing electrode
300: electrolytic polishing liquid

Claims (1)

금속공구의 전해 연마 방법에 있어서,
피연마물(100)을 파라핀에 침지하여 코팅한 후, 연마할 부분만 파라핀을 제거하는 제1단계와;
연마용전극(200)을 피연마물(100)의 연마면의 형상에 대응하여 가공하는 제2단계와;
상기 피연마물(100)로부터 상기 연마용전극(200)을 일정거리 이격시켜 상기 피연마물(100) 및 연마용전극(200)을 전해연마액(300)에 침지하되, 상기 피연마물(100)의 연마면의 형상에 대응하여 연마용전극(200)을 배치하는 제3단계와;
상기 피연마물(100)에는 (+)극을, 상기 연마용전극(200)에는 (-)극을 연결하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 금속공구의 전해 연마 방법.In the electropolishing method of a metal tool,
A first step of removing the paraffin from only the part to be polished by coating the object 100 to be immersed in paraffin;
A second step of processing the polishing electrode 200 corresponding to the shape of the polishing surface of the polishing object 100;
The polishing electrode 200 is spaced apart from the polishing object 100 by a predetermined distance, and the polishing object 100 and the polishing electrode 200 are immersed in the electrolytic polishing liquid 300, but the polishing object 100 A third step of arranging the polishing electrode 200 corresponding to the shape of the polishing surface;
And a fourth step of connecting a positive electrode to the polished object and a negative electrode to the polishing electrode 200. The electropolishing method of a high-strength metal tool comprising: a;
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