MIPOX 티타늄 소재의 표면 가공에 대한 필름 식 연마의 효과에 대해

티타늄 소재의 표면 가공에 대한 필름 식 연마의 효과에 대해



"난 삭재 '라 불리는 경질 세라믹 재료 등을 필두로 여러 가공이 어렵다는 티타늄 소재에 대해 당사 (Mipox) 필름 연마 방식이 우수한 가공 특성을 나타내는 것이 확인되고 있기 때문에, 그 일부를 소개하겠습니다.

티타늄 연마 (연삭) 가공 방법으로는 PVA 숫돌 등의 탄성 숫돌을 사용하는 방법이 주류이지만, 아래 ① ~ ④로 대표되는 요인 및 티타늄의 물성에 의해 가공 효율이 현저하게 저하 될 수 많이 있습니다. 


① 티타늄 표면에 발생하는 부동태가 견고하며 가공 효율에 현저한 영향을 끼침. 
② 표층 이외는 연질의 물성을 나타 내기 위해 가공 대상물 원래 이외의 물질로 형성되는 변질 층을 생성하기 쉽고 
③ 부동태 및 변질 층의 불균일에 의한 가공 대상물의 화학적 및 기계적 효과 의 영향을 받고  
④ 일반 현장 작업 환경에서 연마 가공에 효율적인 화학적 반응을 나타내는 약액이업고  

특히 ②, ③은 후 공정으로 마무리 연마 공정 (CMP 공정, 폴리싱 공정)을 앞두고있는 경우 치명적인 결함이되기 때문에 해결해야 할 문제이지만, Mipox는 자사 제품인 연마 필름 (필름 식 연마 )를 조합 한 프로세스를 구축함으로써 그 문제에 대해 해결을 도모하고 있습니다 (Fig.1-1 1-2 참조).


필름 식 연마의 가장 큰 특징은 연마재의 균일성(성능)을 일정하게 유지하기 위해 필수적인 '자생칼날 작용 "을"기계 파라미터」으로 자유 자재로 컨트롤 할 수있는 것입니다. 연마 필름 연마 가공에 작용하는 '연마'가 기재 표면에 고정되어 있기 때문에 위의 "PVA 숫돌"뿐만 아니라 "고정 입자 방식"의 부류에 들어갑니다. PVA 연마기에서도 가공 경과 중간 숫돌 마모 (탈락)에 의한 자생 칼날 작용을 기대할 수 있지만, 그것을 자유 자재로 컨트롤하는 것은 어렵고, 숫돌의 완성도에 좌우되어 버립니다. 또한 그 현상의 모두는 "자생 칼날 작용이 발생하는 것이라는 기대 · 가정"에 의지하지 않을 수 없기 때문에 그것을 배제 할 수없는만큼 안정된 프로세스의 확립은 어렵습니다. 자생 칼날 작용은 숫돌을 구성하는 재료의 마모 탈락을 따라 휠 본체에서 이탈 한 그 물체는 연마 공구 (숫돌)와 가공 대상물 사이를 자유롭게 오가는 수 있기 때문에 결과 "유리 연마"처럼 작용합니다. 탈락 한 연마의 대다수는 연마 폐액이 가공 장치 밖으로 배출되지만 경질하고 날카로운 형상을 갖는 연마 자체는 자신보다 부드러운 물체에 박혀 정착하게되므로이 경우 티타늄 재료에 박혀 변질 층을 생성 해 버립니다 (Fig.2-1 참조). Fig.3은 PVA 숫돌에 의한 거친 연마를 거쳐 마무리 연마를 완료 한 티타늄의 표면 상태이지만, 가공 표면에 연마제의 파고와 연마 탈락의 흔적이 명확하게 관찰되고 있습니다. EDX 분석 Fig.4-1 결과에서도 가공 표면에 연마재의 소재 인 '산화 알루미늄'원래의 Al이 검출 되었기 때문에 매우 경면 가공을 저해하는 요인은 거친 연마에 많이 존재하고있는 것이 분명이 있습니다. 


한편, 필름 연마 방식이지만, 연마 필름 표면에 견고하게 유지되고 있기 때문에 기본적으로 탈락하는 것은없고, 가공에 의해 연마 스스로가 마모하는 양도 PVA 만들어진 비해 극히 미량이기 때문에 폐액으로 배출 (생성)되는 티타늄의 절편과 냉각수뿐입니다. 절편은 그 크기에 따라 티타늄 소재 표면에 가공면 변질 층의 생성을 촉진시킬 수도 연마 가공 부에서 최대한 배제하는 것이 바람직하므로 그 대책으로서 표면 측에 흡착 기능을 갖게 연마 필름을 적용하고 있습니다 (Fig.5 참조). 절편의 대부분은 흡착 구멍에 포함되기 때문에 연마 가공 표면에 흐르는것은 없습니다. 또한이 흡착 구멍 자체도 연마 자생 칼날 작용과 같이 기계적으로 연속 교체되어 나가기 때문에, 그 성능을 유지할 수 있습니다. 


PVA 숫돌과 마찬가지로 현재의 티타늄 연마 (연삭) 주요 가공 방법으로 소성 숫돌 휠을 사용했다 "연삭"은 있지만, 필름 형 연마 방식과 비교하면 분명하게 다른 점은 피 연마면에 연마의 역학적 작용 방향이며, 전자는 휠의 원주 속도에 대부분을 의존하는 "키 분력"에 의해 가공이 진행하는 반면, 연마 테이프 방식은 "주 분력"작용이 매우 큰 것이 특징입니다. 이 주 분력은 티타늄의 표면 처리의 경우, 부동태를 돌파하는 데 효율적인 역할을하기 때문에 높은 효율로 가공 대상물을 가공할 수 있게됩니다. 숫돌 연삭 가공시 가공 조건의 부적합에 의해 발생하는 휠의 "손상, 막힘」에 의한"연삭 탄 "등의 발생도 연마 테이프 적용의 경우 그 걱정은 거의 없습니다. 연마 필름을 가혹한 조건 하에서 수명 한계까지 혹사 한 경우에도 필름은 기계적으로 항상 교환되고 계속 가공에 아무런 문제가되지 않기 때문에 부동태의 영향을 크게 받는다 .티타늄의 연마 가공에 매우 적합한 공구 (연마재)이라고 할 수 있습니다. 또한 연마재에 돌출 된 연마 입자가 존재하는 등으로 가공 접점에서 과도한 키 분력이 가해지면 보통이면 가공 대상물에 매우 깊은 스크래치를 빚고 버립니다 만, 본 프로세스 에 적용한 연마 필름은 연마가 3 차원 방향으로 탄성을 갖는 형태로 유지되고 있기 때문에 과도한 힘이 가해질 경우에는 그것을 회피하는 효과를 기대할 수 있으며, 치명적인 스크래치를 입힐 확율을 낮게 억제하고 있습니다. 



동종 같은 크기의 연마재를 사용한 PVA 숫돌 가공의 결과 Fig.2-1에 대하여 필름 연마 방식은 Fig2-2과 좋은 가공면을 나타내는 것을 확인할 수 있습니다. 또한 Fig4-2의 EDX 분석 결과에서도 연마에 의한 변질 층 생성이 생성되지 않았 음을 확인할 수 있습니다. 후 공정 (CMP 공정, 폴리싱 공정)에 양호하게 작용하는 것도 확인되고 있으며, 후 공정 가공 완료면과의 비교 용으로 Fig.8-2에 필름 연마 방식에 의한 원유 가공면의 AFM 측정 결과를 보여 있습니다. 





티타늄 소재의 연마 가공에 Mipox의 "연마 필름 식 연마 기술"을 꼭 활용하시기 바랍니다.