기계금속 도서관

탄소함유량에 따른 분류와 용도에 따른 분류

1. 물리적 성질

 (1) 색 - 순금속 재료는 흰색 계통이 많고 금은 노란색, 구리는 갈색, 황동은 황색, 합금의 색은 그 성분 금속 재료의 어느 한쪽과 유사하든지 그 중간색을 띠는 것이 보통

 (2) 비중과 밀도 

   밀도 ≥ 5g/cm3 을 중금속 밀도 〈 5g/cm3 을 경금속이라 한다.

 (3) 용융점 - 금속을 가열하면 녹아서 액체가 되는 온도

 (4) 전기 전도율(도전율)

    은(Ag) 〉 구리(Cu) 〉 금(Au) 〉 알루미늄(Al) 〉 마그네슘(Mg) 〉 아연(Zn) 〉 니켈(Ni)

 (5) 선팽창 계수(열팽창 계수) - 온도가 1℃ 변화할 때 재료의 길이 변화

 (6) 자성 - 유도 작용에 의해 자기를 띠어 자석을 자화되는 성질

 2. 기계적 성질

 (1) 강도 - 재료가 외부의 하중에 견디는 정도

 강도는 재료 단면에 작용하는 하중에 따라 인장강도, 압축강도, 전단강도, 굽힘강도, 비틀림강도가 있으며 반복되는 하중에 견디는 피로 강도, 고온에서 장시간 견디는 크리프 강도 등이 있다.

 (2) 경도 - 재료의 단단한 정도를 나타내는 것

 경도 시험기로 측정하며, 일반적으로 인장 강도에 비례한다. 경도가 큰 재료는 일반적으로 내마모성도 크며, 주로 공구 재료로 사용된다. 어느 정도까지는 경도가 커지면 강도도 증가되나 경도가 너무 커지면 오히려 취성이 증가된다.

 (3) 인성 - 굽힘이나 비틀림 등의 하중을 가할 때 견디는 성질, 재료의 질긴 정도

 일반적으로 인성이 큰 재료는 가공하기 좋으며 유리와 같이 취성이 큰 재료는 가공하기 어렵다.

 (4) 전,연성 - 금속 재료에 누르는 타격을 가할 때 넓게 펴지는 성질(전성), 잡아당겼을 때 가늘게 늘어나는 성질(연성)

  전,연성은 금속 재료의 단면 수축률 및 연신율과 관련 있으며, 일반적으로 전,연성이 좋은 재료는 소성가공에 적합하다.

     금(Au) > 은(Ag) > 알루미늄(Al) > 구리(Cu) > 백금(Pt) > 아연(Zn) > 니켈(Ni)

 (5) 연신율 - 원래의 길이에 대해 늘어난 길이의 비

3. 화학적 성질

 (1) 내식성 - 금속의 부식과 관련된 성질

1. 합금의 예

 (1) 철 합금 : 탄소강, 특수강, 주철

 (2) 구리 합금 : 황동, 청동, 특수 청동

 (3) 경합금 : Al합금, Mg합금, Ti합금 등

 (4) 기타 합금 : 납, 주석(Pb-Sn)합금, 베어링 합금, 저용융 합금 등 

2. 순금속에 대한 합금의 특징

 (1) 전기 전도율이나 열전도율이 낮아진다.(전기 저항 커짐)

 (2) 강도와 경도가 커지고 전성과 연성이 작아진다.

 (3) 용해점이 낮아진다.(순수한 금속보다 낮은 온도에서 녹음)

 (4) 색깔이 아름다워진다.

 (5) 담금질 효과가 크다.

금속의 특성

 1. 상온에서 결정 입자로 된 고체이다.(수은(Hg)은 제외)

 2. 금속 특유의 광택을 가지고 있으며, 일반적으로 빛을 잘 반사한다.

 3.연성과 전성이 크기 때문에 가공이 용이하고 변형 하기가 쉽다.

 4. 열전도성이 높고, 전기가 잘 통한다.

 5. 비중이 크고 경도 및 용융점이 높다. 특히 철강은 용접이 용이하다.

 위 성질을 구비 한 것을 금속, 불완전 하게 구비한 것을 준금속 or 아금속, 전혀 구비되지 않은 건 비금속이라고 한다. 또한 산출량이 적고 아름다운 광택을 띠며 화학 약품에 대한 저항이 큰 것을 귀금속이라 한다. 멘델레프의 원소 주기율표에 의하면 68종의 금속 원소가 있다.

1. CAD/CAM

 (1) CAD(computer aided design)

 컴퓨터를 이용한 설계 및 도면 작업/ 컴퓨터 상에서 가상 제품을 모델링, 조립 및 시험 분석하여 제품 생산을 빠르게 할 수 있음.

(2) CAM(computer aided manufacturing)

 일반 공작기계로 가공하기 어려운 곡면의 제품을 컴퓨터로 모델링하여 CNC 공작 기계로 가공할 수 있도록 정보를 생성하고 이를 기계로 전송하여 가공

2. 로봇

 절삭가공, 원자력, 용접, 조립 등 인간이 작업하기 어려운 극한 환경에서 사용

3. 유연 생산 시스템(FMS : flexible manufacturing system)

 생산 라인에 자동화 시스템이나 로봇 등을 배치하고 제품의 사양이 달라져도 최소의 변경만으로 생산이 가능하게 하여 생산 원가를 낮출 수 있는 방식.

4. 컴퓨터 통합 생산(CIM : computer integrated manufacturing)

 컴퓨터를 이용하여 기술 개발, 설계 생산, 판매에 이르기까지 하나의 통합된 체제 구축

1. 절삭가공

 (1) 절삭공구에 의한 가공 - 칩이 발생되면서 깍여 나가는 가공(선반-선삭, 밀링, 드릴링, 셰이퍼or플레이너-평삭)

 (2) 입자가공-연삭, 래핑, 호닝, 슈퍼 피니싱

2. 비절삭가공

 (1)주조 - 주조, 특수 주조, 플라스틱 몰딩

 (2) 소성가공 - 전조, 단조, 압연, 프레스 가공, 인발, 압출, 판금 가공

 (3) 용접 - 납땜, 경납땜, 단접, 전기/가스 용접, 특수용접

 (4) 특수가공 - 전해 연마, 방전 가공, 초음파 가공, 버니싱 가공

3. 특수 가공 - 전기적, 화학적 방법을 이용하여 가공

 (1) 전기적 가공 - 방전 가공, 전해 가공

 (2) 화학적 가공 

 (3) 광학적 가공 - 사진 기술과 화학적 부식의 원리를 이용하는 가공법(광부식), 반도체 제조에 많이 사용

 (4) 레이저 가공, 초음파 가공, 수압 가공 등등