[기계안전기술사] 문제풀이 2026년 138-1-10 전해연마(Electropolishing)의 목적 및 장·단점

10. 금속의 특수가공 중 전해연마(Electropolishing)의 목적 및 장·단점(각 3가지)에 대하여 설명하시오.

문제풀이

1) 전해연마(Electropolishing)의 정의
- 전기 화학적 반응 (전기분해)을 이용하여 금속 표면을 매끄럽게 다듬는 연마법
- 양극 용해현상을 이용해서 금속표면을 거울면과 같이 만드는 것으로
   평활화와 광택화가 동시에 일어나도록 하는 연마의 한종류
- 전기화학적 용해(양극용해)를 이용해 금속 표면의 미세한 돌기·요철·불순물을 균일하게 제거해
   매끄럽고 고광택의 표면을 만드는 공정
- STS304, STS316 등의 오스테나이트계 스테인레스와 알루미늄의 연마에 자주 이용됨.

원리 및 과정:
- 공작물을 양극(+ )으로 하고, 구리, 아연, 납 등을 음극(-)으로 하여 전해액에 넣습니다.
- 직류전류를 짧은 시간 동안 강하게 흘려 표면의 미세 돌기를 용해시켜 매끄러운 거울 면 상태로 만듭니다.
- 강산의 전해액 중 전자가 양극에서 음극으로 이동하는 원리를 이용하여 대상물을 양극에 설치하여
   음극에서 환원반응, 양극에서 산화반응을 일으켜 화합물을 화학적으로 분해가 이루어져 연마가 되는 것

2) 전해연마 목적
- 표면 결함(미세 요철·버) 제거로 Ra/Rz를 낮춰 광택과 외관을 개선합니다.
- 부동태층(산화피막) 형성 등으로 부식 저항성을 높여 내식성을 강화합니다.
- 오염물·미세 입자 제거로 세척이 쉬워지고 위생성이 향상됩니다.
- 표면 거칠기 감소, 부식(내식성) 강화, 청소·유지보수 용이성 및 위생성 개선입니다.
- 드릴의 홈, 바늘, 주사침 구멍을 깨끗하게 다듬습니다

3) 전해연마 특징

∙ 가공 변질층이 나타나지 않아 평활한 면을 얻을 수 있습니다.
• 가공면에 방향성이 없습니다
• 내마모성 및 내부식성이 우수합니다.
• 복잡한 형상의 공작물 연마도 가능합니다.
• 표면이 깨끗하고 도금에 유리합니다.
. 연마량이 적어 깊은 홈은 제거되지 않으며, 모서리가 라운드 됩니다
• 연질 금속도 용이하게 연마됩니다.

2) 장·단점(각 3가지)
장점(이점)
- 복잡한 형상·내부 표면까지도 비접촉식으로 균일하게 처리할 수 있습니다.
(기계 연마가 어려운 부위에 유리)
- 기계적 마찰이 없어 변형·응력 유발이 적고, 미세 버까지 제거하는 데 유리합니다.
- 스테인리스 등에서 부동태층을 강화해 고온·습기 환경의 내식성이 개선됩니다.
- 표면이 매우 매끄럽고 거울 같은 광택을 얻어 외관과 반사면 품질이 좋아집니다.

단점(주의점)
- 비용이 비교적 높고 장비·전해액 관리가 필요해 초기 투자 부담이 큽니다.
- 전해액·전류·시간·온도 등 조건을 정밀 제어해야 하며, 관리가 까다롭습니다.
- 재질에 따라 적용이 제한될 수 있고, 일부 소재(예: 일부 합금·고탄소강 등)는 전해연마 적합성이 제한적일 수 있습니다.
- 연마 가능 높이가 제한(예: 10~35μm 수준) 이라 깊은 요철·버핑 후 자국은 완전 제거가 어렵습니다.
   용접부·큰 요철 등은 효과가 낮아 전해연마 전 기계적 연마로 미리 평활화가 필요할 수 있습니다
- 전해액 관리·폐액 처리 등 환경·안전 (배기·전기화학적 위험) 부담이 있어 추가 비용과 노력이 필요합니다.