TL;DR

금속 스탬핑용 윤활제는 일반적으로 다음 네 가지 주요 카테고리로 나뉩니다: 스트레이트 오일 (고중량, 고윤활성이 필요한 작업용), 용해성 오일 (냉각 및 일반적인 용도를 위한 다용도 유화액), 합성 섬유 포함 (최대한의 청결성과 냉각성을 요구하는 작업용), 그리고 밴ishing 오일 (경량 작업용으로 잔류물이 남지 않는 증발성 유체). 선택은 작업의 강도(예: 심부 드로우 대 블랭킹), 금속 종류, 용접 또는 도장과 같은 스탬핑 후 공정 요구사항에 크게 좌우됩니다. 적절한 윤활제를 선택함으로써 다이 보호(윤활성)와 부품 품질 보호(냉각성 및 세척성) 사이의 균형을 확보할 수 있습니다.

중요한 선택 요소: 선택 방법

최적의 윤활유 종류를 선택하는 것은 단순히 드럼통의 오일을 구매하는 것을 넘어서는 공학적 결정이며, 이는 공구 수명, 부품 품질 및 후속 비용에 영향을 미칩니다. 이 결정은 일반적으로 변형의 심각도, 스탬핑되는 소재, 그리고 후처리 요구사항이라는 세 가지 핵심 변수를 중심으로 이루어집니다.

먼저 작업의 심각도 를 분석하십시오. 블랭킹이나 피어싱과 같은 간단한 작업은 열을 발생시키지만 유체역학적 완충이 덜 필요하므로 수성 합성유 또는 가용성 오일이 이상적입니다. 반면, 딥드로잉(deep drawing)이나 두꺼운 게이지의 스탬핑은 극한 압력을 발생시켜 부품이 다이에 용착(갈링, galling)될 수 있습니다. 이러한 응용 분야에서는 스트레이트 오일(straight oils)에 포함된 고점도와 극압(EP, Extreme Pressure) 첨가제가 필요합니다. 신속한 프로토타이핑에서 대량 생산으로 전환하는 제조업체의 경우, 이러한 마찰학적(mechanical) 미묘함을 이해하는 전문가와 협력하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, 소이 메탈 테크놀로지(Shaoyi Metal Technology)는 포괄적인 스탬핑 솔루션을 제공합니다 제어 암 및 서브프레임과 같은 핵심 자동차 부품을 생산하기 위해 정밀한 윤활 전략을 활용하여 최초의 50개 프로토타입에서부터 수백만 개의 양산품에 이르기까지 일관성을 보장합니다.

둘째, 물질적 호환성 철금속(강철)은 종종 부식 억제제를 필요로 하며 극한 성능을 위해 활성 황 또는 염소 첨가제를 사용할 수 있습니다. 반면 알루미늄이나 구리와 같은 비철금속은 이러한 동일한 첨가제로 인해 변색되기 쉽습니다. 이러한 더 부드러운 금속의 경우 화학적 변색을 방지하기 위해 폴리머 강화 합성유 또는 특수 용해성 오일을 선호하는 경우가 많습니다.

마지막으로, 후속 공정 요구사항 은 원가 통제를 위해 매우 중요합니다. 스탬핑 후 즉시 용접, 도장 또는 도금이 필요한 부품의 경우, 두꺼운 스트레이트 오일은 비용이 많이 드는 다단계 세척 공정을 필요로 합니다. 이러한 경우 '소멸형' 오일 또는 청정 작동 합성유를 사용하면 세척 공정을 완전히 없앨 수 있어 부품당 총비용을 크게 줄일 수 있습니다.

유형 1: 직류유(고하중 및 심층 드로우)

직류유는 흔히 '순수유(neat oils)'라고 불리며, 물을 포함하지 않는 순수한 석유 또는 광물 기반 유체입니다. 이들은 금속 스탬핑 산업의 전통적인 주력 제품으로, 뛰어난 윤활성과 유압 완충 기능으로 정평이 나 있습니다. 물을 사용하지 않기 때문에 기계와 완제품 모두에 탁월한 녹 방지 보호 기능을 제공합니다.

순유의 주요 작동 메커니즘은 높은 점도로, 다이와 작업물 사이에 두꺼운 물리적 장벽을 형성하는 것이다. 성능을 향상시키기 위해 제조업체는 종종 염소, 황 또는 지방과 같은 극압(EP) 첨가제를 이 오일에 혼합한다. 이러한 첨가제는 열과 압력 하에서 금속 표면과 반응하여 일시적인 화학 피막을 형성하며, 극심한 힘으로 인해 오일 막이 얇아지더라도 금속 간 접촉을 방지한다. 이로 인해 순유는 스테인리스강의 심층 드로잉이나 고강도 합금 소재의 성형과 같은 어려운 공정에서 사실상의 표준이 되었다.

그러나 직류 오일의 성능은 상당한 단점들을 동반한다. 이들은 냉각 성능이 낮아 고속 작동 중 다이에 열이 축적되는 문제를 일으킬 수 있다. 또한, 두꺼운 기름 성분의 잔여물을 남기는데, 이 잔여물은 공장 내 먼지를 끌는 자석과 같은 역할을 하며 도장이나 용접 전에 철저한 탈지가 필요하다. 환경적으로는 폐기 비용이 더 높고 공장 바닥에서 미끄러질 위험이 있다. 점도가 두꺼워서 분사기보다는 롤러 코터나 방울 방식으로 도포하는 것이 일반적이다.

유형 2: 수용성 유제 (냉각 및 다용도성)

가용성 오일 또는 유화 오일은 현대 스탬핑 공장에서 가장 일반적으로 사용되는 다목적 윤활제이다. 이러한 유체는 유화제와 계면활성제를 사용하여 물속에 미네랄 오일을 분산시킨 것이다. 그 결과 유제는 유성의 윤활성과 물의 우수한 냉각 특성을 모두 갖춘 유제를 형성하며, 외관은 불투명한 백색 액체이다.

높은 물 함량(보통 5:1에서 20:1 비율로 희석함) 덕분에 수용성 유제는 열을 빠르게 방출할 수 있어, 열팽창으로 인해 정밀한 공차가 무너질 수 있는 고속 프로그레시브 다이 스탬핑 작업에 이상적입니다. 유제의 기름 성분은 경계 윤활을 제공하여 공구의 마모로부터 보호합니다. 이러한 다목적성 덕분에 하나의 시설에서 다양한 작업에 동일한 농축액을 사용하면서도 각각의 용도에 따라 희석 비율을 조절할 수 있습니다. 예를 들어 성형에는 진하게 희석한 혼합물을, 가벼운 절삭 작업에는 묽게 희석한 혼합물을 사용하는 식입니다.

다목적성이 있긴 하지만 수용성 유제는 세심한 관리가 필요합니다. 물과 유기물을 포함하고 있기 때문에 박테리아가 번식하기 쉬우며, 이로 인해 악취(흔히 '월요일 아침 냄새'라고 부름)가 발생하거나 작업자에게 피부염이 생길 수 있습니다. 따라서 미생물 억제제를 추가하고 주기적으로 pH를 점검하여 안정성을 유지해야 합니다. 순수유보다는 세척이 쉬우나, 후속 공정 전에 기름막을 제거하기 위해 일반적으로 세정 공정이 여전히 필요합니다.

타입 3: 합성 유체 (청결성 및 냉각)

순수 합성 윤활유는 광물유를 포함하지 않습니다. 대신 알칼리성 유기 및 무기 화합물로 구성된 화학 용액이며, 일반적으로 폴리머와 세제를 포함합니다. 물과 혼합하면 투명한 용액을 형성하여 생산 중 작업물의 가시성을 뛰어나게 해줍니다.

합성유는 주로 냉각성과 청결성을 위해 개발되었습니다. 이들은 여전히 일정한 윤활성을 제공하는 유체 중에서 가장 깨끗하게 작동하는 옵션으로, 종종 '트램프 오일'(누출된 유압유)을 표면으로 분리시켜 쉽게 제거할 수 있게 합니다. 이를 통해 탱크를 깨끗하게 유지할 수 있으며 에멀젼에 비해 유체 수명이 크게 연장됩니다. 빠른 열 방산 특성 덕분에 전기 적층재 또는 음료 캔과 같은 얇은 게이지 금속의 초고속 스탬핑 공정에 매우 적합합니다.

합성유의 한계는 전통적으로 윤활성에 있었다. 기름 성분이 없기 때문에 합성유는 깊은 드로잉 공정에서 경금속 가공 시 발생하는 극한 압력을 견딜 수 없는 화학적 장벽에 의존하게 된다. 그러나 최신의 '세미합성(semi-synthetic)' 하이브리드 제품이나 중부하용 폴리머 합성유는 이러한 격차를 줄여가고 있다. 주요 이점 중 하나는 세척 용이성인데, 많은 합성유는 청소 없이도 그 위에 용접이 가능하거나 일반 물만으로도 쉽게 세척이 가능하여 생산 라인을 간소화할 수 있다.

유형 4: 소멸성 오일(Vanishing Oils, 증발성)

소멸성 오일(vanishing oils)은 증발성 윤활제라고도 하며, 세척 공정을 완전히 제거하도록 설계된 특수한 유체이다. 이 제품들은 빠르게 증발하는 용매(광물성 스피릿 등)에 소량의 윤활 첨가제를 함유시켜 제조된다. 스탬핑 공정 후, 용매는 공기 중으로 증발하고, 거의 느껴지지 않는 마른 필름만을 남기는데, 이 필름은 일반적으로 도장이나 포장 공정에 방해가 되지 않는다.

이러한 윤활제는 가전제품 패널, 건축용 몰딩 또는 전자 커넥터와 같이 외관이 중요한 부품의 경량 스탬핑 작업에서 선호되는 선택입니다. 세척 공정의 '병목 현상' 문제를 해결하여 부품이 프레스에서 직접 조립 또는 출하로 이동할 수 있습니다.

대신 성능과 안전성이 저하됩니다. 휘발성 오일은 윤활성이 매우 낮아 경형 성형이나 블랭킹 이외의 용도에는 부적합합니다. 또한 증발 과정에서 휘발성 유기화합물(VOC)을 배출하므로 환경 규제를 충족하고 작업자 건강을 보호하기 위해 특수한 환기 시스템이 요구될 수 있습니다. 가연성 또한 문제로, 프레스 주변에서 엄격한 안전 절차가 필요합니다.

결론

금속 스탬핑 공정을 최적화하려면 압축기계에 맞는 윤활유를 선택할 뿐 아니라 전체 생산 수명 주기에 적합한 제품을 선택해야 합니다. 순수 오일은 중형 가공에 탁월한 금형 보호 성능을 제공하지만, 경형 작업에서는 세척 비용이 높아 수익성을 저해할 수 있습니다. 반면, 증발성 오일은 공정 속도는 빠르지만 고압 조건에서 성능이 떨어집니다. 가장 효율적인 제조업체들은 종종 다양한 생산라인에서 순수 오일(Straight), 수용성(Soluble), 합성물(Synthetic), 증발성(Vanishing) 등 네 가지 유형을 혼합하여 사용함으로써 금형 수명과 공정 흐름 모두를 극대화합니다. 새로운 윤활유를 도입하기 전에는 반드시 소규모로 시험하여 세척성 및 재료 호환성을 검증해야 합니다.

자주 묻는 질문

1. 스탬핑 윤활제의 주요 4가지 유형은 무엇입니까?

주요 4가지 유형은 스트레이트 오일 (석유 기반, 물 없음), 용해성 오일 (물 속에 유분이 에멀젼 형태로 존재하는 제품), 합성 섬유 포함 (오일이 포함되지 않은 화학 용액), 그리고 밴ishing 오일 (용제 기반의 증발성 유체)입니다. 각각은 중형 드로잉 공정부터 경형, 세척이 필요 없는 블랭킹 공정까지 특정 용도에 맞게 설계되었습니다.

2. 금속 스탬핑에 WD-40을 사용할 수 있나요?

WD-40은 일반적으로 잘 알려진 다목적 침투제이자 경량 윤활제이지만, 산업용 금속 스탬핑에는 일반적으로 적합하지 않습니다. 추천하지 않습니다 고톤수 성형 작업 중 공구를 보호하기 위한 극압(EP) 첨가제와 점도가 부족합니다. 이를 사용하면 생산 환경에서 다이의 조기 마모, 갈림 현상(galling), 부품 품질 불일치 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

3. 드로잉 윤활유와 스탬핑 윤활유의 차이점은 무엇인가요?

‘스탬핑’은 절단, 블랭킹 및 성형을 포함하는 일반적인 용어인 반면, ‘드로잉’은 금속을 다이 안으로 늘이는 특정 공정을 의미합니다. 드로잉 윤활제(대개 순수 오일 또는 두꺼운 페이스트 형태)는 금속이 늘어날 때 찢어지거나 다이에 용접되는 것을 방지하기 위해 훨씬 더 높은 윤활성과 장벽 보호 기능이 필요합니다. 일반적인 스탬핑 윤활제는 극압 성능보다 냉각성과 칩 제거 기능을 우선시할 수 있습니다.