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공학 문제해결/재료*제작

【기계재료】 윤활유(윤활제)의 종류

  • 윤활유란?
    • 고체와 고체 사이에 작용하여 표면의 상태를 변화시킨다. 고체와 고체 사이에 스며들어 두 면이 직접 접촉하는 것을 방지하여, 양자가 상대 운동을 할 때에 일어나는 마찰을 감소시키는 작용을 한다. 가까운 윤활의 예로서 스케이트가 있다. 스케이트가 잘 미끄러지는 것은 스케이트의 칼날과 얼음이라고 하는 고체 사이에 얇은 물의 층이 생겨, 이 물이 윤활유의 작용을 하고 있기 때문이다. 압력이 높은 곳에서는 얼음의 융해점이 내려가서 0도 이하에서도 얼음이 녹는다. 스케이트 칼날 밑의 얼음은 사람의 체중에 상당하는 압력이 가해지기 때문에 얼음의 일부가 녹아 물의 층을 만들고 있으며, 이것이 윤활 작용을 한다. - 위키백과
    • 윤활을 목적으로 사용하는 물질의 총칭. 마찰의 종류로는 윤활제를 넣은 두면 사이의 유체 마찰, 고체와 고체가 접속해서 미끄러지는 고체마찰 등 여러 형태가 있으므로, 윤활제도 마찰상태에 따라 그 성상이 각각 다르다. 또 온도와 압력의 영향도 고려해야 하므로, 산화*열분해*중합*휘발 등에 견딜 수 있는 것이 좋다. 광유와 같은 액상, 그리스 따위의 반고체상이 보통이지만 그래파이트와 이황화몰리브덴 같은 고체상의 윤활제도 있므려 더욱 특별한 경우는 공기와 용융금속이 그 역할을 하는 경우도 있다. - 화학용어사전

  • 윤활유의 성질
    • 기계의 베어링 등의 움직임이 나쁠 때는 기름을 친다. 그러면 축과 베어링 사이의 마찰이 작아지고 움직임이 부드러워진다. 이와 같이 상대운동을 하는 물체의 사이에 마찰을 감소시킬 목적으로 여러 종류의 윤활유를 사용하고 있다. 
    • 적당한 점도를 가진다.
    • 온도에 의한 점도의 변화가 적다.
    • 안정한 기름의 막을 형성하는 성질이 있어야 한다.
    • 갑자기 큰 힘이 가해지더라도 기름막이 파괴되지 않아야 한다.
    • 인화성이 없어야한다.
    • 열과 산에도 안정적이어야한다.
    • 부식성이 없어야한다.


  • 윤활제의 종류
    • 현재 윤활유로서 사용되고 있는 것의 대부분은, 원유에서 가솔린분을 빼낸 나머지의 비교적 비점이 높은 잔류분으로 만들어지고 있다. 이들은 직쇄상의 알킬기를 가지고 있거나, 나프탈렌 핵*환상의 알킬기 및 이중결합 등을 갖는 화합물이 섞여 있는 것이다. 이들 원자단에는 부대전자라고 하는 전자가 있으며, 이 부대전자는 금속의 표면에 잘 밀착하기 때문에 안정한 기름 피막을 쉽게 만든다. 따라서 윤활로서는 이들의 기나 결합을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 의미에서 본다면 원유에서 얻는 것보다는 동식물유에서 얻는 편이 유리하나, 반면 동식물유는 화학적으로 불안정하여 변질*부패하는 결점이 있다. 드물게 사용되고 있는 식물유에는 비교적 안정한 피마자유와 대두유가 있으며, 이것은 내연기관에도 사용되고 있다.
    • 액체 윤활제
      • 고온에서의 변질이나 내부식성이 우수한 광물섬유와 점도 및 유동성이 우수한 동물성유가 있다. 광유 등
    • 고체 윤활제
      • 흑연, 활성, 운모, 그래파이트, 이황화몰리브덴 등
    • 반 고체 윤활제
      • 그리스 등
    • 특수 윤활제
      • 인, 유황, 염소 등의 극압제를 첨가한 극압윤활유와 응고점이 -35~50도 인 부동성 기계유, 내한성이나 내열성이 우수한 실리콘 유 등이 있다.

  • 참고) 절삭유
    • 기계 가공에서 공구의 냉각과 윤활을 위해서 사용되는 액체이다. 절삭유에는 다양한 종류가 있으며, 기름, 기름과 물의 혼합물, 페이스트, 젤, 미스트 등이 있다. 절삭유는 원유의 정제하거나, 동물성 지방, 식물성 오일 등에서 만들어질 수 있으며, 절삭유의 용도에 따라서 정해진다. 절삭유는 Cutting fluid, cutting oil, cutting compound, coolant 또는 윤활유(Lubricant) 등으로 불린다.
    • 좋은 절삭유의 특징
      • 가공물을 일정한 온도로 유지
      • 절삭 공구의 수명 연장
      • 환경에 영향이 없어야함.
      • 방청이 가능해야함.


[실제 공기업 기출문제]

Q. 특수윤활제가 아닌 것은?

① 실리콘유
② 유황
③ 염소
④ 인
⑤ 그리스




[답] ⑤번 그리스


[출처] 공기업 기출문제, 네이버 지식백과, 구글 위키백과, 블로그 등