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역학적 시험법 중 마모시험에 관하여

마모시험

재료의 마모는 마찰외력에 따라서 재료의 일부가 그 표면에서 부터 이탈하고 있는 현상을 말한다. 마모에 대한 재료의 저하를 측정하는 시험법이 마모시험이다.


1. 마모의 종류

마모는 마찰을 일으키는 상태에 따라 다종다양하고 다음의 3가지로 분류한다.

 1) 접촉면의 형상

마찰을 일으키는 2개의 물체 접촉면(평면, 원통면, 구면, 기타)과 양자의 조합(평면사이, 고면사이, 평면과 곡면 등)이 따른다.

 2) 접촉면의 형태

양물체의 표면이 직접접촉하고 그 사이에 지립(紙粒)과 같은 개재물이 없는 미끄럼 마모(또는 정상마모)와 접촉면 간에 지립이 개재하는 거친 마모가 있고, 윤활제의 유무 및 지립상태에 따라서 다시 5가지로 세분화된다.

ㆍ윤활제 미끄럼 마모(미끄럼 마모)

ㆍ무윤활제 미끄럼 마모(미끄럼 마모)

ㆍ유동지립 거칠음 마모(거칠음 마모)

ㆍ마모재를 접착시킨 포나 종이를 이용한 것(결합 지립 거칠음 마모)

ㆍ충돌 지립 거칠음 마모(마모재를 낙하 시키는 것)

 3) 접촉시간

접촉면이 항상 마모상태에 있는 연속마모와 단속적인 마모상태로 되어지는 단속마모가 있다.

이와 같이 마모상태가 다종에 걸쳐 있기 때문에 마모의 특성을 측정하는 마모시험기도 각종의 것이 있고 거칠음 마모시험에서는 Tober식 마모 시험기가 널리 사용되고 있다.


2. 마모시험에 관한 규격

플라스틱의 마모시험으로는

(1) JIS K6902 열경화성 수지 化粧板 시험방법

(2) JIS K5903 일반용 열경화성 화장판 시험방법

(3) ASTM D673-44 플라스틱의 손상저항 시험

(4) ASTM D1044-56 투명 플라스틱의 표면마모 시험방법

(5) ASTM D1242-56 플라스틱의 마모 시험방법

등이 있다. (1), (2) 및 (5)는 자립, 랩제, 마모 분말, 연삭제, 모래 등이 마모재에 따른 플라스틱의 마모저항을 구하는 일반적인 거칠음 마모에 따른 재료의 투명도의 저하를 측정한다. 마모 시험전후의 투과량을 Q1, Q2하면 양자의 비율 Q1/Q2X100(%)로 마모도를 나타낸다.


3. 마모특성에 영향을 미치는 인자

마모량은 정상상태에서 마찰거리와 면간압력(마찰표면에 직각인 하중)에 비례하고 마찰속도가 커질수록 감소한다. 그 경우 시험편 표면의 흠집, 지립의 종류, 형상, 입도와 마모 부스러기 제거 방법 혹은 시험환경 등의 영향을 받는다.

흡온성(吸溫性)이 높은 나일론 6과 같은 온도의 변화에 따라서 마모량이 변화하는 것의 경우에 마모량을 중량으로 측정할 경우 흡습수분에 의하여 중량 변화도 크기 때문에 일정온도, 일정 습도하에서 실험, 측정을 할 필요가 있다.

또 마모특성을 단위 마찰거리에 해당하는 마모량(그것을 마모율이라 함)으로 면간 압력이외의 기타 조건을 동일하게 할 때의 단위 마찰거리, 단일연간 압력에 해당하는 마모량(그것을 비마찰량이라고 함, 단위 mm2/km-kg)으로 마모특성을 나타내면 각종의 마모 시험방법에 의한 마모특성을 비교하기에 좋은 통계이다.

면간 압력 및 마찰속도가 어느정도 커지는 경우나 장시간 연속해서 마찰되는 경우에는 마찰열에 의한 온도의 상승이 현저하고 융점 또는 열분해점이 낮은 플라스틱에서는 용융 또는 열 분해를 발생하여 기게적 마모와 다른 별도의 마모 현상을 발생한다. 따라서 일반적으로 마모에 대하여는 이 한도내에서 시험할 필요가 있다.

미끄럼 마모에서는 마찰거리가 0.2~1.5km이내에 있어서의 초기 마모가 그 이상의 거리에 있어서의 정상마모와는 구별하여 취급할 필요가 있다.

출처 : 플라넷뉴스(http://www.plastics.kr)