표면 조도 설명: Ra, Rz 및 합리적인 마감 지정

Ra란 실제로 무엇인가

Ra는 정의된 측정 길이에 걸쳐 표면 프로파일이 평균선으로부터 벗어난 편차 절대값의 산술 평균입니다(ISO 4287 / ASME B46.1 관행에 따름). 이는 높이의 평균입니다: 거칠기의 크기를 설명하지만 표면이 뾰족한지, 물결치는지, 다공성인지, 매끄러운 고원 형태인지에 대해서는 아무것도 말해 주지 않습니다 — Ra가 동일한 두 표면이라도 밀봉, 미끄럼, 피로 거동은 매우 다를 수 있습니다.

Rz는 산과 골 사이의 측정값입니다(여러 측정 길이에 걸쳐 가장 큰 산-골 높이들의 평균). Rz는 Ra가 평균화하여 사라지게 만드는 고립된 깊은 스크래치나 높은 산에 반응하며, 이것이 밀봉면과 피로에 민감한 부품이 종종 Ra와 Rz 모두(또는 Rz 최대값)로 지정되는 이유입니다. 대략적인 참고로만 말하면, Rz는 흔히 같은 표면에서 Ra 값의 수 배에 달합니다 — 그 비율은 공정에 따라 크게 달라지며 환산식이 아닙니다.

단위: 미터법 관행에서는 마이크로미터(µm); 미국 관행에서는 마이크로인치(µin) — 1 µm ≈ 40 µin. 도면에서 두 단위를 혼동하면 마감이 40배 과하거나 부족해집니다.

일반적인 공정이 제공하는 수준

일반적으로 달성 가능한 범위(잘 운용되는 장비 기준; 개별 공장의 편차가 있습니다):

공정	일반적인 Ra (µm)
화염 절단 / 톱 절단	12.5–50
밀링 / 선삭(황삭)	3.2–12.5
밀링 / 선삭(마무리)	0.8–3.2
연삭(평면/원통)	0.2–1.6
호닝	0.1–0.8
래핑 / 슈퍼피니싱	0.025–0.2
연마(장식용)	0.05–0.4 달성 가능, 등급에 따라 다름

납품 상태 강재 표면도 자체 값이 있다는 점에 유의하십시오: 열연 플레이트는 이러한 가공 수치보다 훨씬 거칠고, 냉연 강판은 일반적으로 제철소 출고 시 약 Ra 0.8–1.6 µm 수준입니다.

합리적인 지정

• 미세할수록 비용이 비선형적으로 증가합니다. Ra 3.2에서 0.8로, 다시 0.2 µm로 이동하면 공정(연삭, 그 다음 호닝이나 래핑)이 추가되며, 각각 자체 셋업을 수반합니다. 기능이 허용하는 가장 거친 마감을 지정하십시오.
• 지정을 기능에 맞추십시오: 미끄럼면과 밀봉면, 피로에 민감한 필렛, 베어링 시트는 미세한 마감과 경우에 따라 Rz 제한을 정당화합니다; 틈새면과 용접 준비면은 그렇지 않습니다.
• 중요한 곳에서는 방향을 명시하십시오 — 레이(표면 패턴의 방향)는 밀봉과 마찰에 영향을 미칩니다; 도면에서는 필요할 때 표준 레이 기호를 사용합니다.
• 흔한 실수는 다른 도면에서 물려받은 일괄적인 "모든 곳 Ra 0.8" 표기입니다: 이는 조용히 모든 면을 연삭 공정으로 바꿔 버립니다. 미세한 마감은 필요한 면으로만 제한하십시오.
• 스테인리스강과 부식 환경을 위해서는, 거칠기가 부식 변수이기도 하다는 점을 기억하십시오: 더 매끄럽고 적절히 부동태화된 표면은 공식 발생에 더 잘 저항하고, 더 거친 마감은 오염물질을 머금습니다 — 이는 용접 인접 부위를 마무리하는 외관상의 이유가 아닌 기능적인 이유입니다.