금속 다이캐스팅 수축 감소: 정밀 부품을 위한 검증된 기술

금속 주조는 모든 산업적 방법과 마찬가지로 의도한 설계에 대한 상당한 정확도와 충실도를 필요로 합니다. 그러나 비계산된 변수들이 고개를 들어 돌기, 미세한 간극, 그리고 오늘의 주제인 수축으로 설계를 망칠 수 있기 때문에 일은 거의 단순하지 않습니다.

수축률은 최종 제품이 정확하도록 특정 범위 내에 유지되어야 합니다. 이런 시나리오에서 할 수 있는 최선은 통제된 양의 변화를 유지하고 그런 변화가 통제를 벗어나지 않도록 적절한 조치를 마련하는 것입니다. 다이캐스팅 절차에 나서기 전에 마련해 둘 수 있는 기본적인 안전장치들과 염두에 두어야 할 것들이 있습니다.

수축 및 팽창 수준 조사하기

가장 먼저 염두에 두어야 할 것은 선택한 소재의 특성입니다. 이는 명백해 보이지만, 다른 합금 변종, 수축 대 수축 수준, 합금 내 소재 특성을 고려해야 할 때 빠르게 복잡해집니다. 소재와 가열 및 냉각 시 어떻게 변하는지에 대한 연구는 필수적인 준비입니다.

용융 금속에는 3가지 뚜렷한 유형의 소재 수축이 있습니다: 액체 냉각 중 수축, 응고 수축, 고체 수축. 모든 소재가 서로 다른 팽창/수축 수준과 다른 끓는점/응고 온도에서 이를 경험하지만, 금속에 대한 일반적인 규칙이 있습니다. 액체 수축은 액화 온도 범위 근처에서 발생하며 밀도 변화율을 꽤 빠르게 바꿀 수 있습니다. 이 구간에서 가능한 한 적은 과열을 사용하는 것이 중요하며, 이로써 수축과 미세 공동을 감소시킵니다.

다음으로 추적해야 할 것은 응고 수축입니다. 다이캐스트 합금은 상당한 양으로 수축하지만, 알루미늄이 응고 과정에서 무려 6.5% 수축하여 1위를 차지하는 반면, 마그네슘과 아연은 각각 약 4% 또는 3%만 수축한다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 실리콘 비율이 높은 알루미늄은 전체 부품 부피 수축을 감소시킬 수 있습니다. 응고 수축은 최종 부품의 다공성을 많이 책임지므로, 소재를 선택하기 전과 온도를 제어하는 동안 크기 변화 수준을 아는 것이 중요합니다.

고체 수축은 가장 악명 높게 계산하기 어렵습니다. 이 측면에서는 수축이 부품을 만드는 데 사용된 소재 부피에 비례하여 발생합니다. 즉, 소재 인치당 부피 인치 감소가 일어납니다. Diecasting.org에 계산 요약이 잘 나와 있습니다.

온도 추적하기

다시, 처음에는 명백해 보일 수 있지만, 온도 흐름을 적절히 모니터링할 때 염두에 두어야 할 모든 것을 고려하면, 업계의 몇 가지 주요 비법을 기억해야 합니다.

다이캐스팅 시 금속을 가열하여 적절한 용융 특성을 달성하되, 완전히 액체 상태에 도달하지는 않아야 합니다. 과열은 불필요한 수준의 수축을 초래하여 부품에 결함을 유발할 수 있습니다. 반면 냉각 추적도 금속 주조에 중요합니다. 진공 보조 다이캐스팅 같은 특정 주조 방법에서는 금속이 분당 최대 100°C까지 냉각될 수 있으므로, 물체가 완전히 응고되기 전에 성형 장비를 준비하여 물체를 형성하는 것이 가장 좋습니다.

자신의 금형과 증착 방법 알기

물체는 금형만큼만 좋을 수 있다고 공정하게 말할 수 있습니다. 그래서 이 공정 영역에서 마주칠 수 있는 몇 가지 일반적인 결함이 있습니다. 만들고 싶은 물체 형상에 따라 금형의 일부 영역이 더 무거울 수 있습니다. 이는 응고 및 수축 속도의 불일치를 초래합니다. 이에 대한 최선의 치료법은 다른 주조 스프루(sprue)를 사용하는 것입니다.

다른 스프루들은 용융 금속 증착 스타일 측면에서 서로 다른 특성을 가지며, 이를 염두에 두는 것이 편리합니다. 금형의 더 무거운 섹션에 직접 부착된 적절한 크기의 스프루는 냉각이 발생할 때 수축을 완화하는 방식으로 소재를 공급할 수 있습니다. 또한 스프루에 평평하거나 사각형 게이트 대신 둥근 게이트를 사용하면 결함 형성 위험을 더욱 줄일 수 있습니다.

좁거나 테이퍼진 스프루는 금속을 캐비티에 붓는 대신 분사할 수 있습니다. 이 방법에서는 전체 금형이 채워지기 전에 물체의 일부 섹션이 응고됩니다. 따라서 더 큰 중앙 스프루나 다중 스프루가 용융 금속을 더 균일하게 증착합니다.