캐스팅 과정:상위 4단계 | 제조 과학

다음 사항은 주조 과정과 관련된 네 가지 주요 단계를 강조합니다. 단계는 다음과 같습니다.- 1. 패턴 및 금형 준비 2. 액화 금속의 용융 및 붓기 3. 액 금속의 냉각 및 응고 4. 결함 및 검사.

캐스팅 과정 # 1. 준비 패턴 및 금형 :

패턴은 주조할 부품의 복제본이며 금형 캐비티를 준비하는 데 사용됩니다. 패턴은 나무 또는 금속으로 만들어집니다. 주형은 2개 이상의 금속 블록 또는 1차 공동으로 구성된 결합된 내화 입자(모래)의 어셈블리입니다.

금형 캐비티는 액체 재료를 보유하고 본질적으로 원하는 제품의 네거티브 역할을 합니다. 몰드는 또한 액체 재료를 1차 캐비티에 붓고 흐르게 하고 필요한 경우 저장소 역할을 하기 위한 2차 캐비티를 포함합니다.

모래 틀이 만들어지는 4면 틀을 플라스크라고 합니다. 몰드가 하나 이상의 부품으로 만들어진 경우 상단 부분을 코프(cop)라고 하고 하단 부분을 드래그(drag)라고 합니다.

중공 섹션 생산의 경우 금형 캐비티의 해당 부분에 코어가 있어 액체 금속의 진입을 방지합니다. 금형에서 코어를 찾기 위한 패턴의 돌출부를 코어 인쇄라고 합니다. 재료, 작업 및 필요한 주물의 수에 따라 다양한 유형의 패턴과 금형이 있습니다.

패턴 허용:

패턴은 항상 생성될 최종 작업보다 약간 크게 만들어집니다. 이러한 치수 초과를 패턴 여유라고 합니다. 패턴 여유에는 수축 여유와 가공 여유라는 두 가지 범주가 있습니다.

주물의 수축을 처리하기 위해 수축 여유가 제공됩니다.

주물의 전체 수축은 3단계로 이루어지며 다음으로 구성됩니다.

(i) 주입 온도에서 동결 온도로의 액체 수축,

(ii) 액체에서 고체로의 상 변화와 관련된 수축,

(iii) 동결 온도에서 실온으로 고체 주물의 수축.

그러나 수축 허용량으로 처리되는 것은 수축의 마지막 단계일 뿐이라는 점에 유의해야 합니다. 분명히 수축 허용량은 선형 열팽창 계수 α_l에 따라 다릅니다. 재료의. 이 계수 값이 높을수록 수축 여유 값이 커집니다.

주물의 치수 l에 대해 수축 허용량은 제품 α_l로 지정됩니다. l(θ_f – θ₀ ), 여기서 θ_f 는 재료의 빙점이고 θ₀ 실내 온도입니다. 이것은 일반적으로 주어진 재료의 단위 길이당 표현됩니다. 표 2.1은 다양한 재료를 주조하기 위한 수축 허용량에 대한 몇 가지 정량적 아이디어를 제공합니다.

일반적으로 주조 표면은 최종 제품의 표면과 같은 방식으로 사용하기에는 너무 거칠습니다. 결과적으로 완성된 표면을 생성하려면 기계 가공 작업이 필요합니다. 가공을 처리하기 위한 최종 작업의 치수보다 더 많은 주조 치수(결과적으로 패턴 치수)가 초과되는 것을 가공 여유라고 합니다.

총 가공 여유는 재료와 작업의 전체 치수에 따라 달라지지만 수축 여유만큼 선형은 아닙니다. 표 2.1은 또한 다양한 재료에 대한 가공 허용량에 대한 아이디어를 제공합니다. 내부 표면의 경우 제공된 여유는 분명히 음수여야 하며 일반적으로 가공 여유는 표에 나열된 것보다 1mm 더 많습니다.

원래 작업 차원과 다른 편차가 있으며 의도적으로 패턴에 제공됩니다. 이것을 초안이라고 합니다. 금형 캐비티에서 패턴을 빼는 방향과 평행한 표면에 테이퍼를 두는 것을 말합니다. 초안을 사용하면 패턴을 쉽게 철회할 수 있습니다. 드래프트의 평균 값은 1/2°와 2° 사이입니다.

금형 준비:

금형은 준비할 금형의 수가 적으면 손으로 만듭니다. 많은 수의 단순 금형이 필요한 경우 성형기가 사용됩니다.

이 기사에서는 금형 제작의 몇 가지 중요한 기능에 대해 간략하게 설명합니다. 또한 몇 가지 일반적인 성형 기계에 대해 설명합니다.

패턴을 쉽게 제거할 수 있도록 비습윤 활석과 같은 이형 화합물을 패턴에 뿌립니다. 미세한 입자 표면의 모래를 사용하여 주조물의 좋은 표면을 얻습니다. 일반적으로 액체 금속의 유체 역학적 힘으로 인해 다이 코프 플라스크가 뜨는 것을 방지하기 위해 코프 플라스크에 자중을 둡니다.

큰 틀의 경우 패턴을 제거하기 위해 들어올릴 때 탑 플라스크에서 모래가 떨어지지 않도록 주의해야 합니다. 이것은 코프 플라스크 내에서 개거(gagger)라고 하는 추가 지지대를 제공하여 수행할 수 있습니다. 림에 홈이 있는 휠과 같이 재진입 표면이 있는 주물의 경우 주형을 세 부분으로 만들 수 있습니다(그림 2.3). 코프와 드래그 사이의 부분을 볼이라고 합니다. 가스가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 상부 플라스크에 벤트 홀이 제공됩니다.

성형기는 그림 2.4에 설명된 원리 중 하나 또는 조합으로 작동합니다. jolt ramming에서 금형은 약 5cm 높이로 들어 올려지고 분당 200번의 속도로 50-100번 떨어집니다. 이로 인해 다소 고르지 않은 래밍이 발생하지만 수평 표면에 매우 적합합니다. 반면에, 압착은 얕은 플라스크에 대해 만족스러운 것으로 밝혀졌습니다. 샌드 슬링 작업도 매우 빠르며 결과적으로 균일한 래밍이 발생합니다. 그러나 이는 초기 비용이 많이 듭니다.

캐스팅 프로세스 관련 단계 # 2. 액화 금속의 용융 및 붓기:

용해 :

용해 중 적절한 관리는 결함이 없는 양호한 주조를 위해 필수적입니다. 용융 중에 고려해야 할 요소에는 금속의 가스, 스크랩, 플럭스, 용광로 및 온도의 선택 및 제어가 포함됩니다. 이제 이에 대한 짧은 논의를 할 것입니다.

금속 가스 :

금속의 가스는 일반적으로 주물 불량을 유발합니다. 그러나 제어된 양의 특정 가스의 존재는 주물에 특정 바람직한 품질을 부여하는 데 유리할 수 있습니다.

금속 주물에서 가스-

(i) 기계적으로 갇힐 수 있음(이러한 상황에서 금형의 적절한 환기 장치가 발생을 방지함),

(ii) 다양한 온도와 단계에서 용해도의 변화로 인해 생성될 수 있으며

(iii) 화학 반응으로 인해 생성될 수 있습니다.

가장 일반적으로 존재하는 가스는 수소와 질소입니다. 금속은 수소의 용해도에 관한 한 두 그룹으로 나뉩니다. 한 그룹은 흡열성이라고 합니다. 여기에는 알루미늄, 마그네슘, 구리, 철 및 니켈과 같은 일반적인 금속이 포함됩니다.

발열성이라고 하는 다른 그룹에는 티타늄과 지르코늄이 포함됩니다. 흡열 금속은 발열 금속보다 수소를 덜 흡수합니다. 또한 흡열 금속에서 수소의 용해도는 온도에 따라 증가합니다. 발열 금속의 경우 반대입니다.

두 경우 모두 용해도(5)는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

S =C exp [-E_s /(k θ)], (2.1)

여기서 E (흡열의 경우 양수)는 1몰의 수소 용액의 열이고 6은 C와 k를 상수로 하는 절대 온도입니다. 식 (2.1)은 냉각 중 가스 침전이 E 음수입니다.

수소는 발열 금속에 틈새로 용해되어 격자 왜곡을 일으키는 것으로 믿어집니다. 흡열 금속에서 수소는 격자 결함에 용해되어 왜곡을 일으키지 않습니다. 표 2.2는 다양한 금속에 대한 고상선 온도에서 고체 및 액체상의 수소 용해도를 보여줍니다. 이러한 용해도의 차이는 가스의 진화에 책임이 있습니다.

수소 용해도는 철 주조에서 심각한 문제입니다. 여기서, 중량 기준으로 수소의 양은 무시할 수 있는 것처럼 보이지만, 응고 중에 발생하는 부피는 상당히 큽니다. 시버트의 법칙에 따르면 용융물에 용해된 수소의 양은 다음과 같이 변합니다.

용융물에서 수소의 주요 공급원은 용광로 습기, 공기, 오일 및 그리스입니다. 슬래그 형태의 수소를 제거하기 위한 단순한 탈수소 첨가는 없습니다. 따라서 수소 수준을 최소로 유지하는 데 주의를 기울여야 합니다.

대부분의 수소 제거 기술은 방정식 (2.2), 즉 용융물을 통해 다른 건조 불용성 기체를 버블링하여 수소의 부분압을 줄이는 것을 기반으로 합니다. 비철금속의 경우 염소, 질소, 헬륨 또는 아르곤이 사용됩니다. 질소는 철 및 니켈 기반 합금에 용해되기 때문에 사용할 수 없으며 결정립 크기에 영향을 미치는 질화물을 형성할 수도 있습니다. 따라서 특히 철 합금의 경우 질소의 정확한 제어가 필요합니다. 이러한 상황에서 일산화탄소 거품이 사용됩니다. 이것은 수소뿐만 아니라 질소도 제거합니다. 탄소 함량은 후속 산화 및 재탄에 의해 제어됩니다.

철금속의 경우, 상 변화 중 질소 용해도의 현저한 감소는 주물에 다공성을 유발할 수 있습니다. 공기로부터 질소의 재진입은 용융물 상단의 불투과성 슬래그에 의해 방지됩니다.

현재 진공 용해는 금속의 가스 용액과 용해물의 반응성 원소의 결합을 방지하기 위해 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 용융물보다 국자에 첨가하는 것이 가스 및 화학 조성을 제어하는 ​​데 더 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.

로:

금속을 녹이는 데 사용되는 용광로는 서로 크게 다릅니다. 퍼니스의 선택은 주로 금속 화학, 필요한 최대 온도, 금속 전달 속도 및 모드에 따라 다릅니다. 선택을 하는 다른 중요한 요소는 사용 가능한 원자재의 크기와 모양입니다.

금속 화학은 표준 요소의 제어뿐 아니라 일부 중요한 기계적 특성(예:기계가공성)도 결정합니다.

용융 후의 최적 온도는 금속의 유동성이라는 성질에 의해 결정됩니다. 유동성은 주어진 온도에서 금형을 채우는 액체 금속의 상대적 능력을 나타냅니다. 일반적으로 점도가 낮을수록 유동성이 높아집니다. 금속의 유동성은 다음과 같이 확인할 수 있습니다.

표준 치수의 나선형을 다양한 온도에서 액체 금속과 함께 붓습니다. 응고가 시작되기 전에 이런 식으로 공급될 수 있는 나선의 길이는 유동성의 척도를 제공합니다. 다양한 금속에 대한 온도-유동성 곡선을 조사하면 금속의 유동성이 높을수록 주입 온도(로 온도)와 용융 온도 사이에 필요한 차이가 낮아진다는 것을 알 수 있습니다.

몰드의 복잡하고 얇은 부분을 완전히 채우려면 이 차이가 최소화되어야 합니다. 큰 차이는 더 높은 비용과 더 많은 기체 용해도를 의미합니다.

액체 금속 전달 속도와 방식은 주로 사용되는 배치 또는 연속 용융 공정에 따라 결정됩니다.

타기(게이팅 디자인) :

용융 후 금속을 금형 캐비티에 붓거나 주입합니다. 우수한 게이팅 설계는 과도한 온도 손실, 난류, 갇힌 가스 및 슬래그 없이 적절한 속도로 금형 캐비티에 금속을 분배합니다.

액체 금속을 아주 천천히 붓는 경우, 주형을 채우는 데 걸리는 시간이 다소 길어지고 주형이 완전히 채워지기 전에도 응고가 시작될 수 있습니다. 이것은 과열도를 너무 많이 사용하여 피할 수 있지만 가스 용해도가 문제를 일으킬 수 있습니다. 반면에 액체 금속이 너무 높은 속도로 금형 캐비티에 충돌하면 금형 표면이 침식될 수 있습니다. 따라서 최적의 속도에 도달하는 데 있어 타협이 이루어져야 합니다.

캐스팅 프로세스 관련 단계 # 3. 냉각 및 응고 리퀴드 메탈 :

액체 금속 및 합금의 응고 및 냉각 메커니즘에 대한 명확한 이해는 성공적인 주물 생산에 필수적입니다. 응고하는 동안 주조의 다른 부분에서 결정 구조 및 합금 조성과 같은 많은 중요한 특성이 결정됩니다. 또한 적절한 주의를 기울이지 않으면 수축 공동, 콜드 셧, 미스런 및 핫 인열과 같은 다른 결함도 발생합니다.

라이저 디자인 및 배치:

응고 시간은 주로 VIA 비율에 따라 달라지며, 여기서 V는 주물의 부피이고 A는 열 분산(즉, 주물의 표면적)입니다. 열량은 체적에 비례하고 방열률은 표면적에 따라 달라지기 때문에 이것은 또한 직관적으로 예상할 수 있습니다. 이 정보는 라이저가 주조 후 응고되도록 라이저를 설계할 때 활용됩니다.

그러나 라이저에서 필요한 액체 금속의 양에 대한 정보는 주입 온도에서 응고까지 발생하는 수축을 보상하기 위해서만 사용됩니다. 금속에 따라 이 수축률은 2.5에서 7.5까지 다양합니다. 따라서 (큰 응고 시간을 보장하기 위해) 큰 라이저 볼륨을 사용하는 것은 비경제적입니다. 따라서 라이저는 주물보다 느린 냉각 속도를 유지하면서 가능한 최소한의 부피로 설계해야 합니다.

표면적/체적비가 높은 주물은 냉각 속도만 고려하여 결정된 것보다 더 큰 라이저가 필요하다는 점에 유의할 수 있습니다. 이것은 다음 예에서 명확하게 보여집니다.

25cm x 25cm x 0.25cm 크기의 강판을 생각해 봅시다. 그러면 캐스팅은 다음과 같은 A/V 비율을 갖습니다.

우리가 고려한 라이저의 부피는 1.95cm ³ 입니다. 오직. 따라서 훨씬 더 큰 라이저가 필요합니다.

라이저의 주어진 모양에 대해 라이저의 치수는 최소 A/V 비율을 제공하도록 선택되어야 하며 수축을 고려하여 최소 부피가 보장되어야 합니다. 액체 금속은 응고 과정의 초기 단계에서만 라이저에서 금형으로 흐릅니다. 이를 위해서는 라이저의 최소 부피가 수축 고려 사항만으로 결정되는 약 3배가 되어야 합니다.

주강에 대한 라이저 크기의 적합성을 확인하기 위해 일반적으로 Caine의 관계가 사용됩니다. 응고 시간은 부피/표면적 비율의 제곱에 비례합니다. 그러나 Caine의 관계는 냉각 속도가 표면적/부피 비율에 선형적으로 비례한다는 가정을 기반으로 합니다.

여기서, 곡선 상의 한 점의 세로축은 부피비와 가로축은 동결비를 나타내며; 또한 아래 첨자 c와 r은 각각 주물과 라이저를 나타냅니다. 주어진 주물-라이저 조합에 대해 그림 2.31의 점이 곡선의 오른쪽으로 떨어지면 라이저의 적절성이 보장됩니다. 라이즈 링 곡선의 방정식은

형식입니다.

가 금속에 대한 동결 상수일 때 b는 액체에서 고체로의 수축비이고 c는 라이저와 주물 주변의 다양한 매체에 따른 상수입니다. 주물과 라이저 주변의 금형 재료가 동일한 경우 c 값은 1입니다. 강철의 경우 일반적인 값은 a =0.1 및 b =0.03입니다.

(A/V)_c의 지루한 계산 복잡한 주조의 경우 그림 2.32에 표시된 유형의 라이즈 링 곡선이 사용되는 또 다른 방법이 발생했습니다. 이 방법에서는 (A/V)_c 대신 형상 계수 (l + w)/h 는 x축을 따라 표시되며 여기서 l, w 및 h는 각각 주물의 최대 길이, 최대 너비 및 최대 두께를 나타냅니다. 이 방법과 Caine의 관계는 단순한 형태의 주조에 대해 거의 동일한 결과를 제공합니다. 주물의 본체에 대한 부속물(단순하고 규칙적인 모양)이 얇다면 응고 시간은 크게 변하지 않습니다.

결과적으로 라이저의 계산된 부피(본체 기준)의 약간의 증가는 만족스럽게 작업을 수행합니다. 부속물이 무거워지면 필요한 라이저 부피는 주물의 수정된 총 부피를 기준으로 계산됩니다. 주물의 총 부피는 주요 섹션의 부피에 기생 부피라고 하는 부속물 부피의 유효 백분율을 더한 것으로 간주됩니다.

유효 백분율은 그림 2.33에 표시된 유형의 곡선에서 추정됩니다. 단면의 너비가 깊이의 3배 이상인지 작은지에 따라 모양을 판형 또는 막대형이라고 합니다.

주물이나 라이저의 냉각 속도(따라서 응고 시간)를 제어하는 ​​특별한 수단이 없습니다. 그러나 실제로 냉각 속도를 높이기 위해 주물에 냉각 블록이나 얇은 핀이 사용됩니다. 냉각은 냉각보다 열전도율이 높은 금속에 대해 덜 효과적입니다. 유사하게, 라이저의 응고 시간을 늘리기 위해 일부 발열 화합물이 라이저에 추가되어 더 오랜 기간 동안 용융 상태를 유지합니다.

지금까지 수축 및 냉각 속도의 관점에서 라이저 크기의 적절성으로 논의를 제한했습니다. 라이즈 링의 또 다른 중요한 측면은 라이저에서 사용 가능한 액체 금속이 주물 내의 원하는 위치에 공급될 수 있도록 하는 것입니다.

사실, 주물 내부의 열 구배는 냉각의 마지막 단계에서 가장 중요한 요소입니다. 최소 허용 기울기는 단면의 모양과 크기에 따라 다릅니다. 일반적으로 낮은(A/V) 비율의 주물(예:큐브 및 구형)의 경우 하나의 중앙 라이저가 전체 주물을 공급할 수 있습니다. 반면에 (A/V) 비율이 높은 주물(예:막대 및 판)의 경우 일반적으로 하나 이상의 라이저가 필요합니다. 이러한 경우 라이저의 적절한 위치를 결정해야 합니다.

최대 100mm 두께의 강판의 경우 최대 공급 거리가 판 두께의 4.5배 미만이면 중앙 라이저 1개로 충분합니다. 공급 거리는 그림 2.34a에 설명된 대로 라이저의 가장자리에서 측정해야 합니다. 총 거리 4.5t 중 라이저 기울기는 거리 2t까지 우세한 반면 끝벽 기울기는 나머지 거리 2.5t에서 우세합니다. 따라서 두 개의 연속 라이저의 가장자리 사이의 최대 거리는 9t가 아니라 4t입니다(그림 2.34b 참조).

측면이 50-200 mm인 정사각형 단면의 막대는 단일 라이저에서 최대 30 √s의 거리까지 만족스럽게 공급될 수 있습니다. 여기서 s는 mm로 표시되는 정사각형의 측면입니다. 두 개의 연속 라이저의 가장자리 사이의 최대 거리는 1.2초(60√가 아님)인 것으로 나타났습니다.

금형에 냉각이 있으면 라이저의 공급 거리가 늘어납니다. 이것은 급전 저항의 결과적인 감소와 함께 급격한 열 구배를 제공함으로써 달성됩니다. 단일 라이저를 사용하는 경우 냉각 장치를 끝에 배치해야 합니다. 둘 이상의 라이저의 경우 냉각 장치는 두 라이저 사이의 중간에 위치해야 합니다. 그림 2.35는 라이저와 냉각 장치의 적절한 배치를 개략적으로 설명합니다. 다양한 경우에 대한 최대 허용 거리도 이 그림에 표시되어 있습니다.

캐스팅 프로세스 관련 단계 # 4. 결함 및 그 검사 :

캐스팅 결함:

처리는 기본적으로 모래 주물 주물로 제한됩니다.

주물의 결함은 다음 중 하나 이상의 결함으로 인해 발생할 수 있습니다.

(i) 주물 및 패턴 디자인.

(ii) 주물사 및 주형 및 코어의 설계.

(iii) 금속 구성.

(iv) 용융 및 붓기.

(v) 게이팅 및 라이즈 링.

모래 주물에서 가장 흔히 발생하는 결함은 다음과 같습니다.

(i) 블로우 - 주물의 상면에서 용융 금속을 대체하는 가스에 의해 생성되는 상당히 크고 둥근 공동입니다. 타격은 일반적으로 볼록한 주조 표면에서 발생하며 적절한 환기와 적절한 투과성을 통해 피할 수 있습니다. 샌드 믹스의 수분 및 휘발성 성분의 함량을 제어하면 블로우 홀을 방지하는 데 도움이 됩니다.

(ii) 흉터 - 일반적으로 피아트 주조 표면에서 발견되는 얕은 타격을 흉터라고 합니다.

(iii) 물집 - 이것은 금속의 얇은 층으로 덮인 흉터입니다.

(iv) 기포- 거의 구형에 가까운 기포가 갇힌 것을 말하며, 액체금속에 과량의 기체가 용해되어 있을 때 발생한다.

(v) 핀 홀 - 이것은 작은 블로우 홀에 불과하며 주조 표면 또는 바로 아래에 발생합니다. 일반적으로 이들은 다량으로 발견되며 전체 주조 표면에 거의 균일하게 분포됩니다.

(vi) 다공성 - 이것은 주조 전체에 균일하게 분산된 매우 작은 구멍을 나타냅니다. 응고 중 기체 용해도가 감소할 때 발생합니다.

(vii) 드롭- 주물의 상면에 있는 불규칙한 모양의 돌출부를 드롭이라고 합니다. 이는 상판에서 모래가 떨어지거나 다른 돌출된 돌출부가 주형으로 떨어질 때 발생합니다. 모래의 적절한 강도와 개거를 사용하면 방울을 피하는 데 도움이 될 수 있습니다.

(viii) 내포물- 금속 매트릭스에 있는 비금속 입자를 나타냅니다. 분리되면 매우 바람직하지 않습니다.

(ix) 드로스 - 주물 표면에 나타나는 가벼운 불순물을 드로스라고 합니다. 붓는 단계에서 스트레이너, 스킴밥 등의 아이템을 이용하여 관리할 수 있습니다.

(x) 먼지- 때때로 코프에서 떨어지는 모래 입자가 주물의 상단 표면에 묻습니다. 제거하면 먼지라고 하는 작고 각진 구멍이 남습니다. 낙하 및 먼지와 같은 결함은 잘 설계된 패턴이 상판에서 가능한 한 적은 부분을 가져야 함을 시사합니다. 또한 가장 중요한 표면이 드래그에 배치되어야 합니다.

(xi) 워시 - 게이트 근처에서 시작되는 주물의 항력 표면의 낮은 돌출을 워시라고 합니다. 이것은 바닥 게이팅에서 액체 금속의 고속 제트로 인한 모래의 침식으로 인해 발생합니다.

(xii) 버클- 고온 금속의 평평한 주물 표면에 발생하는 길고 상당히 얕고 넓은 V자 모양의 함몰부를 나타냅니다. 이 고온에서 금형면의 액체 금속이 응고되기 전에 금형면의 얇은 모래층이 팽창합니다. 이 팽창이 플라스크에 의해 방해를 받으면 금형 면이 돌출되어 V자 모양을 형성하는 경향이 있습니다. 따라서 이러한 팽창을 위한 공간을 만들고 버클을 피하기 위해 모래 혼합물에 적절한 양의 휘발성 첨가제가 필수적입니다.

(xiii) 딱지- 이것은 얇은 모래 층 위에 주조 표면 위로 돌출된 거칠고 얇은 금속 층을 나타냅니다. 층은 모래를 통해 금속 스트링거에 의해 주물에 고정됩니다. 융기된 모래가 주형 표면에서 분리되고 액체 금속이 주형과 변위된 모래 사이의 공간으로 흘러들어갈 때 딱지가 생깁니다.

(xiv) 쥐꼬리 - 일반적으로 얇은 주물에서 볼 수 있는 길고 얕고 각진 함몰부입니다. 그 형성 이유는 버클과 같다. 여기에서 팽창하는 모래 융기 대신 압축된 층이 한 층이 무너져 다른 층이 미끄러집니다.

(xv) Penetration- If the mould surface is too soft and porous, the liquid metal may flow between the sand particles up to a distance, into the mould. This causes rough porous projections and this defect is called penetration. The fusion of sand on a casting surface produces a rough, glossy appearance.

(xvi) Swell- This defect is found on the vertical surfaces of a casting if the moulding sand is deformed by the hydrostatic pressure caused by the high moisture content in the sand.

(xvii) Misrun- Many a time, the liquid metal may, due to insufficient superheat, start freezing before reaching the farthest point of the mould cavity. The defect that thus results is termed as a misrun.

(xviii) Cold shut- For a casting with gates at its two sides, the misrun may show up at the centre of the casting. When this happens, the defect is called a cold shut.

(xix) Hot tear- A crack that develops in a casting due to high residual stresses is called a hot tear.

(xx) Shrinkage cavity- An improper riser may give rise to a defect called shrinkage cavity, as already detailed.

(xxi) Shift- A misalignment between two halves of a mould or of a core may give rise to a defective casting. Accordingly, this defect is called a mould shift or a core shift.

Inspection of Castings :

Nondestructive inspection techniques are essential for creating a confidence when using a cast product. In this article, we shall briefly outline some of these techniques for testing the various kinds of defects.

1. Visual Inspection:

Common defects such as rough surfaces (fused sand), obvious shifts, omission of cores, and surface cracks can be detected by a visual inspection of the casting. Cracks may also be detected by hitting the casting with a mallet and listening to the quality of the tone.

2. Pressure Test:

The pressure test is conducted on a casting to be used as a pressure vessel. In this, first all the flanges and ports are blocked. Then, the casting is filled with water, oil, or compressed air. Thereafter, the casting is submerged in a soap solution when any leak will be evident by the bubbles that come out.

3. Magnetic Particle Inspection:

The magnetic particle test is conducted to check for very small voids and cracks at or just below the surface of a casting of a ferromagnetic material.This done, the powdered ferromagnetic material is spread out onto the surface.

The presence of voids or cracks in the section results in an abrupt change in the permeability of the surface; this, in turn, causes a leakage in the magnetic field. The powdered particles offer a low resistance path to the leakage. Thus, the particles accumulate on the disrupted magnetic field, outlining the boundary of a discontinuity.

4. Dye-Penetrant Inspection:

The dye-penetrant method is used to detect invisible surface defects in a nonmagnetic casting. The casting is brushed with, sprayed with, or dipped into a dye containing a fluorescent material. The surface to be inspected is then wiped, dried, and viewed in darkness. The discontinuities in the surface will then be readily discernible.

5. Radiographic Examination:

The radiographic method is expensive and is used only for subsurface exploration. In this, both X- and y-rays are used. With y-rays, more than one film can be exposed simultaneously; however, X-ray pictures are more distinct. Various defects, e.g., voids, non-metallic inclusions, porosity, cracks, and tears, can be detected by this method. On the exposed film, the defects, being less dense, appear darker in contrast to the surrounding.

6. Ultrasonic Inspection:

In the ultrasonic method, an oscillator is used to send an ultrasonic signal through the casting. Such a signal is readily transmitted through a homogeneous medium. However, on encountering a discontinuity, the signal is reflected back. This reflected signal is then detected by an ultrasonic detector. The time interval between sending the signal and receiving its reflection determines the location of the discontinuity.

The method is not very suitable for a material with a high damping capacity (e.g., cast iron) because in such a case the signal gets considerably weakened over some distance.