산업기술
산업 제조
이 문서에서는 사형 주조의 공정과 특성에 대해 논의합니다.
과학 연구가 주조 산업 분야에 많은 응용과 적응을 가져오면서 사형 주조의 중요성은 나날이 증가하고 있습니다. 이는 아마도 금속에 원하는 형상을 부여하는 가장 쉽고 편리한 방법일 것입니다.
모래는 어떤 형상으로든 쉽게 다져질 수 있고, 높은 투과성과 고온 저항성을 가지므로 가장 흔히 사용되는 재료입니다. 따라서 모래 몰드를 사용하면 그렇지 않으면 불가능할 수 있는 복잡한 형상도 쉽게 주조할 수 있습니다. 최적 비용과 품질 이점을 확보하기 위해 다음 설계 세부 사항을 적절히 고려해야 합니다.
그림 3.41은 사형 주조 공정 흐름도를 보여줍니다.
낮은 재료비와 인건비, 생산성 향상, 더 나은 품질과 작업 조건을 위해 완전 주조장 자동화 추세가 증가하고 있습니다. 최근 자동 유도 주입 시스템 시도가 있었습니다.
자동 주입 시스템은 몰드 제작과 용해 사이의 인터페이스 역할을 합니다. 이 시스템은 용융 금속을 주입 준비 상태로 유지하고, 정확히 필요한 대로 몰드에 주입합니다.
제어된 스토퍼를 사용하여 용융 금속을 몰드에 직접 주입하거나 중간 주조 래들에 계량된 양으로 주입하는 유도 주입 로가 이 목적에 사용되며, 다음 특성을 가집니다: 용융 금속 온도와 화학 조성을 유지 및 주입 중 일정하게 유지; 주입 용융 금속에서 슬래그 인클루전 제거; 접종제와 합금 원소를 적절한 시점에 정확히 계량된 양으로 첨가; 주입 속도를 몰드 흡입 용량에 맞게 조절; 주입 금속 중량을 정확히 측정.
이런 주입 로는 내화 라이닝 원통형 셸, 압력 밀폐 커버, 플랜지 채널 인덕터, 스토퍼, 압력 제어 시스템으로 구성됩니다. 충전과 주입은 사이펀 형상 덕트를 통해 이루어지며, 바닥 끝이 로 바닥에 위치하여 사실상 슬래그 없는 주입을 보장합니다.
가압 가스가 스토퍼를 통해 용융 금속을 로 주입 노즐로 밀어 올립니다. 가압 가스는 로 내 금속 양 변화와 관계없이 노즐 내 용융 금속 레벨을 일정하게 유지합니다. 금속 주입 속도는 스토퍼 이동으로 제어됩니다.
공압 서보 실린더가 주입 프로그램에 따라 스토퍼 이동을 지속적으로 조정합니다.
주입 위치가 항상 같지 않으므로 로는 몰딩 플랜트 기준으로 두 방향(종횡)으로 이동 가능합니다. 유압 틸팅 장치로 로를 완전히 비울 수 있습니다.
앵글드 인덕터가 로 바닥에 플랜지로 연결됩니다. 플랜지는 수냉식입니다. 더 뜨거운 금속이 상승하는 경향으로 인해 목 주변 영역은 크러스트 형성에서 자유로워 기계적 청소가 용이합니다. 인덕터 자체도 로 외부에서 쉽게 접근 가능합니다. 전체 높이가 상대적으로 낮아 로를 피트에 설치할 필요 없이 주조장 바닥에 설치할 수 있습니다.
충전 및 주입 사이펀도 기계적 청소가 쉽습니다. 마그네슘 처리 시 특히 사이펀 덕트에서 생성된 현탁 산화물 입자가 내화 라이닝에 퇴적됩니다. 따라서 충전 및 주입 사이펀 상부는 플랜지로 되어 있어 청소가 쉽습니다.
유도 주입 로는 슬래그 인클루전을 제거하고, 필요한 주입 속도를 보장하며, 용융 금속 중량을 정확히 측정하고, 주입 중 용융물 온도를 일정하게 유지합니다. 용융 금속은 몰드 흡입 용량에 맞는 속도로 주입되어야 합니다.
최신 주조장 발전 중 하나는 주입 공정 전자 모니터링으로, 티치인(teach-in) 원리 사용 개루프 제어 또는 몰드 게이트 레벨 조절에 의한 폐루프 제어가 가능합니다.
특별한 주입 공정 요구사항이 있을 때 틸팅 시스템이나 스토퍼 제어로 작동하는 중간 래들을 사용하면 생산성을 크게 높일 수 있습니다.
현대 자동 주입 시스템은 용융 금속을 항상 주입 준비 상태로 유지하고, 정확히 필요한 대로 몰드에 주입함으로써 연속 주조장 운영을 가능하게 합니다.
사형 주물은 '게이트(gate)'라고 불리는 포트를 통해 용융 금속을 몰드에 부어 생산합니다. 게이트를 파팅 라인이나 주물 최하부에 배치하는 것이 관례입니다.
게이팅 시스템(주입 베이스, 스프루, 러너, 게이트 등)은 다음 목적을 달성합니다:
두꺼운 섹션은 헤드와 라이저를 통해 충분한 뜨거운 금속으로 공급되어 수축 여유를 보상해야 합니다.
이미 언급했듯 게이팅 시스템에는 주입 베이스, 스프루, 러너, 라이저, 게이트가 포함됩니다. 게이팅 시스템은 방향성 응고에 유리한 온도 기울기를 촉진해야 합니다. 금속 유입 속도는 최소화되고 난류가 없어야 몰드와 코어 표면 침식을 방지할 수 있습니다. 게이팅 시스템은 몰드 캐비티만큼 또는 더 단단하게 램밍되어야 합니다.
게이팅 시스템 각 부분은 난류와 침식 방지를 위해 둥글고 매끄럽고 유선형이어야 합니다. 산화물과 기타 드로스 형성을 피하고 느슨한 모래가 없으며 주물로 넘어가지 않게 해야 합니다. 러너는 마지막 게이트 너머로 일정 거리 연장되어 최초 금속 흐름의 드로스를 트랩해야 합니다. 래들 내 드로스와 슬래그가 몰드 캐비티로 이송되지 않아야 합니다.
게이팅 시스템은 금속 통과 중 공기/가스 포획이나 흡수를 피해야 합니다. 과도한 과열 금속은 금속 가스 함량을 증가시키고 더 많은 드로스를 생성하며 방향성 응고에 악영향을 줄 수 있습니다. 게이트는 금속을 주물 두꺼운 섹션으로, 바람직하게는 라이저 아래나 통해 유도해야 합니다. 마지막으로 게이트는 실용적이고 경제적으로 제작 가능해야 합니다.
주물 주입 시스템 설계 시 고려해야 할 중요한 사항들:
이 모든 것은 적절한 게이팅 시스템 설계와 올바른 주입 시스템으로 달성할 수 있습니다.
액체 금속이 게이트 하향 통로에서 공기를 흡수하지 않으려면, 게이트 형상이 게이트 통로 내 액체 압력이 어느 지점에서도 대기압 아래로 떨어지지 않도록 해야 합니다. 이는 다운 게이트 측면을 쌍곡면 단면으로 만들면 가능합니다.
쌍곡면 형상 제작이 어려우므로 상단 직경이 크고 하단이 작은 테이퍼 단면으로 대체할 수 있습니다. 실제로는 그림 3.43과 같이 상단에 주입 베이스를 두고 테이퍼진 수직 스프루와 짧은 수평 게이트로 금속을 공급합니다. 이 배치는 산화를 최소화하고 유입 금속 힘을 감소시켜 몰드 캐비티 손상을 줄입니다.
스프루 단면은 원형, 사각형, 직사각형일 수 있습니다. 스프루 크기는 소형 주물(12kg 미만) 10mm 사각부터 대형 주물 약 20mm 사각까지 다양합니다. 스프루 크기는 전체 주입 작업 동안 차있게 충분히 커야 하며, 금속이 높은 속도로 몰드 캐비티에 들어가 튀김과 난류를 일으키지 않아야 합니다.
직선 스프루에 날카로운 모서리가 있으면 심한 흡입으로 금속 난류가 발생합니다. 스프루가 테이퍼지고, 모서리가 둥글고, 스프루웰이 제공되고, 댐 타입 주입 베이스가 만들어지면 흡입은 무시할 만하고 난류도 없습니다.
주입 베이스는 로에서 직접 나오는 액체 금속 스트림 침식 효과를 줄이고 일정한 주입 헤드 유지에 도움을 줍니다. 세라믹 스트레이너를 스프루 상단에 설치하여 드로스를 제거할 수 있습니다. 세라믹 스플래시 코어를 스프루 하단에 설치하여 액체 금속 스트림 침식력을 줄일 수 있습니다. 수평 게이트에 스킴 밥 트랩을 설치하여 무거운/가벼운 불순물 몰드 유입을 방지할 수 있습니다.
게이트는 러너(여러 캐비티에 금속 공급 공통 통로)에서 몰드로의 개구부로 정의됩니다. 게이트 크기와 위치는 빠른 몰드 충전, 적절한 속도로 몰드 캐비티 내 금속 분배, 과도한 온도 손실 없음, 난류 최소화, 몰드 최소 침식, 가스/슬래그 포획 없음, 냉각 시 균열 발생 없음, 주물 손상 없이 쉬운 게이트 제거를 보장해야 합니다.
느슨한 모래와 드로스 몰드 캐비티 유입 방지와 소량 스트림으로 금속 낙하를 위해 스프루-컴-라이저 상단에 큰 주입 베이스를 제공하거나 주입 베이스에 스트레이너 코어를 장착할 수 있습니다.
금속을 몰드 캐비티에 매우 천천히 부으면 완전히 채워지기도 전에 응고가 시작될 수 있습니다. 매우 빠르게 부으면 높은 속도가 몰드 표면을 침식합니다. 따라서 최적 주입 속도가 필수적입니다.
게이트는 위치에 따라 탑, 파팅, 바텀 타입이 있습니다. 탑 게이팅에서는 용융 금속이 헤드나 라이저를 따라 아래로 부어집니다. 따라서 떨어지는 금속에 의한 몰드 침식은 단단한 몰드 제작으로 방지해야 합니다. 이 경우 뜨거운 금속이 상부에 남아 라이저 방향 방향성 응고를 위한 적절한 온도 기울기가 설정됩니다. 탑 게이트는 라이저 역할을 겸할 수 있습니다.
탑 게이트는 보통 소형 단순 몰드나 침식 저항 재료 몰드 대형 주물에 한정됩니다. 알루미늄, 마그네슘 같은 가볍고 산화되기 쉬운 금속에는 난류 주입 포획 우려로 탑 게이팅이 권장되지 않습니다.
파팅 라인 게이팅 시스템에서는 금속이 몰드 조인트나 파팅 라인과 같은 레벨에서 몰드 캐비티로 들어갑니다. 스프루가 수평 방향 게이트를 통해 주물과 연결됩니다. 이렇게 하면 스킴밥이나 스킴 게이트로 금속 내 슬래그나 모래를 트랩할 수 있습니다. 초크(choke) 역할을 하는 제한부가 유속을 제어합니다.
바텀 게이팅 시스템에서는 용융 금속이 드래그 몰드 캐비티 바닥으로 흘러 주물 바닥에서 들어가 몰드와 코어 주위를 부드럽게 상승합니다. 바텀 게이트는 대형 강 주물에 가장 적합합니다. 난류와 몰드 침식이 가장 적습니다. 그러나 몰드 충전 시간이 더 걸립니다.
바텀 게이팅에서는 금속이 몰드 캐비티로 열을 계속 잃고 라이저에 도달할 때 훨씬 차가워지므로 방향성 응고 달성이 어렵습니다.
잘못된 몰드 설계에서 금속 속도가 높으면 압력이 대기압 이하로 떨어져 유기 화합물 베이킹에서 기원한 가스가 용융 금속 스트림을 변화시켜 다공성 주물을 만듭니다.
몰드에서 음압이 발생할 수 있는 두 가지 경우가 있습니다. 하나는 스프루 설계이고, 다른 하나는 흐름 방향 급격한 변화입니다. 그림 3.47을 참조하면 지점 1과 3 압력은 대기압입니다. 베르누이 정리에 의해 점선 같은 스프루라면 지점 2에서 압력이 음이 됩니다. 이 문제를 극복하려면 스프루를 테이퍼지고, 1과 2 사이 실선 같은 곡선으로 만들어야 합니다.
다른 조건은 그림 3.48에 나와 있는데, 금속 흐름 방향 변화로 베나 컨트랙트 효과가 발생합니다. 이 영역에서 음압을 피하려면 몰드 형상을 베나 컨트랙트 프로파일로 만들어야 합니다.
게이팅 비율은 스프루 면적 : 총 러너 면적 : 총 게이트 면적 비율로 정의됩니다. 4:3:2 게이팅 비율은 가압 시스템(pressurised system)을 만듭니다. 이 시스템에서는 스프루, 러너, 게이트 단면적 비율이 게이트에서 유체 필름 제한에 의해 게이팅 시스템에 백프레셔가 유지되도록 배열됩니다. 이 시스템은 강, 철, 황동 등 금속에 채택됩니다.
가압 게이팅 시스템은 금속으로 가득 차 있습니다. 게이트 제한에 의한 백프레셔는 금속이 몰드 벽에서 떨어져 나가는 것에 따른 공기 흡입 위험을 최소화하는 경향이 있습니다. 가압 시스템은 주어진 금속 유속에 대해 비가압 시스템보다 일반적으로 부피가 작습니다. 따라서 게이팅 시스템에 남는 금속이 적고 주물 수율(yield)이 높습니다. 그러나 신중한 유선형 설계가 없으면 접합부와 모서리에서 심한 난류가 발생할 수 있습니다. 높은 속도와 난류는 포획, 드로스 형성, 몰드 침식을 초래합니다.
비가압 시스템에서는 유체에 대한 1차 제한이 스프루에 있거나 매우 가깝습니다. 1:3:3, 1:2:2 같은 게이팅 비율은 비가압 시스템을 만듭니다. 이런 시스템은 알루미늄, 마그네슘 같은 가볍고 산화되기 쉬운 금속에 채택되며, 금속 흐름 속도를 늦춰 난류를 최소화합니다.
비가압 시스템의 경우 주입 중 시스템이 차있게 유지되도록 신중한 설계가 필요합니다. 드래그 러너와 코프 게이트가 러너 충만 유지에 도움이 되지만, 분리 효과와 그에 따른 공기 흡입 제거를 위해 신중한 유선형 설계가 필수적입니다.
몰드 내 용융 금속이 냉각되면 응고되고 부피가 수축합니다. 주물 모든 부분이 다양한 단면, 인접 몰드 벽으로의 다양한 열 손실 속도 등으로 같은 속도로 냉각되지 않으므로 주물 특정 영역에 보이드와 캐비티가 생기기 쉽습니다.
좋은 주물 설계에서는 이 보이드들이 아직 액체인 주물 부분의 액체 금속으로 채워집니다. 따라서 응고는 가장 얇은 섹션(가장 먼저 응고)에서 라이저(가장 늦게 응고) 방향으로 점진적으로 계속되어야 합니다. 이 과정을 '방향성 응고(Directional Solidification)'라고 하며, 건전한 주물 생산을 목표로 합니다.
방향성 응고는 게이팅 시스템과 라이저 적절한 설계 및 배치, 패딩으로 특정 주물 섹션 두께 증가, 라이저나 주물 특정 부분 주변 페이싱 샌드에 발열 재료 사용, 몰드 내 칠(chill) 사용으로 보장할 수 있습니다.
불순물이 주물로 이동하는 것을 방지하기 위해 다음을 준수해야 합니다:
다양한 금속에 부어질 수 있는 최소 단면 두께는 응고 온도와 유동성 차이로 제한됩니다. 과도한 온도 없이 필요한 강도나 중량을 제공하는 최소 단면 두께를 사용해야 합니다.
단순 설계 주물의 정상 최소 두께 값은: 주철 3mm, 가단주철 2.25mm, 강 6mm, 황동/청동 2.25mm, 알루미늄 3mm입니다. 흐름 길이가 더 길면 위 값보다 큰 두께를 제공해야 합니다. 몰드 캐비티에 복잡성이 있으면 건전한 주물용 최소 두께 값이 높아집니다.
보스/러그와 주물 본체 사이 금속 단면은 가능한 한 균일하게 하여 보스/러그 적절한 공급을 허용해야 합니다.
라이저는 주물 최고점 위로 용융 금속이 상승하도록 코프에 깎거나 성형한 구멍입니다. 몰드 캐비티 충전 완료 시각적 확인을 제공합니다.
주물 주 캐비티로 용융 금속을 공급하여 수축을 보상하는 피더 역할을 합니다. 라이저 설계는 주물 내 온도 기울기를 설정하여 주물이 라이저 방향으로 방향성 응고되도록 해야 합니다. 또한 몰드 캐비티를 용융 금속으로 채우는 동안 증기, 가스, 공기 쉬운 배출을 돕습니다.
더 큰 건전성을 위해 얇은 섹션 주물에는 여러 라이저를 사용할 수 있습니다. 효과적이려면 라이저는 주물 마지막 부분으로 응고되어야 합니다.
몰드 충전 후 금속은 라이저로 들어갑니다. 라이저는 저장소와 열 기울기 조절자 역할을 하며, 액체 금속과 응고 수축 보상에 필요한 유체 금속을 제공합니다. 라이저는 보통 공급되는 섹션 최상부에 위치합니다.
주조 금속에 따라 부피를 주물 대비 25~55%로 유지합니다. 라이저가 적절히 위치하여 완성 윤곽 제작을 위해 과도한 금속 제거가 필요하지 않게 하는 것이 중요합니다. 라이저는 게이트라고 불리는 금속 넥(neck)으로 주물과 연결되어 응고 후 라이저를 주물에서 쉽게 제거할 수 있게 합니다.
주조 시 라이저가 없으면 응고가 벽에서 시작되어 중심부 액체 금속이 응고된 쉘로 둘러싸이고 수축하는 액체가 주물 중심부로 보이드를 만듭니다. 중심부 고체 추가 냉각은 주물에 바람직하지 않은 응력을 설정합니다.
라이저 제공으로 이 문제들을 극복합니다. 라이저는 응고 중인 주물에 용융 금속을 공급합니다. 이를 위해 라이저는 주물 응고 후에도 액체 상태로 남을 만큼 충분히 커야 하고 수축 손실 보상 충분한 금속을 포함해야 합니다. 또한 응고 기간 내내 지속적으로 금속을 공급할 수 있도록 위치해야 합니다.
일정 크기 라이저의 가장 효율적인 형상은 열 손실이 최소가 되어 뜨겁게 유지되고 금속을 가능한 오래 용융 상태로 유지하는 형상입니다. 즉, 라이저는 주물보다 냉각 속도가 느리면서 최소 가능 부피로 설계되어야 합니다.
일반 주물에서 위 목적을 달성하는 최적 형상은 실린더입니다. 라이저 높이는 그 안에서 형성된 파이프가 주물에 침투하지 않을 만큼 충분히 높아야 합니다. 높이/직경 비율은 보통 1:1~3:2 범위입니다.
주어진 주물에 대한 최적 라이저 직경은 다음 규칙으로 구할 수 있습니다:
어는 시간은...
이 방법은 주물과 라이저 상대적 응고 시간에 기반합니다. 주물과 라이저의 상대적 응고 시간을 정의합니다.
완전 응고까지 상대적 응고 시간을 주물 표면적 ÷ 주물 부피 : 라이저 표면적 ÷ 라이저 부피 비율로 정의합니다.
케인에 따르면, (1) 주물이 무한히 빠르게 응고하면 피더(라이저) 부피는 주물 응고 수축과 같아야 하고, (2) 피더와 주물이 같은 속도로 응고하면 피더는 무한히 커야 합니다.
그림 3.49는 상대적 응고 시간과 상대적 부피 사이의 쌍곡선 관계를 보여줍니다.
또한 낮은 A/V 비율 주물(정육면체, 구형)에서는 중앙 라이저 하나로 전체 주물 공급 가능하지만, A/V 비율이 높은 경우(봉, 판)에는 하나 이상의 라이저가 필요합니다. 이런 경우 라이저 적절한 위치 선정이 필수적입니다.
두께 100mm 강판의 경우 라이저 가장자리에서 최대 공급 거리가 4.5t 미만이면 중앙 라이저 하나로 충분합니다[그림 3.51(a) 참조]. 더 많은 라이저 필요 시 두 최근접 라이저 가장자리 사이 거리는 4t 미만이어야 합니다[그림 3.51(b) 참조].
변 50~200mm 정사각형 단면 봉의 경우 라이저 가장자리에서 최대 공급 거리 30√s면 중앙 라이저로 충분하고, 두 라이저(최근접 가장자리) 사이 거리는 1.2s 미만이어야 합니다.
라이저 공급 거리는 칠 사용으로 증가시킬 수 있습니다. 이는 급격한 열 기울기로 공급 저항을 감소시킵니다. 단일 라이저 경우 칠은 양단에, 둘 이상이면 두 라이저 중간에 배치해야 합니다.
라이저 적절한 배치는 응고 중인 주물에 효과적으로 공급할 수 있어야 하므로 동등하게 중요합니다. 주물이 입방체나 구형(낮은 Ac/Vc 값의 덩어리 형상)이면 단일 라이저로 응고 시 주물 공급 충분합니다. 그러나 Ac/Vc 값이 높은 경우(봉, 판 형상 주물)에는 하나 이상의 라이저가 필요할 수 있습니다.
그런 경우 단일 라이저만 사용하면 응고 직전 슬러시(slushy) 상태가 단일 라이저 금속 흐름을 제한하여 센터라인 수축을 유발할 수 있습니다. 경험칙으로, 12~100mm 두께 강판에서 공급 길이가 판 두께 4.5배 미만이면 단일 라이저로 충분합니다.
변 50~200mm 정사각형 봉의 경우 중앙 라이저를 6배 봉 크기 미만 거리에서 사용 가능합니다. 위보다 긴 공급 거리는 칠 사용으로 가능하며, 이는 냉각 속도 증가와 센터라인 공급 저항 감소로 달성됩니다. 강보다 높은 센터라인 공급 저항을 가진 합금에서는 해당 주물 부위 최대 강도 요구 시 칠을 사용하여 건전성 확보해야 합니다.
발열 재료를 라이저에 사용하여 열 생성으로 방향성 응고 유도하기도 합니다. 철, 크롬, 니켈, 구리 산화물과 알루미늄 금속 분말 등으로 구성됩니다.
이 화합물들은 주입 직후 라이저 용융 금속 표면에 첨가하거나 라이저 벽 모래에 첨가할 수 있습니다. 용융 금속 접촉으로 화학 반응이 일어나 대량 열 발생으로 라이저 금속이 과열되어 더 오래 용융 상태 유지됩니다.
라이저 주변 단열 패드와 슬리브 제공으로 열 보존에 도움이 됩니다. 적절한 위치 칠 제공도 방향성 응고 촉진에 도움이 됩니다.
주물 단면 설계는 라이저가 뜨거운 금속 공급과 방향성 응고 제어 필요를 충족할 수 있도록 해야 합니다. 예를 들어 그림 3.52에서 용융 금속은 금속-몰드 계면에서 안쪽으로 진행성 응고로 응고됩니다.
적절한 온도 차 조건에서 진행성 동결 교차점이 위로 이동하여 가장 뜨거운 지점(라이저 내에 있어야 함)과 만납니다. 이를 '방향성 응고(directional solidification)'라고 합니다.
어떤 섹션 높이가 단면에 비해 너무 크면 진행성 응고 속도가 방향성 응고를 초과하여 미세 센터라인 기공이나 더 큰/연속 공동이 발생합니다. 이런 상태 방지를 위해 단면이 아래로 가며 테이퍼지도록(상부 크게, 하부 작게) 하는 것이 필수적입니다.
섹션이 적절히 공급될 수 있다면 단면 비율 제한은 접합부 설계만큼 크리티컬하지 않습니다. 크게 다른 온도 기울기로 인한 수축 응력을 고려해야 합니다. 라이저에서 먼 섹션 변동에 대해 섹션 두께가 인접 섹션의 80% 미만이거나 120% 초과하지 않으면 칠 없이 주물 생산이 보통 가능합니다.
부적절한 방향성 응고로 인한 수축 공동은 L, T, Y, X 단면과 큰 섹션이 작은 섹션과 급격히 결합된 곳에서 가장 자주 발생합니다. 접합점에 더 큰 질량이 있어 다리보다 접합점 영역이 핫 스팟이 되고 방향성 동결이 핫 스팟 방향으로 진행되어 다리에 공급하고 수축 공동을 만듭니다.
단면을 더 균일하게 만들거나 더 큰 질량 단면 근처에 칠을 사용하여 핫 스팟을 제거할 수 있습니다(그림 3.53 참조). 모든 노력을 다해 무거운 섹션 고립으로 인한 '핫 스팟' 방지를 해야 하지만 때로는 어렵습니다.
이런 상황에서는 주조 기술자가 다음 수단으로 동결 제어를 맡게 됩니다:
모든 교차부에 적절한 필렛은 주물 강도와 건전성을 크게 높입니다. 필렛 크기는 사용 금속, 형상, 벽 두께, 주물 크기에 따라 달라집니다. 필렛 반경은 섹션 두께를 초과하지 않아야 합니다.
주물에서 핫 티어는 온도 기울기가 응고 중 다른 수축 속도를 설정하여 모래 저항이 골절을 일으킬 만큼 충분한 응력을 유도할 때 발생합니다. 좋은 설계 채택으로 최소화할 수 있습니다: 단면 급격한 변화, 날카로운 각도, 플랜지에 연결된 불균일 웹 회피.
주물 가스는 가스 홀(큰 구멍, 소수, 주물 여러 곳에 분포), 핀홀(작은 구멍, 다수, 주물 상부 근처), 핀홀(작은 구멍, 주물 전체 분포)로 나타날 수 있습니다. 적절한 라이저 설계와 투과성 몰드 충분한 벤팅이 이 결함 방지에 필수적입니다.
또 다른 가스 공급원은 고온에서 액체 금속에 용해된 가스로, 냉각 시 방출됩니다. 진공 용해와 진공 탈가스(액체 금속을 저압 챔버에 넣어 용해 가스 제거)로 용융물 가스 함량을 줄일 수 있습니다.
산업기술
샌드 주조는 다양한 금속으로 부품을 제작하려는 고객에게 비용 효율적인 제조 옵션입니다. 이 다재다능함으로 단순·복잡 부품을 다양한 크기와 중량으로 생산할 수 있습니다. 공정은 부품 형상의 몰드를 만들고 용융 금속이 몰드를 채워 응고시키는 방식입니다. 일부 애플리케이션은 내부 구성이 덜 복잡해 몰드 공동이 용융 소재로 완전히 채워집니다. 다른 애플리케이션은 얇은 외부 벽이나 복잡한 내부 설계로 보이드(void)가 필요합니다. 부품 제조사는 이러한 내부 설계를 위해 코어를 사용합니다. 샌드 주조용 코어 샌드 주조용 코어는 초기 몰드
탄소강은 높은 융점 때문에 샌드 주조가 어렵습니다. 구상흑연 주철은 대안입니다. 낮은 융점으로 강철과 유사한 금속학적 물성을 샌드 주조 부품에 구현할 수 있습니다. 강철에서 구상흑연 주철 주조로 전환하면 가공 공정 단축과 단가 절감 효과를 기대할 수 있습니다. 구상흑연 주철 소개와 샌드 주조 공정에서 수반되는 사항을 설명합니다. 두 가지 주철 유형 주조업계는 수세기 동안 회주철을 다뤄왔습니다. 용융·주조가 용이하고 가공성이 좋지만 인장 강도와 연성이 낮습니다. 낮은 강도의 원인은 금속 기지 내 분포한 플레이크 형태 흑연입니