주조용 모래(파운드리 샌드)는 수분을 머금고 압축하거나 오일을 바르거나 가열하면 잘 뭉쳐지고 모양을 유지하는 모래입니다. 주형 공동을 준비하기 위한 사형 주조 공정에 사용됩니다.
주조의 주요 원료는 주조용 모래인데, 다른 재료에서는 얻을 수 없는 몇 가지 주요 특성을 제공하기 때문입니다. 주조용 모래는 서리, 바람, 비, 열, 해류 같은 자연력의 작용으로 암석이 분해되어 생긴 입상 입자로 정의됩니다. 암석은 복잡한 구성을 가지고 있으며 모래에는 암석의 대부분의 원소가 포함되어 있습니다.
이러한 이유로 주조용 모래는 세계 여러 지역에서 크게 다릅니다. 자연 상태에서 강과 호수의 바닥과 둑에서 발견됩니다. 주조용 모래는 기원에 따라 여러 범주로 분류됩니다.
주조용 모래의 주요 구성 성분은 다음과 같습니다:
그린 샌드라고도 하며 천연 자원에서 채취합니다. 물만 결합제로 포함합니다. 장시간 수분 함량 유지, 넓은 작업 수분 범위, 주형의 쉬운 패칭 및 마감이 장점입니다.
그린 샌드는 모래, 벤토나이트 점토, 분쇄된 석탄, 물의 혼합물입니다. 주요 용도는 금속 주조용 주형을 만드는 것입니다. 혼합물의 가장 큰 부분은 항상 모래이며, 종종 실리카의 한 형태인 균일한 혼합물입니다.
점토 비율에 대한 많은 레시피가 있지만, 모두 주형 성형성, 표면 마감, 뜨거운 용융 금속의 탈가스 능력 사이에서 서로 다른 균형을 이룹니다. 일반적으로 씨콜이라고 불리는 석탄은 5% 미만의 비율로 존재하며, 용융 금속 표면에서 부분적으로 연소되어 유기 증기의 방출을 유도합니다.
사형 주조는 재료의 단순성 때문에 가장 초기에 시행된 주조 형태 중 하나입니다. 동일한 단순성 덕분에 여전히 금속을 주조하는 가장 저렴한 방법 중 하나로 남아 있습니다. 코퀼을 사용하는 다른 주조 방법은 더 높은 품질의 표면 마감을 자랑하지만 비용이 더 높습니다.
그린 샌드(다른 주조용 모래와 마찬가지로)는 주조 작업자들이 "플라스크"라고 부르는 것에 보관되는데, 이는 바닥과 뚜껑이 없는 상자에 불과합니다. 상자는 사용 시 함께 쌓이는 두 절반으로 나뉩니다. 각각 코프와 드래그 플라스크라고 부릅니다.
모든 그린 샌드가 녹색인 것은 아닙니다. 하지만 젖은 상태에서 사용되기 때문에(그린 우드와 유사) "그린"이라고 간주됩니다. 주조 금속 연맹 웹사이트에 따르면, 용융 금속을 붓기 전에 성형된 모래를 열건조하는 대체 주조 방법이 있습니다. 이 건식 사형 주조 공정은 더 단단한 주형을 만들어 더 무거운 주물에 적합합니다.
상대적으로 점토가 없는 모래, 결합제(물과 벤토나이트), 필요한 기타 재료를 혼합하여 얻은 인공 모래입니다. 혼합물 함량을 변화시켜 특성을 쉽게 제어할 수 있으므로 주조용 모래로 더 좋습니다.
강철 주조용 그린 합성 모래의 구성은 다음과 같습니다:
신규 실리카 모래 - 25%, 재생 모래 - 70%, 벤토나이트 - 1.5%, 덱스트린 - 0.25%, 수분 - 3~3.5%
강철 주조용 건식 합성 모래의 구성은 다음과 같습니다:
순 실리카 모래 - 15%, 재생 모래 84%, 벤토나이트 - 0.5%, 수분 - 0.5%
이 외에도 지르코나이트, 올리빈 등 특수 모래가 있습니다. 이 특수 모래는 실리카보다 비싸므로 사용이 정당화되는 경우에만 사용됩니다.
주조용 모래는 용도에 따라 백업 샌드, 코어 샌드, 건조 모래, 페이싱 샌드, 그린 샌드, 로암 샌드, 파팅 샌드, 시스템 샌드 등 다양한 유형으로 분류할 수 있습니다.
백업 샌드 또는 플로어 샌드는 페이싱 샌드를 받치고 주형 플라스크의 전체 부피를 채우는 데 사용됩니다. 석탄 분진 첨가와 용융 금속 접촉 시 연소로 인해 오래되고 반복적으로 사용된 주조용 모래가 검은색을 띠기 때문에 백업 샌드를 블랙 샌드라고 부르기도 합니다.
코어 샌드는 코어를 만드는 데 사용되며 오일 샌드라고도 합니다. 코어 샌드는 아마씨유, 수지, 경질 광유 및 기타 결합 물질로 구성된 코어 오일 같은 오일 결합제와 혼합된 고규소 모래입니다. 경제성을 위해 큰 코어에는 피치, 밀가루, 물도 사용될 수 있습니다.
주형과 코어를 만든 후 적절한 오븐에서 건조하거나 구운 그린 샌드를 건조 모래라고 합니다. 더 높은 강도, 강성, 열 안정성을 가집니다. 건조 모래는 주로 더 큰 주물에 사용됩니다. 이 모래로 준비된 주형을 건식 사형 주형이라고 합니다.
페이싱 샌드는 주형의 면을 형성합니다. 패턴 표면 옆에 있으며 주형에 부을 때 용융 금속과 접촉합니다. 패턴 주변의 초기 코팅, 따라서 주형 표면은 페이싱 샌드가 제공합니다. 페이싱 샌드는 높은 강도와 내화도를 가집니다. 페이싱 샌드는 이미 사용된 모래 없이 실리카 모래와 점토로 만듭니다.
금속이 모래 속으로 타들어가는 것을 방지하기 위해 페이싱 샌드에 다양한 형태의 탄소를 사용합니다. 주철용 그린 샌드의 페이싱 샌드 혼합물은 25% 신선한 특수 제조 모래와 5% 씨콜로 구성될 수 있습니다.
때로는 6~15배의 미세 주조용 모래와 혼합하여 페이싱을 만듭니다. 주형의 페이싱 샌드 층은 보통 20~30mm 범위입니다. 전체 주조용 모래 양의 10~15%가 페이싱 샌드입니다.
그린 샌드는 템퍼드 또는 천연 모래로도 알려져 있으며, 18~30% 점토, 6~8% 수분 함량을 가진 실리카 모래의 갓 준비된 혼합물입니다. 점토와 물이 그린 샌드의 결합력을 제공합니다. 입자가 곱고, 부드럽고, 가볍고, 다공성입니다.
손으로 쥐었을 때 그린 샌드는 축축하며 압력을 가해준 모양과 인상을 유지합니다. 이 모래로 준비된 주형은 백업이 필요 없으므로 그린 샌드 주형이라고 합니다.
그린 샌드는 쉽게 구할 수 있고 저렴합니다. 그린 샌드는 철 및 비철 주물 생산에 일반적으로 사용됩니다.
로암 샌드는 모래와 점토를 물과 혼합하여 묽은 플라스틱 페이스트 상태로 만든 것입니다. 로암 샌드는 최대 30~50%의 높은 점토 함량과 18%의 물을 가집니다. 로암 성형에는 패턴을 사용하지 않으며, 스위프로 주형 모양을 만듭니다. 로암 샌드는 대형 회주철 주물에 사용되는 로암 성형에 특히 사용됩니다.
결합제와 수분 없이 그린 샌드가 패턴에 달라붙지 않게 하고, 코프와 드래그의 파팅 면이 달라붙지 않고 분리되도록 하는 데 사용됩니다. 파팅 샌드는 파팅 더스트와 같은 목적을 제공하는 깨끗한 무점토 실리카 모래입니다.
기계 성형이 사용되는 기계화된 주조 공장에서 시스템 샌드는 전체 주형 플라스크를 채우는 데 사용됩니다. 기계식 모래 준비 및 취급 장치에서는 페이싱 샌드를 사용하지 않습니다. 사용된 모래를 물과 특수 첨가제를 첨가하여 세척하고 재활성화합니다.
이를 시스템 샌드라고 합니다. 전체 주형이 이 시스템 샌드로 만들어지므로 강도, 투과성, 내화도 같은 주조용 모래의 특성이 백업 샌드보다 높아야 합니다.
주조용 모래와 코어 샌드에 요구되는 기본 특성은 접착성, 응집성, 붕괴성, 유동성, 건조 강도, 그린 강도, 투과성, 내화도입니다.
주조용 모래가 주형 상자의 내벽에 달라붙는 것처럼 이물질에 달라붙거나 부착하는 특성입니다.
주조용 모래 입자가 주조용 모래 내에서 상호 작용하고 서로 끌어당기는 특성입니다. 이로 인해 주조용 모래와 코어 샌드의 그린, 건조, 고온 강도 특성을 향상시키는 결합 능력이 강화됩니다.
주형 내 용융 금속이 응고된 후 모래 주형이 붕괴 가능해야 금속의 자유로운 수축이 일어나고, 이는 수축하는 금속의 찢어짐이나 균열을 자연스럽게 방지합니다. 붕괴성 특성이 없으면 금속의 수축이 주형에 의해 방해되어 주물에 눈물과 균열이 생깁니다. 이 특성은 코어에서 매우 중요합니다.
용융 금속이 주형에 부어지면 뜨거운 금속에 인접한 모래 층의 수분이 증발하고, 이 건조 모래 층은 용융 금속 흐름 중 주형 벽의 침식을 피하기 위해 모양을 유지할 충분한 강도를 가져야 합니다. 건조 강도는 액체 금속의 정수압으로 인한 주형 공동 확대를 방지합니다.
모래가 압축되어 유체처럼 행동하는 능력입니다. 램밍할 때 패턴의 모든 부분으로 균일하게 흐르고 램밍 압력을 모든 방향으로 고르게 분배합니다.
일반적으로 모래 입자는 모서리나 돌출부 주위로 움직이는 것을 저항합니다. 일반적으로 유동성은 그린 강도 감소와 함께 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다. 유동성은 모래 입자 크기 감소와 함께 증가합니다. 유동성은 모래의 수분과 점토 함량에 따라 달라집니다.
물이 혼합된 그린 샌드는 주형 제작과 취급을 허용할 충분한 강도와 인성을 가져야 합니다. 이를 위해 모래 입자는 접착성이 있어야 하며, 즉 다른 물체에 부착할 수 있어야 하고, 따라서 접착성이 높은 모래 입자는 주형 상자 측면에 달라붙습니다.
또한 모래 입자는 서로 달라붙는 특성인 응집성을 가져야 합니다. 이 특성 덕분에 패턴을 주형에서 꺼낼 때 주형이 부서지지 않고, 용융 금속 흐름 중 주형 벽 표면의 침식도 발생하지 않습니다.
그린 강도는 입자 모양과 크기, 점토의 양과 종류, 수분 함량에 따라 달라집니다.
용융 금속을 주형에 부을 때 주형 내에 존재하거나 생성되는 공기, 가스, 수분이 빠져나가도록 허용하는 주조용 모래의 다공성을 투과성이라고도 합니다. 부어넣기와 응고 과정에서 생성되는 모든 가스는 빠져나가야 하며, 그렇지 않으면 주물이 결함이 생깁니다.
투과성은 입자 크기, 입자 모양, 주조용 모래의 수분과 점토 함량의 함수입니다. 모래의 램밍 정도는 주형의 투과성에 직접적인 영향을 미칩니다. 주형의 투과성은 벤트 로드를 사용한 벤팅으로 더욱 증가시킬 수 있습니다.
내화도는 주조용 모래가 분해되거나 융합되지 않고 고온을 견뎌 건전한 주물을 얻을 수 있게 하는 능력으로 정의됩니다. 주조용 모래의 매우 중요한 특성입니다. 내화도는 제한된 범위에서만 증가시킬 수 있습니다.
내화도가 낮은 주조용 모래는 주물 표면에 달라붙어 매끄러운 주물 표면을 얻을 수 없습니다. 내화도의 정도는 SiO₂(석영) 함량과 입자의 모양 및 입자 크기에 따라 달라집니다.
SiO₂ 함량이 높고 입자 부피 구성이 거칠수록 주조용 모래와 코어 샌드의 내화도가 높아집니다. 내화도는 모래의 융점이 아닌 소결점으로 측정됩니다.
위 요구 사항 외에도 주조용 모래는 주물에 달라붙지 않아야 하고 금속과 화학 반응을 일으키지 않아야 합니다. 주조용 모래는 경제적으로 저렴하고 자연에서 쉽게 구할 수 있어야 합니다. 경제적 이유로 재사용 가능해야 합니다. 열팽창 계수는 충분히 낮아야 합니다.
산업기술
몰딩 샌드란 무엇인가? 주조 공장에서 몰딩(주형 제작)에 사용되는 주요 재료는 모래입니다. 모래는 주조 목적에 필수적인 특성들을 갖추고 있기 때문입니다. 이 글에서는 몰딩 샌드의 정의, 주요 특성, 그리고 종류 및 분류에 대해 상세히 다루겠습니다. 모래의 기원과 공급원 모든 모래는 서리, 바람, 비, 열, 물살 같은 자연적 작용에 의해 암석이 부서져 형성됩니다. 암석의 조성이 복잡하므로, 모래 역시 본래 암석의 대부분의 원소를 포함합니다. 따라서 세계 각지의 몰딩 샌드는 성분이 크게 다릅니다. 오늘날 모래는 과거 강바닥, 강둑,
몰딩 샌드(Molding Sand)란? 몰딩 샌드는 주조용 모래(Foundry Sand)라고도 하며, 습윤·압축 또는 오일링/가열 시 잘 뭉쳐 형상 유지하는 모래. 사형 주조(Sand Casting) 공정에서 금형 캐비티 준비에 사용. 주조 주원료는 몰딩 샌드인데, 다른 재료로 얻기 힘든 주요 특성 제공 때문. 몰딩 샌드는 서리, 바람, 비, 열, 물살 같은 자연력 작용으로 암석 분해되어 생성된 입상 입자. 암석은 복잡한 구성으로 모래에 암석 대부분 원소 포함. 이 이유로 몰딩 샌드는 세계 지역별로 상당히 다름. 자연 상태에서 강바
