다이캐스팅 마스터하기: 공정, 소재, 팁 - 내부자 비밀

다이캐스팅은 금속 주조 공정으로, 금형 캐비티를 사용하여 용융 금속에 고압을 가하는 것이 특징입니다. 금형은 일반적으로 더 강한 합금으로 가공됩니다. 이 공정은 사출 성형과 유사합니다. 사람들이 다이캐스팅을 종합적으로 이해할 수 있도록 JTR 회사는 다이캐스팅이 무엇인지, 다이캐스팅 공정은 무엇인지, 다이캐스팅 소재는 무엇인지 등 기타 질문들을 정리하고 요약했습니다. 이를 통해 "다이캐스팅"에 대한 완전한 이해를 돕고자 합니다.

"다이캐스팅"의 정의

다이캐스팅은 복잡한 형태의 금속 금형에 고압으로 용융 금속을 주입하여 제조하는 정밀 주조 기술입니다. 다이캐스팅으로 제작된 주물은 다이캐스팅품이라고 부릅니다.

대부분의 다이캐스팅품은 무철 소재로, 아연, 구리, 알루미늄, 마그네슘, 납, 주석, 납-주석 합금 및 이들의 합금 등이 있습니다. 다이캐스팅 유형에 따라 냉간 챔버 다이캐스팅 기계 또는 온간 챔버 다이캐스팅 기계가 필요합니다.

이 소재들의 인장 강도는 일반 주조 합금의 거의 2배에 달하며, 더 높은 강도와 내충격성 소재로 제작이 기대되는 알루미늄 합금 자동차 휠, 프레임 및 기타 부품에 더 긍정적인 의미를 가집니다.

다이캐스팅 공정

전형적인 다이캐스팅 공정은 주로 4단계로 구성되거나 고압 다이캐스팅입니다. 이 4단계는 금형 준비, 소재 충전, 주입, 탈모(셰이크아웃)로, 다양한 맞춤형 다이캐스팅 공정의 기초가 됩니다.

준비 과정에서 윤활제가 금형 캐비티에 분사됩니다. 금형 온도 관리를 돕는 것 외에도 윤활제는 주물 탈형을 돕습니다. 그런 다음 금형을 닫고 용융 금속을 약 10~175 MPa의 고압으로 금형에 주입합니다.

용융 금속이 채워진 후 주물이 응고될 때까지 압력을 유지합니다. 프레스 로드가 모든 주물을 밀어내며, 금형에 여러 캐비티가 있을 수 있으므로 주조당 여러 주물이 나올 수 있습니다.

탈모 공정은 금형 개구부, 러너, 게이트, 플래시 등 잔류물의 분리가 필요합니다. 이 공정은 보통 특수 트림 다이를 통해 주물을 짜내는 방식으로 수행됩니다. 기타 탈모 방법에는 톱질과 샌딩이 있습니다. 게이트가 부서지기 쉬운 경우 주물을 직접 두드려 인력을 절약할 수 있습니다. 과잉 주조 다이는 용해 후 재사용할 수 있습니다.

고압 주입으로 금형이 매우 빠르게 채워져 용융 금속이 어느 부분도 응고되기 전에 전체 금형을 채울 수 있습니다. 이렇게 하면 채우기 어려운 얇은 벽 부품도 충분히 채울 수 있고 다이캐스트 부품의 표면 불연속을 방지할 수 있습니다.

하지만 이는 또한 공기 포집을 유발합니다. 금형이 빠르게 채워질 때 공기가 빠져나오기 어렵기 때문입니다. 파팅 라인에 벤트를 설치하면 이 문제를 줄일 수 있지만, 매우 정밀한 공정에서도 주물 중심에 기공이 남을 수 있습니다. 대부분의 부품이 다이캐스팅된 후 표면 마감 서비스로 가공하여 드릴링, 연마 등 주조로 완료할 수 없는 구조를 완성할 수 있습니다.

탈모 완료 후 결함을 검사할 수 있습니다. 가장 흔한 결함에는 정체(용액의 불충분한 충전)가 있습니다. 이러한 결함은 부적절한 금형 또는 용융 금속 온도, 금속 오염, 너무 적은 벤트, 과도한 윤활제 등으로 인해 발생할 수 있습니다. 기타 문제로는 기공, 수축, 열간 균열, 흐름 자국 등이 있습니다. 흐름 자국은 게이트 결함, 날카로운 모서리, 과도한 윤활제로 인해 주물 표면에 남는 자국입니다.

다이캐스팅용 금속

다이캐스팅에 사용되는 금속은 주로 아연, 구리, 알루미늄, 마그네슘, 납, 주석, 납-주석 합금이 포함되며, 드물지만 다이캐스팅이 가능합니다. 더 특수한 다이캐스팅 금속으로는 ZAMAK, 알루미늄-아연 합금, 미국 알루미늄 협회 표준인 AA380, AA384, AA386, AA390, AZ91D 마그네슘 등이 있습니다. 다양한 금속의 다이캐스팅 특성은 다음과 같습니다:

• 아연: 다이캐스팅하기 가장 쉬운 금속, 소형 부품 제작에 비용 효율적, 도금 용이, 높은 압축 강도, 가소성, 긴 수명
• 알루미늄: 경량, 복잡하고 얇은 벽 주조 시 높은 치수 안정성, 강한 내식성, 우수한 기계적 특성, 높은 열전도율 및 전기전도율, 고온에서 높은 강도
• 마그네슘: 가공 용이, 높은 강도-중량 비율, 일반적으로 사용되는 다이캐스팅 금속 중 가장 가벼움
• 구리: 높은 경도, 강한 내식성, 일반적으로 사용되는 다이캐스팅 금속 중 최고의 기계적 특성, 내마모성, 강철에 가까운 강도
• 납과 주석: 높은 밀도와 극도로 높은 치수 정밀도로 특수 내식 부품에 사용 가능. 공중 보건상의 이유로 이 합금은 식품 가공 및 보관 장비에 사용할 수 없음. 납, 주석, 안티모니 합금(때때로 약간의 구리 포함)은 활자 인쇄와 금박 인쇄용 활자를 만드는 데 사용될 수 있음

금속	최소 단면적	최소 드래프트 각도
알루미늄 합금	0.89 mm (0.035 in)	1:100 (0.6°)
황동 및 청동	1.27 mm (0.050 in)	1:80 (0.7°)
마그네슘 합금	1.27 mm (0.050 in)	1:100 (0.6°)
아연 합금	0.63 mm (0.025 in)	1:200 (0.3°)

알루미늄, 구리, 마그네슘, 아연으로 다이캐스팅할 때 상한 중량 제한은 각각 70 lbs (32 kg), 10 lbs (4.5 kg), 44 lbs (20 kg), 75 lbs (34 kg)입니다.

다이캐스팅의 장단점

다이캐스팅의 장점

다이캐스팅의 장점은 주물이 우수한 치수 정밀도를 가질 수 있다는 것입니다. 이는 일반적으로 주조 소재에 따라 달라집니다. 다른 주조 공정과 비교할 때 다이캐스팅은 약 1~2.5 마이크론의 필렛 반경으로 매끄러운 표면을 가진 부품을 생산합니다. 다이캐스팅은 약 0.75mm의 벽 두께를 가진 부품을 생산할 수 있으며, 이는 플라스크 또는 영구 금형 주조와 비교됩니다. 와이어 재킷, 발열체, 고강도 베어링 표면 등 내부 구조를 가진 부품을 직접 주조할 수 있습니다. 기타 이점으로는 부품의 2차 가공 감소 또는 회피, 주물의 생산 속도, 주물의 인장 강도(최대 415 MPa), 고유동성 금속 주조 능력 등이 있습니다.

다이캐스팅의 단점

다이캐스팅의 가장 큰 단점은 높은 비용입니다. 다이캐스팅 장비(다이캐스팅 기계)와 금형 및 금형 관련 부품의 가격이 다른 주조 방법에 비해 상대적으로 높습니다. 따라서 다이캐스팅 제조는 부품을 대량 생산할 때만 높은 경제적 가치를 가집니다.

기타 단점으로는: 다이캐스팅 공정은 상대적으로 유동성이 좋은 금속에만 적합하며, 주조 중량은 30g~10kg 사이여야 합니다. 일반적인 다이캐스팅에서 마지막 배치의 주물에는 항상 기공이 존재합니다. 따라서 열처리나 용접을 수행할 수 없는데, 틈새의 가스가 열 작용으로 팽창하여 내부 미세 결함과 표면 박리를 일으키기 때문입니다.

온간 챔버 다이캐스팅과 냉간 챔버 다이캐스팅

다이캐스팅에서 부품을 만드는 두 가지 다른 방식이 있습니다: 온간 챔버 다이캐스팅과 냉간 챔버 다이캐스팅. 두 제조 공정 모두 주조 공정 전에 금형에 탈형제를 분사하여 이후 주조 부품이 금형에서 쉽게 제거될 수 있도록 합니다. 그러나 용융 금속이 직접 금형 캐비티에 부어지는 것이 아니라 먼저 다이캐스팅 기계의 주조 캐비티에 부어집니다. 그곳에서 피스톤(소위 주조 그룹)을 통해 하나 이상의 채널로 합금이 금형에 압입됩니다. 두 공정의 차이는 아래에 설명된 주조 챔버의 구조에 있습니다.

온간 챔버 다이캐스팅

온간 챔버 다이캐스팅에서 금속 풀은 액체, 반액체 상태의 용융 금속으로 압력 하에 금형을 채웁니다. 이 시스템의 장점으로는 높은 사이클 속도(분당 약 15 사이클), 자동화 용이, 금속 용해 용이 등이 있습니다. 단점으로는 더 높은 녹는점의 금속을 다이캐스팅할 수 없고, 용융 풀에서 철을 가져가기 때문에 알루미늄을 다이캐스팅할 수 없다는 점입니다. 따라서 온간 챔버 다이캐스팅 기계는 일반적으로 아연, 주석, 납 합금에 사용됩니다. 또한 온간 챔버 다이캐스팅은 대형 주물 다이캐스팅에 사용하기 어려우며, 보통 소형 주물 다이캐스팅에 사용됩니다.

냉간 챔버 다이캐스팅

냉간 챔버 다이캐스팅은 온간 챔버 다이캐스팅 공정에서 사용할 수 없는 금속을 다이캐스팅할 때 사용할 수 있으며, 알루미늄, 마그네슘, 구리, 알루미늄 함량이 높은 아연 합금이 포함됩니다. 이 공정에서는 금속을 별도의 도가니에서 먼저 녹여야 합니다. 일정량의 용융 금속이 가열되지 않은 주입 챔버 또는 노즐로 이송됩니다. 이 금속들은 유압 또는 기계적 압력으로 금형에 주입됩니다.

이 공정의 가장 큰 단점은 용융 금속을 냉간 챔버로 이송해야 하므로 사이클 시간이 길다는 것입니다. 냉간 챔버 다이캐스팅 기계는 수직형과 수평형으로도 나뉩니다. 수직 다이캐스팅 기계는 보통 소형 기계이며, 수평 다이캐스팅 기계는 다양한 모델이 있습니다.

다이캐스팅 적용 분야

다이캐스팅은 주로 대량 생산, 즉 동일한 유형의 많은 부품을 주조하는 데 사용됩니다. 제조 공정에서 높은 압력이 사용됨에도 불구하고 높은 주조 품질이 달성됩니다. 다이캐스팅 공정은 매우 얇은(최대 1mm) 경량 부품을 생산하는 데 특히 적합합니다.

가장 일반적으로 자동차 산업을 위해 휠, 실린더 블록, 실린더 헤드, 밸브 바디, 매니폴드 같은 다이캐스트 부품이 제조됩니다. 또한 다른 산업에서도 다이캐스팅을 사용합니다:

• 항공우주
• 가전제품
• 가구
• 전동 공구
• 전자 제품
• 기계
• 조명 기술

미래에는 주조소가 전기차 같은 다른 산업에 관심을 가질 것입니다. 이는 경금속 주조에 큰 잠재력을 제공합니다.

신뢰할 수 있는 다이캐스팅 회사 선택

다이캐스팅은 19세기부터 제조업에서 널리 사용되어 왔습니다. 중국의 톱 다이캐스팅 서비스 제공업체인 JTR은 수년간 고객에게 완전한 다이캐스팅 솔루션을 제공해 왔습니다. 고품질 다이캐스팅 서비스는 우리의 수익성 열쇠입니다. 따라서 귀하의 설계를 구현해야 한다면 저희에게 연락하십시오. 설계나 아이디어만 완성하시면 나머지는 저희가 처리하겠습니다.