금속 주조를 위한 올바른 소재 선택: 전문가 가이드

금속 주물은 기계 산업에 블랭크와 예비 부품을 공급하는 주요 공급원입니다. 주물은 기계 제품에서 큰 비중을 차지합니다. 예를 들어 내연기관 핵심 부품(8~9개)이 주물로, 총 중량의 70%~90%를 차지하며, 자동차 주물 품질은 19%를 차지합니다.

주조는 급변하는 세계에서 가장 널리 사용되는 금속 가공 기술입니다. 어떤 산업에 종사하든 금속 주조 지식은 중요합니다.

금속 주조란 무엇인가?

금속 주조는 금속 주조용 금형에 용융 금속을 붓는 것을 말합니다. 금속 액체가 식고 응고되어 블랭크나 부품을 얻는 과정을 금속 주조라고 합니다. 금속 주조의 역사는 매우 길어, 이 금속 주조 공정이 오랜 시간을 거쳐 꽤 완벽하고 성숙해졌음을 의미합니다. 우리 생활의 많은 금속 주조 제품이 이 공정으로 만들어집니다. 자동차 엔진 블록, 가로등 기둥, 풍력 터빈, 자전거 페달 등. 금속 주조 공정에 대해 더 알아보겠습니다.

금속 주조 공정

• 패턴 설계 및 금속 금형 제작

금형의 형태를 결정하기 위해 패턴을 설계해야 합니다. 예를 들어 객체의 3D 프린팅 모델이나 CNC 프로토타입. 왁스, 플라스틱, 모래, 심지어 나무로 만들 수 있는 금형은 금속이 식을 때 발생하는 수축과 정밀한 계산을 기반으로 한 부품 구조의 가공성을 고려합니다. 마지막으로 게이트를 금형의 적절한 위치에 배치하여 용융 금속이 금형에 고르고 원활하게 흐르도록 합니다.

• 금속 소재 선택

주조에 일반적으로 사용되는 주요 합금은 알루미늄과 구리이며, 보석 산업에서 일반적으로 사용되는 귀금속은 금, 은, 구리, 백금입니다. 이 금속들은 기계적으로 금속 주물의 요구사항을 충족할 수 있습니다. 많은 원소의 혼합물이며 강하고 내구성이 있습니다.

• 금속 소재 용해

금속 주조 공정은 해변에서 놀며 해변에 발자국을 남기는 것과 같습니다. 발이 모델이고 발자국이 발의 금형이라고 단순히 이해할 수 있습니다.

모델링 공정은 다단계 공정으로, 이 공정은 금속 주조 모래, 모래, 모델을 샌드박스에 넣고, 샌드박스를 압축하여 모래와 모델이 밀착되게 하며, 목적은 모델 주위의 모래에 주물의 기하학적 형태를 형성하고, 모델을 제거하여 모델의 기하학적 특성을 완벽하게 복사하여 금형을 만드는 것입니다. 재사용 가능한 금형이 필요한 경우 내구성 있고 파괴되지 않는 금속 금형을 만들 수 있습니다.

• 금형에 주입

가열된 용융 금속을 금형에 붓거나 주입합니다. 중력 주조의 경우, 예를 들어 용융 소재가 중력에 의해 금형에 직접 아래로 부어질 수 있습니다; 그러나 고압 다이캐스팅에서는 용융 소재가 고압으로 수동적으로만 금형에 들어갈 수 있으며, 금형을 안전하게 유지하기 위해 큰 체결력이 필요합니다.

• 금형 제거

공정에서 가장 골치 아픈 부분은 온전한 깨끗한 주물에서 모래를 분리하는 것으로, 일반적으로 탈사(샌딩)라고 알려진 공정입니다. 금형이 진동하여 주물에 붙은 금속 모래를 털어냅니다. 털어낸 모래는 수거되어 냉각 후 재활용됩니다. 주조 표면에 너무 많은 모래가 덮여서는 안 되며, 이는 주조 표면 결함을 일으키고 모래의 완전한 활용에 좋지 않습니다.

조건이 좋은 일부 회사에서는 모래 조절기를 사용하여 모래를 제거하고 냉각하며, 증기 증발을 이용해 주물에서 모래 분리를 가속화하기도 합니다. 일부 금속은 응고 후 물에 담금질해야 하는데, 물이 금형 제거를 돕기 때문입니다. 재사용 가능한 금속 금형의 경우 주물이 자동 이젝터 핀으로 뽑히며 주물 뒷면에 일부 이젝터 핀 자국이 남습니다.

• 금속 주조 완료

금속 주조 프로젝트의 마지막 단계는 트리밍과 세척입니다. 드레싱 과정에서 모든 성형 소재가 객체에서 제거되고, 금속 주물은 연마되고 광택이 나며, 예를 들어 물 세척으로 잔여 금형 소재, 주조 게이트 자국, 거친 돌출 가장자리를 제거합니다.

금속 주조의 응용 분야

• 소실 금형 주조
• 발전소 장비

발전소 장비는 구성 요소가 고부하 하에서 장기간 연속 운전해야 하므로 하이테크 제품입니다. 화력 발전소와 원자력 발전소 장비의 많은 부품도 고온 고압 증기 부식을 견뎌야 합니다. 강철 주물은 이러한 요구사항을 최대한 충족할 수 있으며 발전소 장비에 널리 사용됩니다.

• 철도 기관차 및 차량

철도 안전은 최우선이므로 차량의 일부 핵심 부품, 예를 들어 바퀴, 사이드 프레임, 볼스터, 후크 등은 전통적인 강철 주물입니다.

• 건설, 건설 기계 및 기타 차량

많은 건설 기계와 건설 기계 부품은 고부하 하에 있거나 충격 마모를 견뎌야 하며, 그중 많은 부분이 금속 주물입니다. 예를 들어 구동륜의 작동 시스템, 휠 베어링, 로커 암, 세그먼트 등. 일반 자동차에는 강철이 거의 사용되지 않지만 특수 오프로드 차량과 대형 트럭의 작동 부품에도 광범위하게 강철이 사용됩니다.

결론

금속 주조는 제조업에서 광범위한 용도를 가지며, 특히 건설과 운송 분야에서 그렇습니다. 또한 매우 저렴한 방법입니다. 오랜 역사를 가지고 있으며, 역사의 시험을 통해 금속 주조 서비스는 점점 더 다양한 생산 요구사항을 충족할 수 있게 되었습니다.