주조 vs 단조: 핵심 차이점과 용도 비교

주조와 단조의 개념

주조의 개념

주조는 액체 금속을 일정 형상의 주조 캐비티에 붓고, 냉각·응고 후 최종 부품을 얻는 공정입니다.

단조의 개념

단조는 단조 프레스로 금속 블랭크에 압력을 가해 금속을 소성 변형시키고, 최종적으로 일정 크기·형상·기계적 물성을 가진 단조품을 얻는 공정입니다. 단조는 단조와 스탬핑 두 대분류 중 하나입니다.

주조와 단조의 분류

주조 분류

주조는 크게 사형 주조와 특수 주조 두 가지로 나뉩니다.

사형 주조는 모래를 주조 재료로 쓰며, 습식사, 건식사, 화학경화사 등이 있으나 모든 모래가 주조용은 아닙니다.

사형 주조 장점: 주형용 모래 재사용 가능해 저비용.

단점: 주형 제작 시간 오래 걸리고, 주형 자체 재사용 불가, 파괴해 제품 취출.

특수 주조는 주조 재료에 따라 천연 광물사 주조(정밀 주조/인베스트먼트 주조, 쉘 주조, 네거티브 압력 주조, 세라믹 주조 등)와 금속 주조재 주조(다이캐스팅, 압력 주조, 연속 주조, 저압 주조, 원심 주조 등)로 나뉩니다.

다이캐스팅법은 원자재보다 융점 높은 금속으로 주형 제작. 중력 주조, 저압 주조, 고압 주조로 세분. 주형 융점 제한으로 주조 가능 금속에 제약 존재.

로스트 왁스 주조(인베스트먼트 주조)는 정밀 주조법이자 고체 주조법. 주조 대상 왁스 모형 제작 → 세라믹 욕조 침적 건조 → 왁스 모형에 세라믹 외피 형성 → 외피 충분할 때까지 반복 → 주형 내 왁스 용융 제거 → 주형 수회 고온 소성으로 경도 증대 → 주조 사용.

단조는 단조 온도에 따라 열간 단조, 온간 단조, 냉간 단조로 나뉩니다. 강철 재결정 개시 온도 약 727℃, 보통 800℃를 경계로 삼음. 800℃ 이상 열간 단조, 300~800℃ 온간 단조, 상온 냉간 단조.

열간 단조가 대부분 산업에서 사용. 온간/냉간 단조는 소재 절감 효과적.

성형 메커니즘에 따라 단조는 금형 단조, 자유 단조, 링 롤링, 특수 단조로 나뉩니다.

1. 자유 단조 (Free Forging): 자유 단조는 열간 단조로, 단순 범용 공구로 블랭크에 외력 가해 변형시키거나 단조 장비 상·하 앤빌 사이에서 직접 변형시켜 최종 단조품 얻는 가공법. 소량 생산에 주로 사용. 단조 해머, 유압 프레스 등으로 블랭크 가공.

2. 금형 단조 (Die Forging): 금형 단조는 개방형 금형 단조와 폐쇄형 금형 단조로 나뉨. 금속 블랭크를 일정 형상의 금형 구멍에서 압축 변형시켜 단조품 획득. 경량·대량 부품 생산 가능. 금형 단조도 열간/온간/냉간 단조로 세분. 소재별로는 철계 금형 단조, 비철 금형 단조, 분말 제품 성형으로 구분.

3. 링 롤링 (Ring Rolling): 링 롤링은 전용 링 롤링 머신으로 다양한 직경 링 부품 생산, 차륜 등 바퀴 형상 부품 생산에도 사용.

4. 특수 단조 (Special Forging): 경사 쐐기 압연, 롤 단조, 레이디얼 단조, 액체 금형 단조 등 포함. 특수 형상 부품 생산에 적합.

주조와 단조 공정

주조 공정

주조 공정은 3기본 단계로 나뉩니다: 주조 금속 준비, 주형 준비, 주조 가공. 주조 금속은 주조 생산 공정에서 주물용 금속 재료. 주성분 금속 원소에 타 원소(금속/비금속) 첨가한 합금 지칭. 주로 주강, 주철, 비철 합금 주조.

단조 공정

단조 방식별 공정 상이. 그중 열간 금형 단조 공정 흐름이 가장 김. 일반 순서: 단조 블랭크 절단 → 블랭크 가열 → 롤 단조 예비 성형 → 금형 단조 성형 → 트리밍 → 펀칭 → 교정 → 중간 검사(단조품 치수·표면 결함 확인) → 열처리 → 세척 → 교정 → 검사.

요약

주조와 단조 이해로 성형 공정 심층 이해 가능. 고품질 쾌속 시제품 제작 전문 제조사 JTR은 CNC 가공, 다이캐스팅, 사출 성형, 금속 스탬핑 등 서비스 제공, 금형 제조와 양산 서비스 지원 가능.