영구 금형 주조 vs. 사형 주조: 올바른 금속 주조 기술 선택하기

금속 주조 공정을 논할 때 가장 자주 거론되는 용어는 '사형 주조'와 '영구 금형 주조'입니다. 두 방식 모두 중요한 주조 방법이지만, 적용 분야가 크게 다릅니다. 5분만 투자해 그 차이점을 간단히 알아보겠습니다.

영구 금형 주조란?

영구 금형 주조(금형 주조, 하드 몰드 주조)는 용융 금속을 금속 금형에 부어 주물을 얻는 주조 방법입니다. 금형은 금속으로 제작되어 수백~수천 회 재사용 가능합니다. 다만, 생산 가능한 주물의 무게와 형상에 제약이 있습니다. 예를 들어, 철계 금속은 단순한 형상의 주물만 가능하며, 너무 무거운 주물은 만들 수 없습니다. 또한 주물의 벽 두께에도 한계가 있어, 소형 주물의 경우 얇은 벽 두께를 구현하기 어렵습니다.

사형 주조란?

사형 주조는 모래 금형에서 주물을 생산하는 주조 방법입니다. 강, 철 및 대부분의 비철 합금 주물을 사형 주조로 얻을 수 있습니다. 사형 주조에 사용되는 성형 재료가 저렴하고 구하기 쉬우며, 금형 제작이 간단하고, 단품 생산부터 양산까지 폭넓게 대응할 수 있어 오랫동안 주조 생산의 기본 공정으로 자리 잡았습니다.

영구 금형 주조와 사형 주조의 차이는? 어느 쪽이 더 나은가?

1. 사형 주조와 금형 주조의 장단점

영구 금형 주조의 장점

• 금형으로 생산된 주물은 사형 주물보다 기계적 성질이 우수합니다. 동일 합금 기준으로 인장 강도 평균 25%, 항복 강도 약 20% 향상되며, 내식성과 경도도 크게 개선됩니다.
• 주물의 정밀도와 표면 조도가 사형 주물보다 높고, 품질과 치수가 안정적입니다.
• 공정 수율이 높아 용탕 소비를 줄일 수 있으며, 일반적으로 15~30% 절감 가능합니다.
• 모래를 사용하지 않거나 적게 사용하여 성형 재료를 80~100% 절약할 수 있습니다. 또한 생산 효율이 높고, 주조 결함 원인이 적으며, 공정이 단순하여 기계화·자동화하기 용이합니다.

영구 금형 주조의 단점

• 금형 제작 비용이 높습니다.
• 금형이 기밀성이 있고 양보(수축 허용)가 없어, 세척 불량, 균열, 일광(주물 표면 결함) 등의 결함이 발생하기 쉽습니다.
• 금형 작동 온도, 합금의 주입 온도와 속도, 주물의 금형 내 체류 시간, 사용되는 도료 등에 주물 품질이 매우 민감하게 반응하므로 엄격한 관리가 필요합니다.

따라서 금형 주조 채택 시에는 주물의 형상과 중량이 적절한지, 충분한 생산 물량이 있는지, 납기 내 완료가 가능한지 등을 종합적으로 고려해야 합니다.

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