진공 투자 주조 과정이란 무엇입니까?

진공 인베스트먼트 주조는 미세한 디테일과 뛰어난 표면 마감을 가진 매우 고품질의 금속 부품을 생산합니다. 또한 기존의 매몰 주조보다 복잡하고 정교한 용융 및 주형 충전 장비가 필요합니다. 결과적으로 매우 높은 수준의 구조적 무결성이 필요하고 결함이 고가인 주조 부품에 사용됩니다.

진공을 사용하는 이유

액체 금속은 주형으로 흘러 들어갈 때 "휘젓는" 경향이 있습니다. 이 난류는 산화물과 다공성이라는 두 가지 유형의 결함으로 이어집니다.

산화물은 금속 원자가 산소와 결합할 때 형성됩니다. 이것은 산화물 층을 형성하는 금속 공기에서 발생합니다. 알루미늄과 같은 일부 금속에서 표면 산화는 내부식성 층을 생성하기 때문에 유리합니다. 그런데 캐스팅 중 문제다.

이는 액체 금속이 휘저어지면서 표면에 산화물이 형성되어 주조 부품 본체에 결합되기 때문입니다. 금속이 굳어지면 이러한 불연속성이 약점 영역을 형성합니다.

다공성은 금속 몸체 내부에 기포가 형성되는 것입니다. 산화물과 마찬가지로 이들은 특히 기계가공에 의해 노출될 때 높은 응력 영역에서 강도를 감소시킵니다.

난류, 산화 및 다공성을 최소화하는 한 가지 방법은 금형 바닥에서 천천히 채우는 것입니다. 대부분의 주조 회사는 이를 시도하지만 부품 설계 및 주기 시간 제약으로 인해 가능한 것이 제한되는 경우가 많습니다. 또 다른 방법은 금속이 유입되기 전에 금형에서 공기를 빼내는 것입니다.

진공 투자 주조 공정

인베스트먼트 주조는 2차 가공이 거의 필요 없는 복잡한 금속 부품을 만드는 데 사용됩니다. 몰드는 왁스 패턴을 세라믹 슬러리로 코팅하여 형성됩니다. 슬러리가 단단한 껍질로 건조된 후 왁스를 녹여 금속을 채울 구멍을 남깁니다.

진공 인베스트먼트 주조에서 금형은 동일한 방식으로 만들어지지만 금속으로 채워지기 전에 금형 캐비티에서 공기가 펌핑됩니다. 목적은 액체 금속이 산화되는 것을 방지하는 것이므로 용융 및 붓는 동안 둘 다 진공 상태에서 수행됩니다. 이것은 VIM(진공 유도 용해 기계)에서 발생합니다.

한 VIM 구성에서 기계는 수직으로 배열된 두 개의 챔버로 구성됩니다. 또 다른 VIM 구성에는 효율적인 수평 3챔버 진공 유도 시스템이 포함되어 있습니다. 수직 2 챔버 구성에는 진공 상태인 상부 챔버와 하부 챔버가 있습니다. 세라믹 인베스트먼트 주조 쉘을 하부 챔버에 넣은 다음 낮은 마이크론 수준으로 펌핑합니다. 다음으로, 차단 밸브를 열고 주형을 용융 도가니에 가까운 위치로 들어올려 붓습니다. 금속으로 가득 차면 쉘이 금형 진공 챔버에서 제거됩니다. 응고가 완료되면 세라믹이 부서져 주조 부품이 드러납니다. 수평 3챔버 VIM 시스템에는 챔버 간의 진공 수준 일관성을 허용하는 격리 밸브가 있습니다. 높은 진공 수준과 우수한 주조 품질을 유지하면서 시간당 더 많은 용융물/더 많은 파운드를 제공하는 주조 주기에 통합된 도가니 래밍 및 용융으로 효율성이 증가합니다.

이 프로세스의 변형에서 도가니 챔버는 가압될 수 있습니다. (비활성 가스를 사용하면 산화를 방지할 수 있습니다.) 압력은 금형 충전 속도를 높이고 금형 캐비티의 모든 부분을 채우는 데 도움이 됩니다.

진공 투자 주조의 이점

이 공정의 주요 이점은 주조 부품 내의 산화 및 다공성 결함 및 결함을 거의 완전히 제거한다는 것입니다. (몰드에서 모든 산소 분자를 추출하는 것은 불가능하기 때문에 "근처"만.) 또한 에어 포켓으로 인한 비충전을 방지합니다.

다른 이점은 진공으로 인해 캐비티가 완전히 채워지기 때문에 프로세스가 매우 미세한 피쳐와 매우 얇은 벽 섹션을 형성할 수 있다는 것입니다. 또한 표면 품질이 우수합니다.

진공 주조용 금속

인베스트먼트 주조에 적합한 모든 금속은 진공 상태에서 처리할 수 있습니다. 그러나 이 공정은 니켈, 코발트 기반 초합금 및 티타늄 합금과 함께 가장 자주 사용됩니다. 이러한 금속은 산소에 대한 친화력이 매우 높고 쉽게 산화물을 형성하기 때문입니다. 또한 이러한 금속의 높은 가치와 복잡한 고부가가치 제품에 사용되기 때문에 스크랩을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

진공 투자 주조를 사용해야 합니까?

금속을 붓기 전에 금형 도구에 진공을 가하면 공기가 주물 본체 내부에 결함을 생성하는 것을 방지할 수 있습니다. 매몰 주조와 결합된 이 기술은 고하중 및 고응력 응용 분야에 적합한 고품질 부품을 생산할 수 있습니다. 공정 경제성으로 인해 진공 투자 주조는 니켈, 코발트 기반 초합금 및 티타늄 합금과 같은 고부가가치 금속에 특히 매력적입니다.

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