모래 주조 연성 철 – 공정 능력 및 한계

탄소강은 녹는점이 높기 때문에 주조하기가 쉽지 않습니다. 연성 주철이 대안입니다. 그것의 낮은 융점은 모래 주조 부품의 강철과 유사한 야금학적 특성을 달성하는 방법을 제공합니다. 강철에서 연성 주철로 전환하는 것은 가공 요구 사항과 부품 비용을 줄이는 방법입니다.

다음은 연성 주철에 대한 소개와 모래 주조와 관련된 설명입니다.

두 가지 유형의 주철

주조공은 수세기 동안 회주철을 만들고 작업해 왔습니다. 용융 및 주조가 용이하고 가공성이 우수하나 인장강도 및 연성이 낮은 단점이 있다.

낮은 강도는 금속 매트릭스 전체에 분포된 흑연 조각으로 인해 발생합니다. 이는 약점으로 이어지는 균열 시작 지점을 제공합니다.

20세기 중반에 개발된 구상흑연주철은 이 문제를 극복합니다. 탄소가 풍부한 고품질 선철에 엄선된 소량의 원소를 추가하면 플레이크 대신 페라이트와 펄라이트(Fe3C) 매트릭스에 작은 흑연 구체가 생성됩니다. 이러한 이유로 회전타원체 또는 구상흑연주철이라고도 합니다.

연성 주철은 강철보다 밀도가 약간 낮기 때문에(0.256lb/in3/7.1g/cm3 대 0.284lb/in3/7.8g/cm3) 더 가볍지만 인장 강도는 매우 유사합니다. 적당히 좋은 연성, 좋은 내마모성을 가지며 충격 하중을 흡수할 수 있습니다.

모래 주조 공정

모래 주조는 주조되는 부품을 복제하는 패턴으로 시작됩니다. 이것은 모래로 포장된 상자에 넣습니다. 그런 다음 패턴을 꺼내 금속으로 채워질 구멍을 남깁니다.

기술적으로 "플라스크"라고 하는 상자는 두 개의 반쪽, 즉 위쪽 "코프"와 아래쪽 "끌기"로 구성됩니다. 금속이 유입되는 상부에 통로가 형성되고, 공동이 채워지면 초과 금속이 상승합니다. 이들은 주자와 라이저입니다.

금속이 굳으면 모래를 털어내고 주물을 보내 기계로 가공하기 전에 러너와 라이저를 제거합니다.

연성 철 및 모래

모래는 주조 과정에서 중요한 역할을 합니다. 약간 투과성이 있어 외부에서 내부로 응고되는 액체 금속을 냉각하는 동시에 가스가 빠져나갈 수 있습니다. 일관된 금속 수축과 부품 품질을 보장하려면 패킹 밀도와 모래 조성을 주의 깊게 관리해야 합니다.

연성 철은 일반적으로 약 5%의 석탄 먼지를 함유한 녹색 모래에 주조됩니다. 이 문맥에서 "녹색"은 색상이 아니라 수분 함량을 나타냅니다. "녹색" 모래는 건조 과정을 거치지 않은 모래입니다.

주물용 생사에는 모래 그 자체 외에도 일정 비율의 벤토나이트 점토가 포함되어 있습니다. 이것은 결합제 역할을 하고 채워진 모래를 플라스크에 함께 고정시킵니다.

때때로 "해탄"이라고 불리는 석탄 먼지는 연성 철을 주조하는 모래의 중요한 구성 요소입니다. 그 역할은 뜨거운 철이 모래와 접촉할 때 방출되는 산소를 흡수하는 환원 대기를 생성하는 것입니다. 팽창 속도를 늦추고 타지 않는 모래로 더 부드럽고 깨끗한 주조 표면을 만듭니다. 석탄 먼지가 포함된 주물은 회색 또는 거의 검은색 외관으로 쉽게 식별됩니다.

주철 접종

두 가지 가공 단계는 강철과 경쟁할 수 있는 주철 부품을 만드는 데 중요합니다. 접종과 마그네슘 치료입니다. 최고 품질의 연성 주철의 경우 붓기 직전에 수행됩니다.

접종은 탄소가 흑연 플레이크로 침전되는 경향을 해결합니다. 여기에는 탄소가 핵 생성 또는 결정화되는 지점을 제공하는 특별히 선택된 합금을 소량 추가해야 합니다. 이것은 강도와 ​​연성에 해로운 플레이크의 형성을 방지합니다.

비슷한 방식으로 마그네슘은 철의 황을 "제거"하기 위해 추가됩니다. 접종과 마찬가지로 이렇게 하면 생성된 금속의 기계적 특성이 향상됩니다.

기능 및 제한 사항

연성 모래 주조는 강철과 경쟁할 수 있는 주철 부품 생산에 이상적입니다. 고품질 부품을 생성하려면 수축 허용량과 구배 각도가 필요하며 구멍 및 장착 표면과 같은 정밀 기능을 추가하려면 거의 항상 2차 가공이 필요합니다. 또한 얇은 섹션은 비실용적입니다. 그러나 석탄 가루를 사용하면 좋은 표면 마감을 얻을 수 있습니다.

모래 주조는 주조할 수 있는 부품의 크기에 거의 제한이 없습니다. 1파운드(0.5kg) 미만의 작은 부품과 수백 파운드의 무게가 피트로 측정된 부품을 주조합니다.