다이캐스팅 부품:알루미늄 다이캐스팅 작동 원리

최신 업데이트 날짜:2022년 4월 28일 

금속을 주조하기 위해 수세기 동안 많은 방법이 사용되었습니다. 이러한 방법 중 일부는 5000년 이상 거슬러 올라갑니다. 가장 현대적이고 효과적인 방법 중 하나는 다이캐스팅입니다.

다이캐스팅은 용융된 금속을 금형 캐비티에 부어 응고시켜 금형의 모양을 만드는 금속 주조 방법입니다. 이 금속 성형 기술을 사용하면 내부 공동이나 속이 빈 단면이 있는 복잡한 모양의 경우에도 부품 크기와 모양을 다양하게 만들 수 있습니다.

주조는 금속에만 국한되지 않고 유리, 세라믹 및 플라스틱과 같은 비금속 재료에도 사용할 수 있습니다. 대부분의 금속 다이캐스트는 아연, 알루미늄, 구리, 마그네슘 및 납과 같은 비철금속을 사용하여 만들어집니다. 이 기사에서는 원하는 알루미늄 부품을 생산하는 데 가장 적합한 재료를 선택하는 데 도움이 되는 알루미늄 다이캐스팅의 세부 사항과 장점에 대해 설명합니다.

알루미늄 다이캐스팅은 항공우주 및 항공기 부품, 전자 부품 및 차량 부품 등을 만드는 모든 주요 산업에서 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 알루미늄 다이캐스팅의 작동 원리에 대해 자세히 알아보겠습니다.

알루미늄 다이캐스팅이란 무엇입니까?

알루미늄 다이 캐스팅은 질감이 좋거나 매끄럽고 표면 마감이 좋고 치수 안정성이 높은 알루미늄 부품을 만드는 방법입니다. 금속 주조에 알루미늄을 사용하는 이유는 다음과 같습니다.

• 복잡한 모양과 얇은 벽에 가볍고 매우 안정적입니다.

• 열 및 전기 전도성이 높습니다.

• 내식성이 좋습니다.

• 매우 높은 온도에서도 강도를 유지합니다.

다이 캐스팅 장비 및 기계의 두 가지 기본 유형 중; 핫 챔버 다이 캐스팅 기계 및 콜드 챔버 다이 캐스팅 기계, 알루미늄 주물은 콜드 챔버 기계에서 처리됩니다. 알루미늄 합금은 매우 높은 온도에서도 강도를 유지하기 때문에 높은 압력이 필요합니다.

따라서 주물은 별도의 용광로에서 용융되어 저온 챔버 기계에 공급됩니다. 그런 다음 기계는 가압 플런저를 사용하여 용융 금속을 금형에 밀어 넣습니다.

알루미늄 다이 캐스팅은 어떻게 작동합니까?

일반적인 다이캐스팅 공정과 마찬가지로 알루미늄 다이캐스팅에는 액체 알루미늄을 다이라고 하는 몰드에 붓고 원하는 모양으로 응고시키는 작업도 포함됩니다. 다이 캐스팅 다이는 캐스팅을 제거할 수 있도록 적어도 두 개의 절반으로 만들어집니다. 다이의 모양은 주조의 매우 복잡한 모양과 복잡한 특징에 영향을 줍니다. 이것은 거의 모든 주조 기술의 핵심입니다.

알루미늄 다이캐스팅 공정은 다음 9단계로 나눌 수 있습니다.

1. 알루미늄 합금의 잉곳은 녹을 때까지 고온에 노출됩니다.

2. 두 개의 다이 반쪽을 함께 조이기 전에 청소하고 윤활합니다.

3. 원하는 모양으로 가공된 두 개의 강철 다이를 사용하여 주조용 금형을 준비하고 다이캐스팅 프레스로 함께 고정합니다.

4. 그런 다음 용융 알루미늄을 고압으로 캐비티에 주입하여 응고시킵니다.

5. 사출 전에 용융 금속을 챔버로 옮기는 과정은 콜드 챔버 또는 핫 챔버 다이캐스팅 머신을 사용하는지 여부에 따라 다릅니다.

6. 콜드 챔버 다이캐스팅 기계는 알루미늄, 마그네슘 등과 같이 융점이 높은 합금을 주조하는 데 사용됩니다. 따라서 알루미늄 다이캐스팅은 용융 금속을 주조하는 대신 주물에 담그는 콜드 챔버 기계를 사용하여 수행됩니다. 유압 실린더에 의해 펌핑;

7. 열간 주조물을 냉각 및 응고시킨다. 용융 금속은 다이 캐비티를 채워 다이 설계의 원하는 모양을 취합니다.

8. 두 개의 다이 반쪽이 분리되고 주조물이 배출됩니다.

9. 마지막으로 알루미늄 주물에 부착된 과잉 재료는 톱질, 절단 등과 같은 2차 작업을 통해 트리밍됩니다.

알루미늄 주조는 가장 빠르고 정확한 고압 다이캐스팅 공정 중 하나입니다. 회수된 알루미늄 다이는 질감이 좋고 경도가 높고 내식성이 좋으며 최소한의 표면 마감이 필요합니다. 스틸 다이는 샌드 캐스트 몰드와 달리 재사용이 가능하므로 알루미늄 다이캐스팅은 알루미늄 부품의 대량 생산에 가장 적합한 방법입니다.

다이캐스팅 부품용 알루미늄 합금 소재

알루미늄 다이캐스팅에 가장 일반적으로 사용되는 합금은 A360, A380, A383 및 A413입니다. 각각 고유한 장점이 있으므로 합금 선택은 설계 요구 사항에 따라 다릅니다. 이 합금의 일부 특성은 아래 차트에 요약되어 있습니다.

알루미늄 다이캐스팅 소재	A360	A380	A383	A413
경도	75	80	75	80
연신율(2인치에서 %)	2.5	3.5	3.5	2.5
전단 강도	28	28	–	25
인장 항복 강도(ksi)	25	23	22	21
극한 인장 강도(ksi)	44	46	45	43
열전도율	65	56	56	70
전기 전도도(% Cu)	30	27	23	31
밀도(lbs/in3)	0.095	0.099	0.099	0.096

알루미늄 다이캐스팅은 후가공이 필요합니까?

틀이 금형에서 제거되면 , 부품의 미학과 기능적 특성을 향상시키기 위해 여전히 마무리 작업이 필요합니다. 이러한 마무리 작업은 구성 요소에 광택을 더하고, 높은 내부식성을 유발하고, 마모에 대한 내성을 추가하거나 환경 노출로부터 보호할 수 있습니다.

그러나 알루미늄 다이는 이미 주조 표준에 따라 매우 우수한 표면 조도를 가지고 있기 때문에 최소한의 마무리가 필요하거나 전혀 마무리가 필요하지 않습니다. 표면의 사소한 결함은 표면을 매끄럽게 하기 위해 모래와 같은 연마재를 사용하는 샌딩으로 쉽게 해결할 수 있습니다.

금속 부분에 쇼트 피닝 및 분체 도장과 같은 기타 마무리 공정을 수행하여 내마모성을 향상시키고 각각 보호 코팅을 추가할 수 있습니다.

알루미늄 다이캐스팅 부품의 장점

알루미늄 주조는 전 세계적으로 가장 선호되는 주조 공정 중 하나입니다. 다른 공정에 대한 가장 경제적인 대안입니다. 알루미늄 다이캐스팅 부품이 뛰어난 몇 가지 주요 이유는 다음과 같습니다.

-알루미늄은 경량 합금이므로 강도를 손상시키지 않으면서 경량 부품을 만들 수 있습니다.

- 얇은 벽의 단순 또는 복잡한 형상의 부품을 정밀하게 생산할 수 있는 다용도

-알루미늄 주조 부품은 요구 사항에 따라 질감이 좋거나 부드럽습니다.

-공정이 매우 빠르기 때문에 적은 시간과 비용으로 수만 개의 부품을 생산할 수 있습니다.

-이러한 대량 생산은 다른 다이캐스팅 공정에 비해 매우 비용 효율적입니다.

- 부품은 내식성이 뛰어나고 열과 전기의 우수한 전도체

알루미늄 다이캐스팅 VS 샌드캐스팅 VS 진공 다이캐스팅

사용할 주조 방법을 결정하는 것은 특정 부품에 필요한 설계 특성에 따라 다릅니다. 알루미늄 다이캐스팅, 샌드캐스팅 및 진공 다이캐스팅과 같은 고유한 사출 시스템 이점이 있는 다양한 유형의 주조 방법이 있습니다.

알루미늄 다이캐스팅

알루미늄 다이캐스팅은 고압에서 금형 캐비티에 알루미늄을 고속 사출하는 것을 포함합니다. 전체 프로세스가 매우 효율적이고 빠르므로 대량 생산에 이상적입니다. 주물은 표면 조도가 좋으며 최소한의 마무리가 필요합니다. 알루미늄은 가벼우므로 강도를 저하시키지 않으면서 벽이 얇은 부품을 만드는 데 널리 선호됩니다.

알루미늄은 융점이 높기 때문에 콜드 챔버 다이캐스팅 기계에서 가공됩니다. 그러나 고압 주입으로 인해 주조물이 기공을 일으키는 가스가 갇힐 수 있습니다.

모래 주조

모래 주조는 압력을 가하지 않고 용융 금속을 모래 주형에 붓는 것을 포함합니다. 자동차 엔진 블록, 크랭크 샤프트 및 실린더 헤드와 같은 블랭크 또는 복잡한 부품을 만드는 데 가장 오래되고 가장 일반적으로 사용되는 저비용 주조 방법입니다. 주조 부품을 추출하기 위해 샌드 몰드를 블라스팅하기 때문에 공정이 매우 느리고 대량 생산에 적합하지 않습니다.

진공 다이 캐스팅

진공 다이캐스팅은 진공을 사용하여 액체를 주형으로 끌어들이는 고급 주조 방법입니다. 이를 통해 캐비티에 공기가 갇히는 것을 방지하고 부품 표면에 다공성을 유발하는 용해된 가스를 제거할 수 있습니다.

진공 다이캐스팅을 사용하면 얇은 단면을 우수한 표면 마감으로 주조할 수 있으므로 주조물의 기계적 특성이 향상되고 마무리를 위한 추가 가공의 필요성이 줄어듭니다. 그러나 금형의 밀봉 구조가 복잡하고 전체 공정의 비용이 많이 든다.

다이캐스팅 알루미늄 부품을 위한 설계 팁

알루미늄 다이캐스팅 부품의 최상의 결과를 얻으려면 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다.

재료 선택

위에서 논의한 바와 같이 상업적으로 이용 가능한 알루미늄의 다양한 합금이 있습니다. 설계 요구 사항에 따라 경도, 강도, 전도성, 융점, 유동성 및 압력 기밀성 등과 같은 특성을 고려하면서 합금 중에서 선택할 수 있습니다. 원하는 특성을 달성하려면 재료 선택에 매우 주의해야 합니다. 금속 부품에 있습니다.

가공 허용량

주물이 특성을 유지하고 밀도가 균일하도록 하려면 적절한 가공 여유를 유지해야 합니다. 가공 여유는 완성된 주물 부품에서 제거 가능한 스톡입니다. 공차가 너무 작으면 금속 부품 표면에 결함이 발생하고 공차가 너무 크면 공정 리드 타임이 늘어납니다. 따라서 최적의 결과를 얻으려면 균형 잡힌 허용량이 중요합니다.

설계 중 수축

수축은 모든 제조 공정에서 중요한 설계 고려 사항입니다. 금속을 포함한 모든 재료는 조리 또는 응고 중에 수축됩니다. 두꺼운 부분은 얇은 부분보다 더 많이 수축하는 경향이 있으므로 다공성 및 고르지 않은 표면을 피하기 위해 더 얇은 부분을 디자인의 일부로 만드는 것을 고려할 수 있습니다.

벽 두께

알루미늄 주조 부품의 균일한 두께를 얻는 것은 매우 까다롭습니다. 벽이 얇은 주물은 재료 비용이 낮고 부품을 가볍게 만들기 때문에 수요가 많습니다. 그러나 얇은 부품의 두께 균일성이 약간 불균형하면 부품의 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.

부품 강도

이전에 논의한 바와 같이, 다양한 알루미늄 합금은 강도의 뚜렷한 스펙트럼에 있습니다. 따라서 필요한 부품 강도에 따라 합금을 신중하게 선택해야 합니다. 부품 강도에 영향을 미치는 또 다른 요소는 다이캐스팅 기술입니다. 일반적으로 진공 다이캐스팅은 부품 강도를 개선하고 표면 다공성을 최소화하는 탁월한 옵션입니다.

조립 과정

캐스트 디자인의 단점을 피하기 위해 부품 조립을 올바르게 계획하는 것이 중요합니다. 단순한 디자인의 조립은 복잡한 디자인과 다르기 때문에 필요한 조립 과정을 정확히 파악하고 계획하면 더 좋습니다.

디자인 외관

주조 부품의 외관 요구 사항에 따라 부품의 미학이 중요하다면 전기 도금, 쇼트 피닝 또는 샌드 블라스팅과 같은 마무리 공정을 수행할 수 있습니다. 이러한 기술은 내구성과 특성을 손상시키지 않으면서 구성 요소의 모양을 향상시킵니다.

결론

알루미늄 다이캐스팅은 복잡한 부품의 대량 생산을 위한 매우 실현 가능하고 비용 효율적이며 정밀한 주조 방법입니다. 재료의 선택과 주조 방법은 원하는 설계 특성에 따라 다릅니다. 따라서 최적의 결과를 얻으려면 모든 측면을 고려하고 효과적으로 계획해야 합니다.

WayKen은 알루미늄 다이캐스팅 문제를 해결하기 위해 각 고객에게 다이캐스팅 서비스를 제공합니다. 금속 부품(예:알루미늄 부품) 또는 제품 프로젝트가 있는 경우 경험이 풍부한 팀에 언제든지 문의하십시오.

FAQ

다음은 알루미늄 다이캐스팅과 관련하여 가장 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다.

1. 알루미늄은 다이캐스팅에 좋은가요?

예, 알루미늄은 전기 및 열 전도성이 높고 부식에 강합니다. 밀도가 낮고 기계적 및 열적 특성이 우수하여 다이캐스팅에 적합한 합금입니다.

2. 다이캐스트 알루미늄은 얼마나 강합니까?

다이캐스트 알루미늄은 강철 캐스트만큼 강하지는 않지만 샌드 캐스트 및 마그네슘 또는 아연 캐스트에 비해 매우 강하고 내구성이 있습니다.

3. 강철을 다이캐스트할 수 있나요?

예. 그러나 철금속이며 철을 함유하고 있어 부식에 강하지 않아 바람직하지 않다.