주조 결함의 종류, 원인 및 검증된 해결책 완벽 가이드

주조 결함의 종류

이 글에서는 주조 결함의 종류, 원인, 해결책에 대해 알아보겠습니다. 결함은 모든 공학적 공정에서 흔한 현상입니다. 어떤 공정이든 한계가 있어 결함을 유발합니다. 적절한 설계와 몰딩으로 결함 없는 주조품을 얻을 수 있지만, 제어 한계와 인적 개입으로 인해 결함이 일반적으로 발생합니다. 작업에 적절한 주의를 기울이면 주조 결함을 최소화할 수 있습니다. 일반적으로 적절한 주조 제품도 약간의 결함을 가지므로, 주조 업계에서는 이러한 결함을 최소화하기 위한 연구가 진행 중입니다. 이러한 주조 결함은 초음파 검사, 방사선 검사, 자분 탐상 검사, 침투 탐상 검사 등 비파괴 검사 방법으로 찾아낼 수 있습니다. 오늘은 몇 가지 일반적인 주조 결함과 그 원인, 해결책을 짚어보겠습니다.

주조 결함을 유발하는 기본 조건 또는 유리한 조건은 다음과 같습니다.

1. 패턴 설계 결함
2. 금속 용해 불량
3. 몰드 결함
4. 몰딩 재료 결함
5. 몰드 냉각 불량
6. 게이팅 시스템 결함
7. 몰드 내 벤팅 불량

1. 블로우 홀 (Blow Hole)

주조품 표면 또는 내부에서 발생하는 가스 구멍 또는 가스 공동입니다. 환기 불량으로 가스가 주조품 내부로 유입되어 발생합니다. 주로 표면에서 발생하여 원형 또는 타원형의 가스 구멍을 만듭니다. 가공 후 표면에서 발견됩니다. 원인: 부적절한 벤팅 시스템, 과도한 가스 또는 수분 함유, 모래의 낮은 투과성과 높은 온도, 금속의 낮은 주입 온도 등.

2. 스카 (Scar)

주로 평평한 표면에서 발생하며 부적절한 벤팅 또는 모래 투과성 때문입니다. 블로우 홀이 얇은 금속 층으로 덮여 있는 형태입니다.

3. 스캡 (Scab)

슬래그 개재물 또는 모래 개재물로도 알려져 있습니다. 주조품 내부에 슬래그처럼 보이며 일반적으로 단일 지점에서 발생하지 않아 해결이 매우 어렵습니다. 결함 있는 몰드 또는 코어, 몰딩 재료/모래의 낮은 결합 강도, 모래의 낮은 투과성 등이 원인입니다.

4. 침투 (Penetration)

용융 금속의 유동성이 높을 때 발생합니다. 몰드가 다공성이어서 용융 금속을 견딜 만큼 충분히 강하지 않으면 이 결함이 발생합니다. 액체 금속이 몰드를 관통하여 모래와 섞입니다. 고르지 못한 주조 표면을 만듭니다.

5. 콜드 셧 (Cold Shut)

가장 기본적인 결함으로 흔히 발생합니다. 용융 금속이 두 개의 다른 경로로 흐를 때 발생합니다. 두 용융 금속 흐름이 접촉하여 완전히 섞이기 전에 응고되면 그 사이에 기포가 형성되는데, 이 현상을 콜드 셧이라고 합니다. 콜드 랩(cold lap)이라고도 합니다.

6. 미스매치 (Mismatch)

코프(cope)와 드래그(drag)의 미스매치로 인한 결함입니다. 시프트(shift)라고도 합니다. 코프가 드래그에 대해 이동하면 몰드 시프트, 드래그가 이동하면 코프 시프트라고 합니다. 용융 금속의 부력, 느슨한 박스 핀 등이 원인입니다.

7. 미스런 (Misruns)

주조 재료가 몰드가 제대로 채워지기 전에 응고되어 불완전한 공동 충전이 발생하는 현상입니다. 벽 두께가 너무 얇음, 부적절한 게이팅 시스템, 느린 주입, 손상된 패턴, 용융 금속의 낮은 유동성 등이 원인입니다.

8. 핫 티어 (Hot Tear)

주조품이 조각으로 분리되지 않았기 때문에 일반적으로 보이지 않는 균열입니다. 고르지 못한 냉각과 칠(chill)의 부적절한 위치로 인해 발생합니다. 주로 단면이 급격히 변하는 부분에서 발생합니다. 주조품 응고 시 고체 부분이 인장력을 견딜 충분한 강도가 없을 때 발생합니다.

9. 수축 (Shrinkage)

응고 시 부피 수축으로 인해 일반적으로 발생합니다. 액체 금속이 부피 수축을 보상하기에 충분하지 않을 때 발생합니다. 라이저 크기 부족, 부적절한 방향성 응고, 칠 또는 인게이트의 부적절한 위치 등이 원인입니다.

10. 버클 (Buckle)

주조 표면에 고르지 못한 선이 형성되는 현상입니다. 모래 표면의 실패 또는 용융 금속 열로 인한 모래 표면 팽창으로 발생합니다.

11. 핀 홀 (Pin Hole)

블로우 홀과 유사하지만 크기가 더 작습니다. 일반적으로 표면 또는 표면 바로 아래에 다수 존재합니다. 가스 배출을 위한 부적절한 벤팅과 몰딩 재료의 낮은 투과성이 원인입니다.

12. 워페이지 (Warpage)

주조품의 서로 다른 부분이 서로 다른 속도로 응고되어 인접 벽에 응력이 생겨 변형이 발생하는 결함입니다. 응고 중 또는 응고 후에 발생합니다.

13. 스웰 (Swell)

몰드 강도 부족으로 용융 금속 압력에 의해 몰드 캐비티 벽이 손상될 때 발생합니다. 패턴 강성이 부족해 램밍 압력을 견디지 못해 캐비티 벽이 손상될 때도 발생합니다.

오늘은 주요 주조 결함과 그 원인에 대해 배웠습니다. 이러한 결함은 적절한 주조 기술로 제거할 수 있습니다. 궁금한 점이 있으시면 댓글로 문의해 주세요. 유익했다면 소셜 네트워크에 공유하고, 더 많은 정보를 위해 구독해 주세요. 읽어주셔서 감사합니다.