제조공정
산업 제조
모래 주조 재사용할 수 없는 모래 주형을 사용하여 금속 주물을 형성하는 공정입니다. 한편으로 주조는 믿을 수 없을 정도로 간단한 제조 공정입니다. 해변에서 성을 쌓은 사람은 누구나 모래를 사용하여 상세한 모양을 만들 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 주조 공장에서는 쇳물 열을 처리하는 데 성공하기 위해서는 많은 요소를 고려해야 합니다. 주조는 몇 온스에서 몇 톤에 이르는 모든 크기의 금속 부품을 만드는 데 사용됩니다. 모래 주형은 미세한 외부 세부 사항, 내부 코어 및 기타 모양으로 주물을 만들기 위해 형성될 수 있습니다. 거의 모든 금속 합금을 모래 주조할 수 있습니다. 중공은 축축한 모래로 만들어지고 용융 금속으로 채워지고 냉각됩니다.
주물 모래는 다른 주형 재료에 비해 세 가지 중요한 이점이 있습니다.
모래 주조는 강철, 니켈 및 티타늄과 같이 용융 온도가 높은 금속에 사용할 수 있는 몇 안 되는 공정 중 하나입니다. 유연성, 내열성 및 비교적 저렴한 비용으로 인해 모래 주조는 가장 널리 사용되는 주조 공정입니다.
주물은 액체 금속을 금형 캐비티에 붓는 방식으로 생산됩니다. 주조가 성공하려면 금형 캐비티가 금속이 냉각되고 완전히 응고될 때까지 모양을 유지해야 합니다. 순수한 모래는 쉽게 부서지지만 주물 모래에는 열에 저항하고 모양을 유지하는 능력을 높이는 접착 물질이 포함되어 있습니다.
녹색 모래 (모래, 미분탄, 벤토나이트 점토 및 물의 집합체)는 전통적으로 모래 주조에 사용되었지만 현대적인 화학 결합 성형 시스템 인기가 높아지고 있습니다. 가장 널리 사용되는 주조 모래는 실리카(SiO2 ).
기계적 응력 조건에서 기하학적 모양을 유지하는 모래 주형의 능력
주조 과정에서 가스와 증기의 누출을 허용하는 모래 주형의 능력.
수분 함량은 금형의 강도와 투과성에 영향을 미칩니다. 수분이 너무 적은 금형은 부서질 수 있고 수분이 너무 많은 금형은 증기 기포가 주조물에 갇힐 수 있습니다.
패턴의 작은 구멍을 채우는 모래의 용량입니다. 높은 유동성은 보다 정밀한 금형을 생성하므로 세부 주조에 유용합니다.
개별 모래 입자의 크기입니다.
이 속성은 둥근 정도에 따라 개별 모래 알갱이의 모양을 평가합니다. 일반적으로 주조 모래에는 세 가지 곡물 범주가 사용됩니다.
모래 혼합물이 힘에 의해 붕괴되는 능력. 더 큰 몰드 접힘성은 금속 주물이 응고될 때 뜨거운 찢어짐이나 균열의 위험 없이 자유롭게 수축할 수 있도록 합니다.
주형은 용융 금속을 부을 때 녹거나 타거나 균열이 생겨서는 안 됩니다. 내화 강도는 극한의 열을 견디는 주물 모래의 능력을 측정합니다.
후속 제조 작업에서 다른 모래 주물을 생산하기 위해 (모래 컨디셔닝 후) 재사용될 주물 모래의 능력.
주물사의 많은 특성은 모래 입자의 입자 크기와 분포에 따라 달라집니다. 입자 크기가 작을수록 금형 강도가 향상되지만 입자 크기가 클수록 투과성이 높습니다. 미세한 입자의 모래는 주물에 우수한 표면 조도를 제공하지만 낮은 투과성을 가지고 있는 반면 코스 입자의 모래는 그 반대입니다.
특수 첨가제 또는 결합제 응집력을 증가시키기 위해 모래, 점토 및 물의 기본 골재에 첨가될 수 있다. 이러한 결합제는 유기 또는 무기일 수 있습니다. 일반적인 바인더에는 곡물, 갈은 피치, 바다 석탄, 길소나이트, 연료유, 목분, 실리카 가루, 산화철, 펄라이트, 당밀, 덱스트린 및 독점 재료가 포함됩니다.
완벽한 조합을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 모래 골재의 일부 특성은 서로 모순됩니다. 붕괴성이 큰 주물사는 강도가 낮고 강도가 큰 주물은 붕괴성이 적습니다. 특정 부품 및 주조 응용 분야에 적절한 속성을 제공하는 절충안을 달성하려면 절충이 종종 필요합니다. 주물 모래 속성의 정확한 제어는 매우 중요하므로 모래 실험실은 현대 주조 공장에서 흔히 볼 수 있습니다.
금속 주물은 그것을 생산하는 데 사용된 주형에 의해 형성됩니다. 좋은 주형은 좋은 주물을 위한 전제 조건입니다. 금형에는 최종 제품에 영향을 미치기 위해 함께 작동하는 여러 부품이 있습니다.
금형 캐비티는 패턴에 의해 형성됩니다. , 샌드 몰드에서 인상을 남기는 부분의 풀 사이즈 모델. 일부 내부 표면은 패턴에 포함되지 않으며 대신 별도의 코어로 생성됩니다.
코어 구멍이나 통로와 같은 기능을 포함하여 주조 내부를 형성하기 위해 금형에 삽입된 모래 모양입니다. 코어는 일반적으로 주물에서 흔들릴 수 있도록 주물 모래로 만들어집니다. 핵심 인쇄 금형 내에서 코어를 찾고 지지하기 위해 패턴, 코어 또는 금형에 추가된 영역입니다.
추가 핵심 지원은 chaplet에서 제공합니다. - 코어와 캐비티 표면 사이에 고정된 작은 금속 조각. 그 지지를 유지하기 위해 chaplet은 주조되는 금속과 같거나 더 높은 용융 온도를 가진 금속으로 구성되어야 합니다. 응고 후 chaplet은 주물 내부에 들어 있습니다.
샌드 코어는 샌드 몰드와 동일한 많은 방법을 사용하여 생산할 수 있습니다. 형이 패턴에 따라 형성되기 때문에 샌드 코어는 코어 박스에 의해 형성됩니다.; 그들은 다이와 유사하며 나무, 플라스틱 또는 금속으로 만들 수 있습니다. 코어 박스는 여러 개의 공동을 포함하여 여러 개의 동일한 코어를 생성할 수도 있습니다.
라이저 과도한 금속을 포함하도록 설계된 금형 내의 여분의 보이드입니다. 용융 금속이 응고 및 수축될 때 금형 캐비티에 공급하여 주 주조에 수축 공극이 형성되는 것을 방지합니다.
전체 모래 주형은 플라스크라는 상자에 들어 있습니다. . 전형적인 모래 주물인 두 부분으로 된 주형에서 상반부(패턴, 플라스크 및 코어의 상반부 포함)를 코프라고 합니다. . 아래쪽 절반을 드래그라고 합니다. . 구분선 코프와 드래그를 구분하는 선 또는 표면입니다.
모래 주조에는 네 가지 기본 단계가 포함됩니다. 모래 주형을 조립하고, 액체 금속을 주형에 붓고, 금속을 냉각시킨 다음, 모래를 부수고 주물을 제거합니다. 물론 그 과정은 생각보다 복잡합니다.
금형 조립의 첫 번째 단계는 드래그 부분을 모래로 채우는 것입니다. 패턴, 코어 프린트, 코어 및 게이팅 시스템은 파팅 라인 근처에 배치됩니다. 그런 다음 상체가 드래그에 조립됩니다. 패턴, 코어 및 게이트 시스템이 덮일 때까지 상반부에 추가 모래를 부은 다음 진동 또는 기계적 수단으로 모래를 압축합니다. 과도한 모래는 취소선으로 제거됩니다.
이제 몰드가 형성되었으므로 몰드에서 패턴을 추출할 수 있도록 드래그에서 코프를 제거합니다.
패턴 추출은 새로 형성된 금형 캐비티가 파손되거나 변형되지 않도록 주의 깊게 수행됩니다. 이것은 초안을 디자인함으로써 촉진됩니다. :파팅 라인에 수직인 수직 테이퍼. 드래프트 테이퍼는 일반적으로 최소 1°입니다. 패턴의 표면이 거칠수록 더 많은 구배가 제공됩니다.
액체 금속으로 채우기 전에 전체 금형을 준비해야 합니다. 금형 캐비티는 종종 주물 제거를 용이하게 하기 위해 금형 세척제로 윤활됩니다. 그런 다음 코어를 배치하고 런아웃을 방지하기 위해 코프 로프와 같은 추가 금형 재료를 추가하고 금형 절반을 닫고 함께 단단히 고정합니다. 코프 및 드래그 섹션은 핀과 가이드의 도움으로 적절한 정렬을 유지합니다.
액체 금속이 파팅 라인을 통해 누출되지 않도록 금형 반쪽을 단단히 고정해야 합니다. 플라스크가 없는 몰드, 목재 또는 금속 주입 재킷을 붓기 전에 종종 금형 주위에 배치되고 뚜껑이 들리지 않도록 웨이트가 상단에 설정됩니다.
용융 금속은 게이팅 시스템을 통해 금형 캐비티에 들어갑니다. :용융 금속을 푸어링 컵을 통해 금형에 붓습니다. , 스프루 아래로 계속 (게이팅 시스템의 수직 부분), 그 다음 러너를 통과합니다(수평 부분). 축적된 가스와 치환된 공기가 환기구를 통해 빠져나갑니다. . 금속이 러너에서 금형 캐비티로 유입되는 여러 지점을 게이트라고 합니다. .
주물이 냉각된 후 모래 주형에서 부서집니다. 주물에서 모래를 제거하는 과정을 쉐이크아웃이라고 합니다. . 주물은 수동으로 또는 자동 기계로 제거할 수 있습니다. 교반 테이블과 회전 텀블러가 일반적으로 사용됩니다.
패턴, 플라스크 유형 및 기계화 수준에 따라 이 기본 프로세스에 변형이 있습니다.
완전한 주물에서 모래를 털어낸 후, 덩어리를 냉각시키고 분쇄합니다. 모든 입자와 금속 알갱이는 종종 자기장의 도움으로 제거됩니다. 모든 모래와 구성 요소는 셰이커, 회전식 스크린 또는 진동 스크린으로 스크리닝됩니다. 청소된 모래는 주물사 생산 주기의 시작 부분에 다시 도입될 수 있습니다.
성형 모래는 모래, 결합제 및 물을 혼합하는 뮬러에서 준비됩니다. 폭기 장치는 모래를 느슨하게 하여 성형에 더 잘 적응하도록 하는 데 함께 사용됩니다.
준비된 모래는 일반적으로 스쿠프 트럭이나 벨트 컨베이어를 통해 주형 바닥으로 전달되어 주형으로 형성됩니다. 몰드는 바닥에 놓거나 컨베이어를 통해 주입 스테이션으로 배달될 수 있습니다. 부은 후 주물은 쉐이크아웃 스테이션에서 부착된 모래에서 제거됩니다. 사용한 모래는 차례로 벨트 컨베이어 또는 기타 수단을 통해 저장고로 반환됩니다.
주조 모래는 일반적으로 많은 생산 주기를 통해 재활용 및 재사용됩니다. 업계 추정에 따르면 연간 약 1억 톤의 모래가 생산에 사용됩니다. 그 중 400만~700만 톤만 버려지고 그 모래조차도 다른 산업 분야에서 종종 재활용됩니다.
전형적인 녹색 모래 혼합물은 89%의 모래, 4%의 물, 7%의 점토를 포함합니다. 녹색 모래는 저렴한 비용과 견고한 전체 성능으로 인해 업계에서 가장 선호하는 제품입니다. 녹색 모래의 "녹색"은 붓는 동안 혼합물에 존재하는 수분 함량을 나타냅니다.
녹색 모래 주형은 대부분의 모래 주조 응용 분야에 충분한 강도를 가지고 있습니다. 또한 우수한 접기성, 투과성 및 재사용성을 제공합니다. 주요 어려움은 수분 함량에 발생합니다. 습기가 너무 많으면 주조에 결함이 생길 수 있으며 습기 허용 오차는 주조되는 금속에 따라 다릅니다.
때로는 비전통적인 바인더가 산업용 모래 주조에 사용됩니다. 기존의 주조 바인더는 경화를 위해 열이 필요하지만 이러한 대체 바인더는 모래와 혼합될 때 실온에서 화학적으로 결합하므로 냉간 경화 공정이라는 용어가 사용됩니다. 기술적으로 진보된 이 비교적 최근의 모래 주조 공정은 인기를 얻고 있습니다. 냉간 경화 공정은 생사주형보다 비용이 많이 들지만 치수 정확도가 뛰어난 주물을 생산합니다.
쉘 몰드 주조는 대량 생산 및 매끄러운 마무리를 위한 성형 기술에서 비교적 최근에 발명되었습니다. 그것은 2차 세계 대전 중 독일에서 처음 사용되었습니다. 성형 재료는 점토 함량이 최소인 건조하고 고운 규사와 열경화성 수지(페놀 포름알데히드 또는 실리콘 그리스) 3-8%의 혼합물입니다. 가열된 패턴 플레이트에 성형 혼합물이 떨어지면 약 6mm 두께의 단단한 쉘이 형성됩니다. 껍질을 완전히 경화시키려면 몇 분 동안 440~650°F(230~350t)로 가열해야 합니다.
Reliance Foundry는 고객과 협력하여 각 맞춤형 주조에 대한 패턴과 성형 방법을 설계합니다. 당사의 주조 서비스가 귀하의 프로젝트 요구 사항에 어떻게 부합하는지에 대한 자세한 정보를 얻으려면 견적을 요청하십시오.
제조공정
모래 주조는 복잡한 기하학과 복잡한 조각을 가진 3차원 물체를 만들 때 다용도를 제공합니다.이 과정은 수세기 동안 사용되었습니다. 오늘날 새로운 혁신은 부품, 구성 요소 및 최종 제품의 낮은 생산량과 높은 생산량을 수용하기 위해 모래 주조 기술을 간소화했습니다. 그러나 많은 사람들이 모래 주조 공정이 어떻게 작동하는지 알지 못합니다. 실제 프로세스에는 일반적으로 6단계가 있습니다. 그러나 이러한 단계는 패턴을 사용하여 금형을 만들 것인지 또는 주조할 제품의 원하는 모양으로 모래 속으로 구멍을 만드는 데 기계가공을 사용할 것인지와
모래 주조는 다양한 금속으로 부품을 생산하는 경제적인 방법입니다. 쉘 몰드 주조는 특정 부품 설계 요구 사항을 고려하기 위한 대안 프로세스가 될 수 있습니다. 이 블로그 게시물은 쉘 몰드 주조 공정을 소개하고 이를 모래 주조와 비교하여 독자가 각각의 장점과 한계를 이해할 수 있도록 합니다. 쉘 몰드 주조 기본 사항 모든 주조 공정에는 주조할 부품의 모양에 대한 패턴이 필요하며 쉘 성형도 예외는 아닙니다. 모래 주조, 매몰 주조 및 기타 주조 공정과 마찬가지로 패턴은 액체 금속이 부어지는 공동을 만드는 데 사용됩니다. 쉘 몰딩