모래 주조 공정 이해

모래 주조는 현존하는 가장 오래된 주조 공정입니다. 금속, 나무 또는 왁스로 만든 패턴을 사용하여 생산에 필요한 항목의 모델을 만듭니다. 샌드캐스팅 공정은 매우 번거롭고 샌드캐스팅(생산품)을 제거할 때 샌드몰드가 파괴되어 생산속도가 느리다. 이 주조 공정은 패턴, 모래 주형, 용광로 및 액체 금속을 사용합니다. 이 프로세스에는 금형에 캐비티를 만들고 그 안에 용융 금속을 붓는 과정이 포함됩니다.

오늘은 모래 주조 공정과 관련된 다양한 단계를 알게 될 것입니다. 패턴 제작, 금형 제작 및 준비, 모래 주조 유형, 대처 및 드래그 클램핑, 코어 제작, 붓기, 냉각 및 모래 주조의 트리밍 단계를 배웁니다. 또한 다양한 유형의 모래 주조 도구와 모래 주조 공정의 장단점을 배우게 됩니다.

패턴 만들기

모래 주조 공정의 첫 번째 단계는 패턴 제작입니다. 패턴 메이킹은 제작할 아이템의 레플리카인 만큼 지루하고 지적인 작업인 것 같다. 주조물의 부피와 허용오차에 따라 목재, 금속, 합성수지 등 다양한 재료로 만들 수 있습니다. 목재는 가격이 저렴하고 성형이 쉽기 때문에 가장 일반적입니다. 그러나 나무 패턴은 쉽게 감싸거나 변형됩니다. 그것은 모래에서 더 빨리 착용할 수 있습니다. 금속으로 만든 패턴은 더 오래 지속되고 재사용하여 동일한 유형의 캐비티를 생성할 수 있어 툴링 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 더 비쌉니다. 패턴 제작 시 열수축 또는 수축에 대한 여유가 추가됩니다.

패턴 유형

패턴은 일반적으로 네 가지 방법으로 만들어집니다. 다음은 모래 주조 공정에 사용되는 다양한 유형의 패턴입니다.

솔리드 패턴:

단색 패턴은 가장 만들기 쉬운 패턴 유형입니다. 여기에는 부품의 완전한 복제본이 한 조각으로 들어 있습니다. 소량으로 필요한 부품을 생산하는데 사용됩니다. 단, 금형에 손상을 주기 쉬운 파팅라인과 러너시스템을 별도로 결정해야 합니다.

분할 패턴:

분할 패턴은 부품의 두 개의 개별 복제본입니다. 두 부분은 캐비티에 배치됩니다. 하나는 뚜껑에, 다른 하나는 드래그(플라스크)에 있습니다. 분할 유형의 패턴을 사용하면 플라스크를 쉽게 분리하고 분할선을 결정할 수 있습니다. 일반적으로 적당한 양이 필요한 복잡한 부품에 사용됩니다.

매치 플레이트 패턴:

매치 플레이트 패턴은 스플릿 패턴과 매우 유사합니다. 그것은 일반적으로 금속과 나무로 만들어지며 플라스크의 금형 캐비티의 적절한 정렬을 보장하는 데 사용됩니다. 러너 시스템은 매치 플레이트에 포함될 수 있습니다. 이러한 유형의 패턴은 대량으로 사용되며 자동화된 프로세스에서 자주 사용됩니다. 마지막으로

대응 및 드래그 패턴:

Cope 및 Drag 유형의 패턴은 매치 플레이트 패턴과 유사하지만 각각의 반쪽이 별도의 플레이트에 장착됩니다. 또한 상면 및 항력에서 금형 캐비티의 적절한 정렬을 보장합니다. 러너는 플레이트에 포함되어 있습니다. 이러한 유형의 패턴은 더 큰 주물에 사용되며 대량 생산에도 사용됩니다. 프로세스가 자동화될 때도 사용됩니다.

금형 제작

모래 주조 공정의 이 단계에서 내화 재료(모래는 광범위하게 적용 가능)를 플라스크에 로드하거나 채우고, 패턴 주위에 포장하여 여전히 완전히 압축합니다. 그런 다음 패턴이 제거되어 금형 캐비티에 모양이 남습니다. 만드는 데 사용되는 모래는 쇳물을 부을 때 용탕의 무게를 지탱할 수 있을 만큼 강하고 주물이 냉각되고 응고될 때 부서질 만큼 부서지기 쉬워야 합니다. 찰흙과 약간의 화학 결합제는 쏟아지는 것을 견디기 위해 주형을 강화하는 데 사용됩니다.

탑 안에 모래가 채워져 있고 패턴이 있는 동안 드래그하면 패턴이 쉽게 제거될 수 있도록 탑과 드래그가 분리됩니다. 내화 코팅(내열 재료)이 캐비티 표면에 추가되어 더 나은 표면 마감을 생성하고 금형이 부어진 금속을 견딜 수 있습니다. 플라스크는 다시 함께 결합되어 구멍에 모양이 남습니다.

모래 주조 모래의 종류

금형 제작에 사용되는 모래의 종류는 다양합니다. 일반적으로 규사(sio2)는 공동의 형태를 유지하기 위해 일종의 바인더와 혼합됩니다. 모래는 주조에 큰 이점을 제공합니다. 네 가지 유형으로 이어지는 모래 곰팡이의 다양한 준비가 있습니다. 다음은 금형 제작에 사용되는 4가지 종류의 모래입니다.

그린샌드 – 녹색 모래는 모래, 물, 점토 또는 바인더의 혼합물입니다. 모래는 90%, 3%의 물, 7%의 점토를 포함합니다. 가장 저렴하고 많이 사용됩니다.

껍질이 벗겨진 모래 – 껍질을 벗긴 건조 모래는 녹색 모래의 구성이지만 여기에 추가 결합 재료가 추가됩니다. 캐비티의 표면은 금형 강도를 높이기 위해 열에 의해 건조됩니다. 이것은 모든 표면 마감이 완료될 주조의 정확도를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이러한 유형의 모래 주형은 더 비싸고 처리하는 데 더 많은 시간이 필요합니다.

마른 모래 – 건조한 모래는 콜드 박스 몰드로도 알려져 있습니다. 모래는 유기 바인더와 혼합됩니다. 마른 모래로 만든 주형은 오븐에서 구워서 강화됩니다. 주물사의 건사 유형은 치수 정확도가 높지만 가격이 비쌉니다.

구운 모래 없음 - 노베이크 몰드는 수지에 모래를 섞어 상온에서 굳는다.

주조 모래는 일반적으로 다음에 의해 설명되는 주조 품질을 결정하는 금형 제작에 사용됩니다.

• 모래의 형태를 유지하는 강도
• 투과성(모래를 통해 빠져나가는 가스를 가두는 능력)은 모래 알갱이의 모양과 크기에 따라 결정됩니다.
• 용융 금속의 균열을 견딜 수 있는 열적 안정성
• 모래의 호환성. 그리고
• 또 다른 샌드 몰딩을 위한 샌드의 재사용성.

클램핑 대처 및 드래그

부었을 때 용탕을 견딜 수 있도록 설계된 금형 준비 후. 캐비티의 표면에는 주물에 몰드가 필링되는 것을 방지하기 위해 특수 모래가 뿌려져 있습니다. 코어는 주물에서 속이 빈 부분입니다. 재료의 손실을 방지하기 위해 상판과 드래그가 함께 단단히 고정되기 전에 준비되고 배치됩니다.

코어 메이킹

이 기회를 사용하여 주조에서 코어 만들기에 대해 더 자세히 설명하겠습니다. 코어는 주물의 내부 구멍 및 통로입니다. 코어가 패턴에 있는 부분을 덮기 때문에 일반적으로 모래로 만들어집니다. 코어는 용융 금속이 부어지기 전에 금형에서 생성됩니다. 코어 프린트는 코어가 금형 내부에 고정되도록 하는 패턴의 삽입물입니다. 그러나 용탕의 부력으로 인해 코어가 위치를 잃을 수 있습니다. 이것이 코어가 금형과 함께 코어를 고정하는 데 도움이 되는 채플렛으로 지지될 수 있는 이유입니다. 이 상황에서 사용된 chaplet은 부어진 용융 금속보다 더 높은 융점을 가져야 합니다. 채플렛은 주조 과정이 끝나면 잘립니다.

타기 단계

이 단계에서 금형이 이미 준비된 상태에서 특정 온도의 용광로에서 금속을 녹입니다. 즉, 고정되고 라이저와 게이트웨이가 절단되었습니다. 게이트웨이 및 라이저는 용융 금속이 캐비티 내로 원활하게 또는 자유롭게 흐를 수 있도록 설계되었습니다. 또한 산화물 및 주조 결함을 방지하는 난류를 제거하는 데 도움이 됩니다.

도가니(고내화재)에 금속을 어느 정도 녹인다. 도가니 집게를 사용하여 퍼니스에서 제거되어 더 나은 붓기를 보장합니다. 붓는 것은 수동으로 또는 자동 기계로 수행할 수 있습니다. 전체 캐비티와 몰드의 모든 채널을 채우기에 충분한 금속을 녹여야 합니다. 그렇지 않으면 주조물에 채워지지 않은 부분이 생깁니다.

냉각 단계

용융 금속을 캐비티에 붓고 나면 냉각되기 시작하고 일정 시간이 지나면 응고됩니다. 용탕은 캐비티의 형태를 취하고 이러한 형태를 얻기 위해 응고된다. 금형은 주물의 두께와 금속의 온도를 기준으로 추정할 수 있는 냉각 경과 후의 파손입니다. 이 단계에서 결함이 발생할 수 있습니다. 용탕의 일부가 너무 빨리 냉각되면 균열, 수축 또는 불완전한 단면이 나타날 수 있으므로 금형 제작 및 용탕 부을 때 주의해야 합니다.

무대 제거(중단)

주물은 일정 시간에 냉각되어 응고됩니다. 주형은 간단히 깨질 수 있고 주조물을 얻을 수 있습니다. 이 프로세스를 체크아웃이라고도 합니다. 파쇄는 일반적으로 모래를 흔들어 플라스크 밖으로 던지는 진동 기계에 의해 수행됩니다. 주물에는 모래와 산화물 층이 부착되어 있을 수 있습니다. 모래는 주로 내부 표면에서 숏 블라스팅을 사용하여 제거할 수 있으며 표면 거칠기를 줄일 수 있습니다.

트리밍

용융 금속이 채널(게이트웨이 및 라이저)을 통해 몰드의 모든 부분을 채우는 캐비티로 부어져 채널이 됨을 기억하십시오. 채널의 금속을 잘라내고 필요한 치수로 주물을 다듬어야 합니다. 주물은 절단, 톱질 또는 트리밍 프레스를 통해 수동으로 트리밍할 수 있습니다. 트리밍 시간은 주조 봉투의 크기에 따라 결정될 수 있습니다. 큰 캐스팅은 더 긴 트리밍 시간이 필요할 수 있습니다.

모래 주조 방법을 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

모래 주조 공정의 장점과 단점

장점:

모래 주조는 결함이 발생할 수 있지만 다른 주조 공정에 비해 장점이 있습니다. 그러나 여전히 큰 이점을 제공합니다. 모래 주물은 주물에 점토를 넣으면 주물에 큰 힘을 주어 모래가 더 단단하게 접착되도록 도와줍니다.

모래 주조는 주조 냉각 단계에서 균열, 찢어짐 및 수축 가능성을 줄이도록 설계되었습니다. 모래 주조 공정은 엔진 블록, 케이싱 또는 하우징과 같은 자동차 제품을 생산하는 데 주로 사용됩니다. 모래 주조 공정의 다른 장점은 다음과 같습니다.

• 철금속 및 비철금속 모두 주조에 사용됩니다.
• 낮은 생산 비용
• 주조 후 도구 비용이 저렴합니다.
• 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.

단점

모래 주조의 탁월한 이점에도 불구하고 몇 가지 단점이 여전히 발생합니다. 다음은 다양한 응용 분야에서 모래 주조 공정의 단점입니다.

• 낮은 정확도
• 지루한 과정입니다
• 거친 표면 마감
• 금형은 한 번만 사용할 수 있습니다.
• 느린 생산 속도
• 노동 집약적

모래 주조 도구 및 용도

다음은 다양한 유형의 모래 주조 도구 및 용도입니다.

손 수수께끼 – 손 수수께끼는 일반적으로 모래와 모래에서 원하지 않는 입자를 분리하는 데 사용됩니다.

삽 :이 모래 주조 도구는 모래를 성형 상자 또는 플라스크에 옮기는 데 사용됩니다.

래머 :래머는 패턴과 플라스크 주위에 균일하게 모래를 채우거나 압축하는 데 사용됩니다.

스프루 핀 – 이 모래 주조 도구는 금형에 수직 구멍을 만드는 데 사용됩니다.

스트라이크 바 – 스트라이크 바는 플라스크 상단에서 과도한 모래를 제거하거나 제거하는 데 사용됩니다.

망치 - 망치는 패턴에 드로우 스파이크를 몰고 몰드와 패턴을 쉽게 분리할 수 있도록 랩핑하는 데 사용됩니다.

이것이 이 기사의 전부인 모래 주조 과정입니다. 약속대로 패턴 제작, 몰드 제작, 준비, 주물 종류, 코프 앤 드래그 클램핑, 코어 제작, 붓기, 냉각 및 샌드 캐스팅의 트리밍 단계에 대해 설명합니다. 모래 주조에 사용되는 도구를 언급하고 모래 주조의 장점과 단점에 대해서도 논의했습니다.

독서를 통해 충분한 정보를 얻으셨기를 바랍니다. 그렇다면 다른 학생들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다.