"주조 결함은 금속 주조 부품이나 제품 성형 과정에서 흔히 발생하는 바람직하지 않은 불규칙성입니다. 이러한 결함은 최종 주조 제품의 품질에 상당한 영향을 미칠 수 있으므로, 의도된 결함 유형에 따라 허용되거나 허용되지 않을 수 있습니다."
금속 주조는 용융된 금속을 주형에 밀어 넣어 부품을 제조하는 복잡한 공정입니다. 따라서 최종 부품이나 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 바람직하지 않은 결함이 발생하기 쉽습니다. 이러한 주조 결함은 제조업체에게 중요한 문제입니다. 주조 결함은 유형, 원인 및 해결 방법에 따라 분류할 수 있습니다. 이러한 결함과 그 원인을 파악하는 것은 주조 공정을 제어하고 최적의 성능을 가진 부품을 생산하는 데 필수적입니다. 이러한 접근 방식을 통해 오류를 방지하고 고객에게 최고의 제품을 제공할 수 있습니다. 이 가이드에서는 다양한 주조 공정으로 인해 발생하는 주조 결함에 대한 일반적인 정보와 금속 주조에서 발생하는 결함의 예를 제공합니다. 또한 이러한 결함의 주요 원인과 각 결함을 예방하고 부품 품질을 유지하기 위해 적용할 수 있는 해결 방법에 대해서도 알아봅니다.
주조 결함이란 무엇인가요?
주조 결함은 주조 부품에서 이상적인 품질과 다른 바람직하지 않은 불완전성을 말합니다. 이러한 부정확성은 주로 재료 불량, 주조 장비 또는 최적화되지 않은 공정으로 인해 발생할 수 있습니다.
다이캐스팅 결함
다이캐스팅 기술은 플라스틱 사출 성형과 유사하게 고압을 이용하여 용융된 액체 금속을 금형 내부에 채워 성형하는 방식입니다. 이 기술은 소형, 중형 또는 대형 부품, 제품, 시제품 등을 대량 생산하는 데 적합합니다. 다이캐스팅은 매끄러운 표면과 정확한 치수를 제공하는 장점이 있습니다. 그러나 제대로 수행되지 않을 경우 주조 제품에 여러 가지 결함이 발생할 수 있습니다.
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주조 결함의 유형
이제 다양한 유형의 결함, 그 원인 및 해결책에 대해 논의해 보겠습니다.
야금학적 결함
부적절한 주조 금속 재료의 사용은 주로 야금학적 결함을 유발합니다. 일반적인 야금학적 결함의 종류는 다음과 같습니다.
다공성 결함
다공성 결함
기공 결함은 일반적으로 감지하기 어렵고 주조품 내부에 위치하는 다이캐스팅 결함입니다. 금속의 미세한 구멍, 공극 또는 공기 주머니에서 발생합니다. 이러한 결함은 대개 주조 전에 금속에 공기가 갇히면서 발생하며, 금형 상단에 공극이 형성되거나 금형 충전이 느려지는 원인이 될 수 있습니다. 결과적으로 마지막 층의 기계적 강도가 저하될 수 있습니다. 기공 결함에는 크게 두 가지 유형이 있습니다.
가스 기공 결함
이러한 결함은 일반적으로 원형 또는 타원형이며 주조물의 표면에 나타납니다. 표면이 매끄럽고 보통 밝은 노란색 또는 흰색을 띕니다. 가스 기공 결함은 주조 공정 후 초음파 검사 또는 자분 탐상 검사와 같은 기술을 통해 쉽게 식별할 수 있습니다. 그러나 부품의 가공되지 않은 표면에 있는 이러한 결함을 감지하려면 X선 장비가 필요합니다. 가스 기공 결함의 주요 원인은 다음과 같습니다.
1. 금속 합금 충전 시 관련된 가스
용융 합금이 자유롭게 흐를 때 관련된 가스들이 난류를 발생시킵니다. 이로 인해 게이팅 시스템에 틈이 생기고, 주조 매개변수를 잘못 선택하게 되며, 런더 설계가 불량해져 기공 결함이 발생합니다.
2. 용융 합금에서 방출된 수소
수소 가스는 기공 발생의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. CNC 가공 결함공기 중이나 제련 도구에 있는 습기가 용융 금속이나 강철 합금에 들어가 수소로 분해될 수 있습니다. 냉각 및 응고 과정에서 수소는 용해도가 낮아져 캐스터블에 기공을 형성합니다.
3. 이형제에서 발생하는 가스
이러한 문제는 가스가 이형제와 접촉할 때 발생합니다. 용융 금속 합금이 이형제를 가열하면 분해되어 가스가 생성되고, 이로 인해 기공 결함이 발생할 수 있습니다. 또한, 이형제를 과다하게 사용하면 가스가 증발하거나 구멍이 뚫릴 수 있습니다.
예방;
- 수소 발생을 방지하기 위해서는 깨끗하고 건조한 금속 합금을 사용하는 것이 비교적 중요합니다.
- 이러한 결함을 방지하려면 사출 속도와 압력을 최적의 수준으로 유지하고 제어해야 합니다.
- 제련 과정 중 온도가 너무 높으면 주형이 녹는 문제가 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.
- 스프루 및 러너 시스템의 길이가 50mm를 초과하는 경우 충분한 가스 흐름을 사용하도록 하십시오.
- 품질이 좋은 이형제를 극소량으로 사용하십시오.
수축
주조 수축
주조 수축 결함은 일반적으로 금형의 상단부 또는 하단부에서 발견됩니다. 수축 결함에는 개방형과 폐쇄형 두 가지 유형이 있습니다. 개방형 수축 결함은 대기와 접촉하는 부분에서 발생하며, 수축 공동이 형성될 때 공기가 그 영향을 상쇄합니다.
원인 : 금속이 응고될 때 발생하는 수축 현상은 수축 결함의 주요 원인입니다. 이 과정을 제대로 제어하지 못하면 최종 제품이 변형되거나 약해질 수 있습니다. 이러한 문제는 금형 설계 불량, 주조 온도 및 압력의 오류 등으로 인해 발생할 수 있습니다.
예방: 수축 문제를 방지하려면 전략적인 계획이 매우 중요합니다. 적절한 게이팅 시스템을 선택하면 올바른 열 분포와 적절한 응고 형성을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 부품의 반복성을 향상시키기 위해 합금 조성을 변경해야 할 수도 있습니다.
금형 재료 결함
주조 금형의 재료 결함 원인으로는 금형 설계 불량이나 금형 캐비티에 너무 뜨거운 금속을 붓는 경우 등이 있습니다. 다음은 가장 흔한 금형 재료 결함 유형입니다.
- 절단 및 세척 결함: 이러한 결함은 용융 금속이 주조 과정에서 주형의 일부를 벗겨낼 때 발생하는데, 이는 주형의 모래가 열을 견디지 못하기 때문입니다. 완성된 제품 표면에 작은 융기 형태로 나타나며, 용융 금속의 충격을 더 많이 받은 쪽으로 경사져 있습니다.
- 방울: 방울은 주조 제품 표면에 나타나는 작은 돌출부의 불규칙성입니다. 이는 주형 상태가 좋지 않아 모래가 용융 금속에 침투했을 때 발생합니다.
- 융합 결함: 융합 결함은 알루미늄 주조에서 흔히 나타나는 결함으로, 주조 과정에서 모래가 주조물과 융합될 때 발생합니다.
- 돌출부: 작은 돌기는 완제품 표면의 미세한 불규칙성을 말하며, 돌출부는 작은 돌기보다 크고 완제품 표면에 솟아오른 부분을 말합니다. 이러한 결함은 주형이 약할 때 액체 금속의 무게로 인해 모래가 바깥쪽으로 밀려나면서 발생합니다.
원인 : Bowman의 결함으로 인해 환기가 제대로 되지 않아 금형 내부에 가스가 갇힐 수 있습니다. 또한 금형 재료에 불순물이나 오염 물질이 있으면 최종 주조물의 표면이 거칠어지거나, 기공이 생기거나, 균열이 발생할 수 있습니다.
예방: 금형 결함을 방지하려면 금형을 잘 설계하고 환기가 잘 되도록 준비하며 고품질 금형 재료를 사용해야 합니다. 온도 및 주입 속도와 같은 공정 변수도 최적으로 제어해야 합니다. 또한, 금형 유지 보수 및 마모 또는 열화 징후에 대한 정기적인 검사도 결함 없는 주조 제품 생산에 도움이 되는 요소입니다.
런아웃
용융 금속이 주형 내부로 제대로 흐르지 않을 때 런아웃 현상이 발생합니다. 이로 인해 주조 불량이나 주조 부품의 불완전한 형성이 초래됩니다. 일반적으로 런아웃 표면은 평평하지만, 불규칙하거나 톱니 모양을 띠는 경우도 있습니다.
원인 : The 뜨겁게 달궈진 붉은 금속은 굳기 전에 주형에서 잘못된 방향으로 흘러나올 수 있습니다. 이는 주형에 빈 공간이나 구멍이 있기 때문인데, 마치 손가락으로 물을 잡으려고 하면 물이 퍼지는 것과 같은 원리입니다.
예방: 이러한 문제를 방지하려면 금형을 잘 닫거나 단단히 조여야 합니다. 또한 고품질 성형 재료를 사용하면 런아웃 현상을 줄일 수 있다는 점도 중요합니다.
주조 과정에서의 융합 결함
용융 금속이 주형 내에서 완전히 응고되지 않아 부품이 불완전하게 형성되는 현상이 발생합니다.
원인 : 금속 주조 시 공정 온도가 부적절하거나 금속에 부적절한 재료가 사용된 경우.
예방: 용융 결함을 방지하려면 공정 변수 간의 적절한 균형을 유지해야 합니다. 예를 들어, 금형 캐비티 내부에 재료를 부을 때 최적의 온도를 유지해야 합니다. 온도가 너무 낮으면 금형을 제대로 채우지 못하고, 너무 높으면 기포 발생, 균열 또는 기포 형성 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
가스 거품
주조된 금속이 주형 안에서 굳어지면, 용융 상태일 때만큼 많은 가스를 함유할 수 없습니다. 따라서 금속은 가스를 방출하는데, 이 가스가 주형을 통해 빠져나가지 못하면 금속 내부에 갇히게 됩니다. 이로 인해 금속 내부에 기포가 형성되는데, 이를 기포 발생 과정이라고 합니다. 이러한 기포는 미세한 구멍, 분출구, 열린 구멍 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다.
- 핀홀 핀홀은 다이캐스팅 제품의 윗부분에 있는 작은 구멍입니다. 일반적으로 핀홀은 주조물 표면에 무리지어 나타나며 육안으로 확인할 수 있습니다.
- 통풍구 주조 부품에는 결함이 발생하며, 이는 가공물에 공동이 생기는 형태로 나타납니다. 이러한 결함은 육안으로 쉽게 관찰할 수 없으며, X선, 초음파, 고조파 또는 자기 검사와 같은 특수 기술을 통해서만 확인할 수 있습니다.
- 열린 구멍 용융 금속을 주형에 부을 때 형성되는 공동 때문에 가공물 표면에 나타나는 자국입니다. 얕은 열린 구멍은 일반적으로 흉터라고 합니다.
초과분 또는 잉여분
이러한 예상치 못한 문제나 과잉 생산은 예를 들어 액체 금속을 주형에 부었을 때 주형의 크기가 예상보다 커진 것을 발견하는 경우에 발생합니다.
원인 : 이러한 현상은 팽창이라고 하며, 일반적으로 압력이나 불충분한 클램핑력으로 인해 발생합니다. 마치 풍선을 터질 때까지 부풀리는 것과 같습니다. 무언가가 무너져야 하는 것이죠. 하지만 이 문제는 성형 매개변수를 변경함으로써 해결할 수 있습니다.
예방: 팽창 발생을 방지하려면 주조 공정 중 금형 내부의 압력과 지지력을 균형 있게 유지하는 것이 필수적입니다. 경우에 따라 공정을 약간 수정하면 원치 않는 팽창 없이 주조 결과를 개선할 수 있습니다.
뒤틀림 결함
금형의 뒤틀림 결함
변형이나 뒤틀림 결함은 완벽한 주조물을 왜곡된 성능으로 바꿔놓습니다. 이러한 결함은 재료의 일부가 다른 부분보다 더 빨리 굳거나 모양이 변형되는 방식으로 굳어질 때 발생합니다.
원인 : 변형과 같은 결함은 종종 담금질이나 주조 공정 중 재료 분포가 부적절하여 발생합니다. 팬케이크 반죽의 한쪽이 더 두껍다면 두꺼운 쪽이 먼저 타버리는 것과 같습니다. 주조에서도 마찬가지로 두께가 고르지 않고 각 부분이 서로 다른 속도로 경화되면 뒤틀림이 발생합니다.
예방: 냉각 과정이 일정한 온도에서 진행되도록 하여 재료가 휘어지는 것을 방지하십시오. 금형 설계를 조정하여 적절한 열 순환이 이루어지도록 하고, 냉각 속도를 지속적으로 모니터링하여 부품의 형상 변형을 유발할 수 있는 열 응력을 방지하십시오.
오작동 및 급정지
미연소 및 냉간 폐쇄는 슬래그 혼입부터 냉간 사출까지 다양한 형태로 나타나는 결함입니다.
원인 : 이러한 결함은 일반적으로 용융 금속이 캐비티 또는 금형 다이를 완전히 채우지 못하고 냉각되기 전에 응고되어 발생합니다. 콜드 셧은 일반적으로 두 개의 액체 금속 흐름이 금형 내에서 완벽하게 합쳐지지 않을 때 나타납니다. 또한 온도가 낮거나 게이팅 시스템이 주조 공정에 맞춰 충분히 효율적이지 않을 때도 발생할 수 있습니다.
예방: 주조 불량 및 냉간 폐쇄 결함을 방지하려면 게이팅 시스템에 주의를 기울여야 합니다. 금속이 주형을 완전히 덮기 전에 경화되지 않도록 온도와 주입 속도를 조절하여 주형을 가득 채워야 합니다. 또한 주조 과정에서 금속 흐름을 적절히 제어하고 난류 발생을 방지하는 것도 중요합니다.
금속 침투
금속 침투
금속 침투 결함은 용융 금속이 주형 내부로 침투하여 주물의 표면을 거칠고 고르지 않게 만드는 결함입니다. 이는 주형 모래의 품질이 낮거나, 모래 알갱이가 크거나, 투수성이 높거나, 주형 모래의 다짐이 불충분한 경우에 발생합니다.
금속 침투 결함을 방지하려면:
- 틀에는 입자가 굵은 모래를 사용해야 합니다.
- 사용하는 모래의 투수성이 낮은지 확인하십시오.
- 모양을 만들 때는 모래를 더 단단하게 다져주세요.
이러한 조치는 용융 금속이 주형에 들어가 주물의 표면을 거칠게 만드는 가능성을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
슬래그 포함
슬래그 개재물은 슬래그 입자를 포함하는 용융 금속이 주형 내부에 부어지고 응고될 때 발생합니다.
원인 : 이 결함은 주로 용융 금속 내에 슬래그 입자가 형성되는 결과를 초래합니다.
구제책 : 슬래그 혼입 문제를 해결하기 위해서는 용융 금속을 주형에 붓기 전에 슬래그 입자를 제거해야 합니다.
뜨거운 부분 또는 딱딱한 부분
고온 또는 경화점 결함
냉각 방식이 부적절하면 고온 또는 고온 반점이 발생합니다. 이러한 반점은 가공 중에 문제를 일으킬 수 있는데, 온도가 상승하면 열 발생량이 증가하기 때문입니다. 도구 마모다음은 핫스팟에 적용할 수 있는 해결책입니다.
- 요구 사항에 따라 주조물이 적절하게 냉각되도록 냉각 과정을 수정하십시오.
- 주조 과정에서 열에 의한 균열이 발생할 가능성을 줄이도록 금속 조성을 조정하십시오.
이러한 전략을 실행하면 과열 지점 발생 가능성을 최소화하고 주조 제품의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
주조 결함에서 '열간 파열'이란 무엇입니까?
뜨거운 눈물 열 균열은 재료가 응고 과정에서 수축할 때 발생하며, 이러한 수축에는 한계가 있습니다. 작은 열 균열도 시간이 지남에 따라 커져 작동 중 파손을 초래할 수 있습니다. 열 균열 발생 가능성을 줄이기 위해서는 이러한 제약 조건을 해결해야 합니다. 한 가지 방법은 주조 금형의 설계를 개선하는 것입니다. 또한 수축 단계에서 유연한 금형 재료를 사용하면 열 균열을 방지할 수 있습니다. 더불어 주조 재료의 과열을 방지하고 금형 온도를 높여 열 균열 발생 가능성을 줄이는 것도 중요합니다. ASTM 및 AMS와 같은 다양한 표준에서는 열 균열을 비롯한 주조 결함의 검사 및 허용 기준에 대한 지침을 제공합니다.
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합산
저희는 이러한 문제들을 처음부터 예방할 수 있는 방법을 파악했습니다. 따라서 금형 재료 모니터링에 주의를 기울이고 적절한 혼합 방법을 익히면 이러한 특이한 결함을 바로잡을 수 있습니다.
더 이상 런아웃 때문에 골머리를 앓지 마세요. 저희 조언을 따르면 그런 팽창 현상은 폐기될 일이 없을 겁니다. 결함의 원인을 알 수 있기 때문에 이제 완벽한 제품을 만드는 것이 가능합니다. 뒤틀림, 불순물 혼입 등 여러 가지 문제를 예방하는 저희의 팁을 활용하시면 이러한 걱정을 덜 수 있습니다.
결론적으로 그동안 주조 결함 문제가 될 수 있는 것처럼 보일지라도, 오늘 여러분께 제시한 내용을 활용하면 프로젝트를 재앙에서 성공으로 바꿀 수 있습니다. 결함 없는 전문 주조 서비스를 찾고 계십니까? 지금 바로 프로린 테크에 연락하여 무료 온라인 견적을 받아보세요. 견적을 원하시면, 오늘 Kevin Lee Company 에 연락주세요..