주조로 생산된 제품입니다. 스페셜 캐스팅. 쉘 캐스팅

인류는 수천년 동안 금속과 그 합금을 사용해 왔습니다. 처음에 금속은 덩어리와 사금의 형태로 발견되었으며 나중에 선사 시대 부족은 금속 함유 광석을 처리하는 방법을 배웠습니다. 금속 제품을 생산하는 입증된 방법은 흙으로 만든 주형으로 주조하는 것이었습니다.

화살촉과 검, 농기구와 도구, 기구와 장식품이 주조되었습니다. 그 이후로 수천 년에 걸쳐 인간은 사출 성형, 가스화 주형, 분말 야금 등 많은 새로운 재료 가공 기술과 주조 방법을 발명했습니다. 고대 방법도 보존되어 있지만 주로 조각 작업장과 예술 공예에 사용됩니다.

금속 주조의 특징

왁스나 석고와 같은 다른 재료와 비교하여 금속 주조는 여러 면에서 다릅니다. 첫 번째는 고체에서 액체 상태로의 높은 전이 온도입니다. 왁스, 석고, 시멘트는 실온에서 경화됩니다. 금속의 녹는점은 주석의 경우 231°C, 철의 경우 1531°C로 훨씬 높습니다. 금속 주조를 시작하기 전에 금속을 녹여야 합니다. 그리고 근처 가지에서 만든 간단한 불로 점토 그릇에 주석을 녹일 수 있다면 철은 물론 구리를 녹이려면 특수 장비를 갖춘 용광로와 준비된 연료가 필요합니다.



가장 부드럽고 가용성이 가장 높은 금속인 주석과 납은 나무 금형에도 주조할 수 있습니다.

더 많은 내화성 금속을 주조하려면 모래와 점토를 혼합하여 만든 주형이 필요합니다. 티타늄과 같은 일부 금속은 주조를 위해 금형이 필요합니다.

부은 후에는 제품을 식혀야 합니다. 재사용 가능한 다이가 분해되고, 일회용 몰드가 파괴되고, 주조물이 추가 가공 또는 사용 준비가 됩니다.

주입용 금속

흑색 금속

야금 산업에서는 비철금속과 철금속을 구별합니다. 흑색에는 철, 망간, 크롬 및 이를 기반으로 한 합금이 포함됩니다. 여기에는 모든 강철, 주철 및 합금철이 포함됩니다. 철금속은 전 세계 금속합금 소비의 90% 이상을 차지합니다. 강철은 스쿠터부터 초대형 유조선, 건물 구조물, 가전제품, 공작 기계 및 기타 산업 장비에 이르기까지 차량의 선체와 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

주철은 굽힘이나 비틀림 응력을 받지 않는 크고 강하며 내구성이 있는 구조물을 주조하는 데 탁월한 금속입니다.

비철금속은 물리적 특성, 특히 비중에 따라 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

경질 비철금속

이 그룹에는 알루미늄, 티타늄, 마그네슘이 포함됩니다. 이 금속은 철보다 흔하지 않으며 가격도 더 비쌉니다. 항공 우주 산업, 첨단 무기 생산, 컴퓨팅 및 통신 장비 생산, 스마트폰 및 소형 가전 제품 등 제품의 무게를 줄여야 하는 산업에 사용됩니다.

티타늄은 인체 조직과의 상호 작용이 뛰어나 뼈, 관절, 치아 보철물에 널리 사용됩니다.

중비철금속

여기에는 구리, 주석, 납, 아연 및 니켈이 포함됩니다. 이는 화학 산업, 전기 재료 생산, 전자 제품, 운송 등 충분히 강하고 탄성이 있으며 부식 방지 합금이 필요한 모든 곳에서 사용됩니다.




귀금속

이 그룹에는 금, 은, 백금뿐만 아니라 더 희귀한 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐이 포함됩니다.

처음 세 가지는 선사 시대부터 인간에게 알려졌습니다. 그것들은 자연에서 거의 발견되지 않았으므로 (구리와 철에 비해) 지불 수단, 귀중한 보석 및 의식 대상의 재료로 사용되었습니다.

문명이 발달하면서 금과 백금은 부를 축적하는 수단으로서의 역할을 유지했지만, 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 산업과 의학 분야에서 매우 널리 사용되었습니다.

금속 주조 방법

주요 금속 주조 방법은 다음과 같습니다.

전통적인 방법

금속은 중력의 영향을 받아 금형에 들어갑니다. 모래 점토 또는 금속 매트릭스가 사용됩니다. 이 방법의 단점은 금형 제작 및 기타 작업의 노동 강도가 높고 작업 조건이 까다로우며 환경 친화성이 낮다는 점입니다.

저압 주조

모델이 금형에서 제거되고 부품이 함께 조립되어 생성됩니다. 가스 제거를 보장하기 위해 얇고 날카로운 바늘로 형태를 찔렀습니다. 그들은 주조를 하고 식을 때까지 기다립니다.

금형이라고 불리는 분할 금형은 금속 부품으로 만들어집니다. 매트릭스 부품은 주조 방식으로 생산되거나 높은 표면 품질과 치수 정확도가 필요한 경우 밀링 방식으로 생산됩니다. 금형은 붙지 않는 화합물로 윤활 처리되고 채워집니다.

냉각 후 주형을 분해하고 주물을 제거하고 청소합니다. 금속 매트릭스는 최대 300회의 작동 주기를 견딜 수 있습니다.

모델은 목재나 왁스가 아닌 주로 폴리스티렌과 같은 저융점 및 가스화 물질로 만들어졌습니다. 모델은 금형 안에 남아 있다가 금속을 부을 때 증발합니다.

이 방법의 장점:

  • 모델은 매트릭스에서 추출될 필요가 없습니다.
  • 원하는 대로 복잡한 주조 모델을 만들 수 있으며 복잡하고 복합적인 주형이 필요하지 않습니다.
  • 모델링 및 성형의 복잡성이 크게 감소되었습니다.

가스화 주조는 현대 야금 산업에서 점점 인기를 얻고 있습니다.

주조 금형

가장 오래된 유형의 주형은 모래-점토 성형 혼합물, 즉 “흙”으로 만든 것입니다. 역사적으로 야금의 중심지는 예를 들어 세계적으로 유명한 Kasli 철 공장 근처와 같이 주조 준비가 완료된 모래 퇴적물 근처에서 발생했습니다. 혼합물은 코팅 혼합물과 충전 혼합물로 구분됩니다.

매트릭스를 구성하려면 모델이 필요합니다. 미래 제품의 실물 크기 모형이지만 크기가 다소 더 크며 주조 수축량과 동일합니다.

모델은 거푸집 또는 플라스크의 중앙에 배치되고 내열성 및 플라스틱 코팅 혼합물 층이 적용됩니다. 그런 다음 플라스크를 층별로 채우기 시작하고 각 층을 충전 혼합물로 조심스럽게 다집니다. 혼합물 충전에 대한 요구 사항은 코팅 혼합물에 대한 요구 사항보다 훨씬 낮습니다. 주입된 금속의 압력을 견디고 주조 구성을 유지하며 용융 가스의 방출을 보장해야 합니다. 그런 다음 모델을 금형에서 꺼내고 그 자리에 용융물을 붓습니다.

복잡한 세부 사항과 내부 구멍이 있는 복잡한 구성의 주조에는 여러 부품으로 만들어진 복합 모델과 금형이 사용됩니다.

주조는 금형에서도 수행됩니다. 이 제품은 높은 치수 정확도와 낮은 표면 거칠기가 요구되는 주조 부품의 대량 생산과 가열된 상태에서 활성화되는 일부 금속에 사용됩니다. 주형 재료의 용융 온도는 주조되는 용융물의 온도보다 상당히 높아야 합니다.

적용분야

다양한 주조 방법에는 고유한 적용 분야가 있습니다.

따라서 모래 주조는 단일 주조 또는 소규모 시리즈에 사용됩니다. 수천년에 걸쳐 입증된 이 방법은 점차 산업 기업에서 사라지고 있지만 예술과 공예, 조각 작업장에서는 계속해서 사용되고 있습니다.

필요한 경우 금속 주조가 사용됩니다.

  • 대량의 주물;
  • 높은 치수 정확도;
  • 높은 표면 품질.

금속 주조는 보석 산업과 금속 보석 생산에서도 널리 사용됩니다.

사출 성형은 제품 품질, 환경 모니터링, 노동 안전, 재료 및 에너지 자원의 효율적인 사용에 중점을 두는 기업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

가스화 모델을 이용한 주조는 대량의 주조가 계획되어 높은 정밀도와 노동력 절감이 요구되는 경우에 사용됩니다.

주조품의 대량 생산이 발전함에 따라 기존의 기술이 향상되고 새로운 특수 주조 방법이 개발되었습니다. 주조소는 완성된 부품의 모양과 치수에 최대한 가까운 모양과 치수의 주물을 생산해야 하는 과제에 직면해 있으며, 가장 노동 집약적인 가공 작업은 마무리 및 연삭에만 국한되어야 합니다. 이는 냉각 주조, 압력 주조, 원심 주조, 로스트 왁스 주조, 쉘 주조 등과 같은 특수하고 보다 정확한 주조 방법을 개선하고 도입함으로써 달성될 수 있습니다.

일회용 금형에서 정밀 주조품을 생산할 때 주조품의 기계적 가공이 제거되거나 감소됩니다. 이러한 주조 방법에는 쉘 몰드 주조, 로스트 왁스 주조, 석고 및 유리 몰드 주조, 폴리스티렌 폼 모델 주조가 포함됩니다.

반영구적 주형(내화 점토, 금속 세라믹, 흑연)에서는 수십, 심지어 수백 개의 주물을 파괴하지 않고 얻을 수 있습니다.

금속 주형은 매우 정확한 치수로 수천 개의 주물을 생산할 수 있습니다. 금형주조에는 다이캐스팅, 원심주조, 사출성형 등이 있습니다. 등.

5.1.1. 모래 주조.

복잡한 형상의 대형 부품 생산, 소규모 및 개별 생산에는 모래 주조가 사용됩니다. 그림 4.1은 모래 주형에서 밸브 본체인 주물을 제조하는 순서의 예를 보여줍니다. 부품 도면을 기반으로 주물 도면이 개발됩니다(그림 1a). 모형 작업장에서는 부품의 설계 특징에 따라 두 개 이상의 부품으로 구성된 목재 또는 금속으로 모형을 제작하여 주물사에서 제거되도록 합니다. 이 모델은 로드가 금형에 고정되는 부품의 외부 윤곽과 로드 시트(표시 1)를 시뮬레이션합니다. 조형 작업장에서는 모형의 절반이 모형판에 설치되고 아래쪽은 고정됩니다. 금형 챔버 4.

플라스크는 직사각형 상자이며 주조 금형의 일부입니다. 모델이 내부에 있는 주형에 주물사를 채우고 압축합니다. 나는 판에서 플라스크를 제거하고 그림 5.1.c를 180도 뒤집은 다음 게이팅 시스템 2와 상부 플라스크 3이 있는 모델의 두 번째 절반을 설치합니다. 상부 플라스크 3,

그림 5.1성형 혼합물을 붓고 압축합니다.

코어 박스 그림 5.1d에서는 그림 5.1d에서 막대가 만들어져 주조 공작물의 내부 공동과 형상을 시뮬레이션합니다.

서명, 즉 형태로 고정되는 곳. 사용된 재료는 코어가 형성되는 코어 혼합물입니다.



상부 플라스크를 제거하고, 성형된 혼합물의 완전성을 손상시키지 않도록 주의하면서 부품의 모델과 게이팅 시스템을 금형의 양쪽 절반에서 제거합니다. 그림 5.1.e의 로드 6을 금형의 아래쪽 절반에 설치하고 금형의 위쪽 절반으로 덮습니다. 상부 및 하부 금형의 코어와 성형 혼합물 사이에 형성된 캐비티는 게이팅 시스템을 통해 용융 금속으로 채워집니다.

그림 5.2

금속이 경화된 후 주형을 분해하고 주물을 제거합니다. 주조 블랭크는 주물 모래로 청소되고, 코어는 녹아웃되고, 스프루는 절단되어 청소됩니다. 형태는 두 개 또는 여러 개의 플라스크로 구성될 수 있습니다. 그림 5.2. 주조 풀리 블랭크를 얻기 위한 금형을 보여줍니다. 부품의 외부 윤곽 형성은 다음 순서로 수행됩니다.

공작물의 하부 성형은 하부 플라스크(3)에서 수행되며,

모델 플레이트에 설치되었습니다. 모델은 모델 플레이트에 고정되어 플라스크의 분할면까지 주조를 모방합니다. 플라스크에 충전 프레임을 설치하고 플라스크에 주물사를 채웁니다. 성형 혼합물은 누르거나 흔들거나 특수 기계, 모래 던지기 또는 모래 발사 기계를 사용하여 압축됩니다.

성형 후, 플라스크를 모델 플레이트에서 조심스럽게 제거하고 180°뒤집습니다. 모형은 플라스크에서 모형을 꺼낼 때 주물사가 파괴되지 않는 형태를 가져야 합니다. 필요한 경사가 제공됩니다. 그림 5.2.a의 부싱 4, 라이저 6, 버트레스 5 모델을 설치하고 상부 절반 금형을 형성합니다.

주물사를 다진 후 상부 주형을 제거하고, 그로부터 라이저 및 교대 모형을 제거하고, 하부에서 주물 모형을 제거한다. 금형 반쪽을 조립하기 전에 주물에 중앙 구멍과 환형 홈을 형성하는 역할을 하는 로드 1과 2가 설치됩니다. 로드는 더 뛰어난 가스 투과성, 강도 및 달라붙지 않는 특성을 제공하는 특수 성형 혼합물로 만들어집니다.

단일 생산에서는 세 개의 플라스크에서 동일한 부품을 만들 수 있으며, 플라스크의 분할 평면은 풀리의 끝 표면을 따라 통과합니다. 이러한 성형을 통해 로드(2) 중 하나의 제작이 생략되고, 슬리브(4)와 플랜지(8)의 모형을 탈부착 가능하게 하여 플라스크 분해 및 모형 제거 과정에서 주물사에서 분리할 수 있도록 하였다. 중간 플라스크(10)는 풀리용 환형 리세스의 생성을 보장한다.

5.1.2. 금속 주형으로 주조합니다.

금속 주형에서의 주조(냉각)는 모래 주형에서의 주조에 비해 장점이 있습니다. 주조 공정 비용과 주조 블랭크의 기계적 처리 복잡성이 감소됩니다. 합금의 기계적 성질과 노동 생산성이 향상됩니다. 이 방법은 주로 다음과 같은 경우에 사용됩니다.

연속 및 대규모 생산. 이 방법의 단점은 금형 제조가 매우 복잡하다는 것입니다.

그림 5.3은 두 개의 반쪽(1과 4)으로 구성된 금형 설계를 보여줍니다. 작업 공동(10)은 주조 가공물의 외부 윤곽을 모방하고 모래 막대(5)는 내부 공동과 구멍을 모방합니다.

유사하게 모래 주형에서처럼 게이팅 시스템용 채널(8)과 가스 제거용 통풍구가 냉각 주형에 제공됩니다. 금형의 두 부분을 서로에 대해 조정하기 위해 핀(15 및 3)이 설치되어 금형의 두 번째 절반의 가이드 구멍에 맞습니다. 생성된 주조 빌렛이 금형 밖으로 밀려 나옵니다. 그림 5.3구멍(9)을 통과하는 푸셔. 몰드는 조수(7)로 작업 테이블에 고정됩니다. 다이는 주입되는 합금의 온도에 따라 더 많은 주입 횟수를 견딜 수 있습니다. 주조 부품의 디자인은 주조 부품의 금속이 응고된 후 다이의 두 절반이 분리될 수 있도록 상대적으로 단순한 형태를 가져야 합니다. 그렇지 않으면 복잡한 표면을 형성하는 추가 모래 막대를 설치하기 위해 금형에 공간을 제공해야 합니다.

5.1.3. . 분실된 왁스 주조.


이 방법을 사용하면 다층, 일체형, 내화 형태의 일회성 모델(용해, 연소, 용해)을 사용하여 주물을 생산할 수 있습니다. 이 방법으로 얻은 부품은 후속 가공이 필요하지 않으며 구성이 매우 복잡하고 표면 품질이 높습니다. 이 방법은 상당히 노동 집약적이며 기계 가공이 어려운 재료를 사용할 때 복잡하고 노동 집약적인 기계 가공 부품 제조에 사용하는 것이 좋습니다. 이 방법의 본질은 다음과 같습니다. 그림 5.4a의 주조 도면에 따른 모델을 얻으려면 일반적으로 게이팅 시스템용 채널이 있는 분리 가능한 금속 또는 플라스틱 주형을 그림 5.4.b로 만듭니다. 그림 5.4 오븐에서 녹여 파라핀 50%와 스테아린 50%로 구성된 저융점 합금을 틀에 붓습니다. 그림 5.4 d .

그림 5.4.

경화된 모델 그림 4.4.d는 금형에서 제거되고 공통 게이팅 시스템으로 연결된 여러 모델로 구성된 블록 그림 5.4f로 조립됩니다.

조립된 블록을 내화 현탁액에 담그고 마른 모래를 뿌린 후 공기 건조합니다.

5-8mm 두께의 금형을 얻을 때까지 작업을 여러 번 반복합니다. 그림 5.4.g. 생성된 블록의 파라핀 모델은 120~150°C의 뜨거운 공기, 증기 또는 뜨거운 물로 녹습니다. 이렇게 얻은 주형은 하소되어 내구성이 뛰어난 세라믹 껍질로 변합니다. 그림에서. 5.4. 주조 금형을 제조하는 기술 순서가 제시됩니다.

주형은 용융된 금속으로 채워지고(그림 5.4.h) 주물이 경화된 후 주형이 주형에서 떨어져 나가 세라믹 껍질이 파괴됩니다. 세라믹 주형을 완전히 청소하기 위해 주물을 알칼리성 용액으로 처리하고 뜨거운 물로 세척합니다.

주물(casting)은 용융된 금속, 플라스틱, 세라믹 재료 등을 주형틀에 부어 얻은 공작물이다. 응고 후 주물은 주형 캐비티의 구성을 유지합니다. 주조 방법은 단조, 스탬핑, 용접 등 다른 유형의 가공으로는 얻기 어렵거나 불가능한 복잡한 구성의 제품을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.

주조는 크고 작은 크기의 복잡한 모양의 블랭크와 부품을 생산하는 경제적인 방법 중 하나입니다.

금속 주물을 생산하는 기술 프로세스는 다음과 같은 주요 작업으로 구성됩니다.

1) 주조 금형 생산;

    금속 제련;

    금형에 금속을 붓는 단계;

    금속의 응고 및 주물의 냉각;

    주조품의 열처리;

    주조 품질 관리;

    가공용 주물 납품.

나열된 각 작업은 본질적으로 복잡하고 다중 전환입니다. 각 작업을 수행할 때 치수 정확성과 표면 청결도, 유리한 금속 구조는 물론 외부 및 내부 주조와 금속학적 결함이 없는 등 모든 측면에서 높은 수준의 주조 품질이 보장되어야 합니다.

주조 산업에서는 주조 주형의 재질, 부어진 금속을 공급하는 방법, 치수 정확도, 청결도가 서로 다른 금속 주물을 생산하기 위해 50가지 이상의 주조 유형이 사용됩니다. 주물의 표면, 생산성 및 기술 과정의 복잡성 정도.

주조 주형은 금속을 붓고 주조물을 형성하도록 설계된 장치입니다(그림 3.1). 이는 작업 공동(8)과 게이팅 시스템으로 구성됩니다. 그림에서. 3.1 주조 금형은 상부와 하부로 구분됩니다. 공작물의 본체는 작업 공동에 직접 형성되므로 그 구성과 치수는 제조되는 주조품의 외형 및 치수와 일치해야 합니다. 이 경우 작업 공동의 치수는 금속의 주조 수축량만큼 주조의 치수를 초과해야 한다는 점을 고려해야 합니다. 결과적으로, 주물의 치수는 가공 중에 제거된 기술 여유량만큼 부품의 치수보다 커야 합니다. 따라서 주조 금형의 작업 공동의 최종 치수에는 부품의 해당 치수, 기계 가공 허용 및 금속 주조 수축이 포함됩니다.

일부 주물 내부는 물론 외부 표면에도 다양한 구멍, 구멍, 오목한 부분이 있을 수 있습니다. 이를 수행하기 위해 금형을 조립할 때 적절한 세라믹 또는 금속 요소가 설치되고 막대(7)로 꿰매어집니다. 녹아웃 중에 막대가 주물에서 제거되어 필요한 구멍이나 오목한 부분이 남습니다.

그림 3.1 - 주조 금형의 구성

1 - 그릇 (깔때기) 2 - 라이저. 3 - 초크, 4 - 슬래그 포수, 5 - 피더, 6 - 부수입, 7 - 로드, 8 - 작업 공동

게이팅 시스템은 금속을 작업 공간에 공급하고 결정화 과정에서 주물을 공급하는 역할을 합니다. 보울(깔대기)(1), 라이저(2), 충진 속도를 조절하고 공기가 라이저로 흡입되는 것을 방지하는 스로틀(3), 금형 상부 절반에 위치한 슬래그 캐쳐(4)로 구성됩니다. 비금속 개재물을 유지하기 위해 피더(5), 금속을 작업 공동에 직접 공급하거나 이 경우와 같이 부수입(6)을 통해 공급합니다. 이익은 금속의 냉각 및 결정화 중에 주조 본체에 공급되고 수축 공동의 형성을 방지합니다. 이익은 상단 또는 측면이 될 수 있습니다.

주조 산업에서는 모래 점토 주형 주조와 특수 주조라는 두 가지 유형의 주조 유형이 개발되었습니다.

모래-점토 주형으로 주조하는 것은 주조 블랭크를 생산하는 가장 간단하고 일반적인 방법입니다. 각 주형은 하나의 주물을 생산하는 데 사용됩니다. 이러한 형태의 제조를 위해 사용되는 재료는 모래 베이스로 구성된 성형 혼합물이며, 여기에 일정량의 점토와 물이 결합 재료로 첨가됩니다.

또한, 비점착성 첨가제가 분쇄 석탄, 마샬라이트(분쇄 석영), 연료유 및 주조 품질 향상에 도움이 되는 기타 물질(톱밥, 황산염-알코올 증류 잔여물) 형태로 혼합물에 도입됩니다.

막대를 만들기 위한 재료는 주로 특수 물질(아마인유, 황산염 증류액, 덱스트린, 로진 등)과 결합된 모래로 구성된 막대 혼합물입니다.

주조 주형은 일반적으로 손이나 기계로 별도로 생산되는 두 개의 주형 반쪽(하부 및 상부)으로 구성됩니다. 각 반형은 플라스크라고 불리는 바닥과 뚜껑이 없는 특수 금속 상자로 만들어집니다. 몰드를 조립할 때 플라스크를 서로 겹쳐서 고정합니다.

주물사로 채워진 플라스크에서 주조용 작업 공동은 분할 모델의 절반을 사용하여 얻어지며, 그 모양과 치수는 작업 공동의 모양 및 계산된 치수에 해당합니다. 금형 반쪽(플라스크)에서 주조 금형을 조립하는 작업은 모델의 절반을 제거하고 하단 금형 절반에 코어를 설치한 후 수행됩니다. 코어는 특수 장치(코어 박스)에서 생산되며 필수 건조 과정을 거칩니다.

고정된 플라스크로 구성된 조립된 주형은 특수 국자를 사용하여 게이팅 시스템을 통해 부어지고 결정화가 완료되고 주조 본체가 냉각될 때까지 제자리에 유지됩니다. 그런 다음 플라스크를 풀고 특수 설치를 사용하여 주물을 금형에서 녹아웃합니다. 그런 다음 주물을 게이팅 시스템에서 다듬고 청소하여 이익을 얻고, 성형 잔여물과 코어 혼합물을 제거하고, 주물 표면의 다양한 결함을 청소합니다. 그 후, 주조물은 금속의 거친 입자, 수지상 구조, 주조 응력을 제거하고 기계 가공을 위해 주조 금속을 준비하는 것을 목표로 하는 열처리를 거칩니다.

모래점토 주형 주조의 단점은 치수 정확도와 표면 청결도가 낮아 가공 여유가 크고 작업장의 높은 먼지와 소음으로 인해 생산성이 낮고 위생적이며 위생적인 ​​작업 조건이 좋지 않다는 것입니다.

가장 일반적인 특수 주조 유형은 다음과 같습니다.

      칠 캐스팅;

      원심주조;

      사출 성형;

      쉘 캐스팅;

      분실된 왁스 주조.

냉각 주조는 금속 주형(냉각 주형)에서 주물을 생산하는 방법입니다. 이 주형은 주철 또는 강철로 만들어집니다. 외부 영향 없이 금형에 합금을 채우고 경화가 이루어집니다. 냉간 주조의 주요 장점은 성형 공정이 제거되고, 유리한 냉각 조건이 제공되며, 주형에서 주조물을 쉽게 제거할 수 있고, 주조물의 높은 치수 정확도와 표면 청결도, 주조 금속의 미세 입자 등이 있습니다. 제품의 금속 소비를 줄이고 금속의 강도를 높입니다.

작업 공동이 교체 가능한 스탬핑 형태로 만들어지는 얇은 벽의 수냉식 형태뿐만 아니라 강판 패키지로 만든 가단성 금속 형태를 사용하는 것이 유망합니다.

알루미늄 및 마그네슘 합금으로 만들어진 얇은 벽의 몸체 부품을 냉간 주조할 때 진공 흡입이 사용됩니다. 벽이 얇은 대형 주물을 생산하기 위해 소위 "북(book)" 성형 방법을 사용하는데, 개방형 금형에 붓고 금형 반쪽이 닫혀 있을 때 압착합니다.

냉각 주조는 주철, 강철, 알루미늄, 구리, 마그네슘 및 기타 합금으로 주조물을 생산합니다.

자동 라인에서는 전기 기계용 주철 프레임과 베어링 실드가 금형에서 생산됩니다. 베어링 실드를 붓기 위한 금형은 수직 분할 평면이 있는 두 개의 수냉식 반쪽으로 구성됩니다.

회전축 높이가 112mm인 전기 모터 프레임을 주조하려면 페이싱 몰드가 사용됩니다. 라이닝된 냉각 몰드에 주조하는 방법은 열경화성 결합제 위에 두께 4~8mm의 일회용 모래-수지 라이닝 층을 냉각 몰드의 작업 표면에 적용하고 200°C로 예열하는 것입니다. 개별 다이 구역에서 라이닝의 두께는 주조품의 다양한 부품의 냉각 조건에 따라 더 크거나 더 작을 수 있습니다.

라이닝된 다이의 주조는 깨끗한(라이닝되지 않은) 다이의 주조에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

냉각 금형의 내구성 향상(최대 30,000회 충전)

기술 공정에서 주조 어닐링 작업을 제외합니다.

금형의 단순화된 설계(가공이 필요 없는 주조 작업 소켓으로 제조할 수 있어 금형 비용이 절감됨)

돌출된 부품과 깊은 구멍이 있는 주물 생산 가능성;

모든 구성의 정밀한 주조물을 얻을 가능성;

주물의 응고를 위한 최적의 조건을 얻습니다.

원심주조는 빠르게 회전하는 금형에 주조하는 것으로, 원심력을 받은 용융 금속이 금형 벽에 부딪쳐 응고되어 주조물을 형성합니다. 이러한 방식으로 짧은(그림 3.2, a) 또는 긴(그림 3.2, b) 회전체가 주조됩니다. 이 주조 방법은 업계에서 널리 사용되며, 특히 주철 및 강철 파이프, 링, 부싱, 쉘 등의 자유 표면을 가진 중공 주조를 12등급 정확도로 생산하는 데 사용됩니다. 금형은 원심 주조기에 설치됩니다. 금형의 회전축 위치에 따라 수평 기계와 수직 기계가 구별됩니다. 원심주조로 생산된 주물은 외층의 밀도가 증가했습니다. 원심주조의 장점은 냉간주조와 동일하나, 수축현상으로 인해 내부 표면의 품질이 외부보다 나쁘다. 원통형 주물에서 내부 공동을 얻으려면 막대가 필요하지 않으므로 제조에 필요한 자원 비용이 절약됩니다.

a - 짧은 회전체, b - 긴 회전체, 1 - 모양, 2 - 홈

그림 3 2- 원심 주조 방식

사출 성형은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

1) 금속 사출 성형;

    고분자 재료의 사출 성형.

금속 사출 성형은 액체 용융물이 상당한 압력(30...100 MPa) 하에서 폐쇄된 금속 주형에 도입되고 압력 하에서 유지되는 동안 결정화될 때 일부 등급의 비철 금속 및 강철 합금으로 주물을 생산하는 방법입니다. (그림 3.3). 이를 통해 주물의 치수 및 모양을 완성된 부품의 치수 및 모양에 최대한 가깝게 할 수 있어 후속 가공을 줄이거나 없앨 수 있습니다. 이 방법으로 만든 주물의 강도는 흙주형으로 주조한 주물의 강도보다 30% 더 높습니다.

- 대기실에 금속 공급, - 작업 공간에 금속 주입, V- 주조 녹아웃, 1 - 챔버, 2 - 피스톤. 3 - 곰팡이

그림 3.3 - 사출 성형 방식

다음 요소는 사출 성형 주조의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다.

주조 설계의 크기 및 복잡성;

주조 벽 두께;

금속 수축 방향;

정밀금형제작;

금형의 마모 정도.

하나의 반 금형에 있거나 금형의 고정 부품으로 형성된 주조 요소에 대해 최대 치수 정확도가 달성됩니다. 주물의 치수 정확도는 주형 설계에 따라 0.03...0.18mm 이내로 허용됩니다.

사출 성형은 냉간 및 고온 압착 챔버가 있는 주조기에서 수행됩니다. 주조 금형은 강철로 만들어집니다. 하나의 금형에는 동시에 공급되는 여러 작업 공동이 포함될 수 있습니다. 이러한 다중 캐비티 금형을 사용하면 한 번에 20개 이상의 주물을 생산할 수 있습니다. 주조기의 생산성은 시간당 최대 600 타설(프레싱)입니다. 사출 주조는 최고 품질, 정확하고 깨끗하며 생산적인 주조 유형입니다. 이 방법은 복잡한 모양의 작은 부품을 제조하기 위한 연속 및 대량 생산에 널리 사용됩니다. 최대 300g 무게의 주조를 위한 최신 자동 사출 성형기는 시간당 최대 6000~8000개의 주조 생산성을 제공합니다. 공작물의 표면 거칠기는 R a = 2.5...0.32 µm입니다.

강철 사출 금형은 구성이 복잡하고 비용이 높습니다.

이전에는 알루미늄 합금으로 전기 기계 하우징을 사출 성형할 때 수직으로 분할된 금형이 사용되었습니다. 그 안에는 전기 기계의 본체, 단자함 및 발을 별도로 주조한 후 기계 가공 후 조립했습니다.

현재 4개의 수평 커넥터가 있는 금형이 사용됩니다(그림 3.4). 몸은 발과 터미널 박스와 함께 캐스팅됩니다. 갈비뼈의 배열은 수직-수평입니다.

4격실 금형을 사용하면 더 얇고 높은 리브가 있는 하우징을 주조할 수 있어 기계 냉각이 향상되고 하우징 질량이 15~25% 감소합니다.

저전력 전기 기계용 알루미늄 주조물은 대부분 특수 주조기에서 사출 성형하여 생산됩니다(그림 3.5, ㅏ).

그림 3.4 - 4개 구획 금형의 스케치

5 – 고정 플레이트, 6 – 실린더, 7 – 도가니, 8 – 피스톤,

9 – 액체 금속, 10,11 – 금형 부품, 12 – 캐비티

그림 3.5 – 사출 성형기(a) 및 주조 다이어그램(b)

모든 금속을 주조할 수 있습니다. 그러나 모든 금속이 동일한 주조 특성, 특히 유동성(모든 구성의 주조 주형을 채울 수 있는 능력)을 갖는 것은 아닙니다. 주조 특성은 주로 금속의 화학적 조성과 구조에 따라 달라집니다. 녹는 온도가 중요합니다. 융점이 낮은 금속은 산업적으로 주조하기 쉽습니다. 일반적인 금속 중에서 강철의 녹는점이 가장 높습니다. 금속은 철금속과 비철금속으로 구분됩니다. 철금속에는 강철, 연성철, 주철이 있습니다. 비철금속에는 상당량의 철을 포함하지 않는 기타 모든 금속이 포함됩니다. 주조에는 특히 구리, 니켈, 알루미늄, 마그네슘, 납 및 아연을 기본으로 한 합금이 사용됩니다. 합금.

검은 금속.

이 되다.

산업용 주조용 강철에는 5가지 등급이 있습니다. 1) 저탄소(탄소 함량이 0.2% 미만); 2) 중간 탄소(0.2~0.5% 탄소); 3) 고탄소(0.5% 이상의 탄소); 4) 저합금(8% 미만 합금 원소) 및 5) 고합금(8% 초과 합금 원소). 중탄소강은 철금속 주조의 대부분을 차지합니다. 이러한 주물은 일반적으로 표준화된 등급의 산업 제품입니다. 다양한 유형의 합금강은 고강도, 연성, 인성, 내식성, 내열성 및 피로 강도를 달성하도록 설계되었습니다. 주강은 단조강과 특성이 유사합니다. 이러한 강철의 인장 강도는 400~1500MPa입니다. 주물의 질량은 100g에서 200톤 이상, 단면 두께는 5mm에서 1.5m까지 다양하며 주물의 길이는 30m를 초과할 수 있습니다. 강철은 주조용 범용 재료입니다. 강도와 연성이 높아 기계공학에 탁월한 소재입니다.

가단성 주철.

연성철에는 일반 등급과 펄라이트의 두 가지 주요 등급이 있습니다. 주물은 일부 합금 전성 주철로도 만들어집니다. 연성 철의 인장 강도는 250-550MPa입니다. 피로 저항성, 높은 강성 및 우수한 기계 가공성은 공작 기계 및 기타 대량 생산 응용 분야에 이상적입니다. 주물의 질량은 100g에서 수백 킬로그램이며 단면 두께는 일반적으로 5cm를 넘지 않습니다.

주철.

주철에는 탄소와 2~4%의 탄소를 함유한 규소와 철의 합금이 포함됩니다. 주조에 사용되는 주철에는 회색, 흰색, 표백 및 반주철의 네 가지 주요 유형이 있습니다. 주철의 인장 강도는 140-420MPa이고 일부 합금 주철은 최대 550MPa입니다. 주철은 연성이 낮고 충격 강도가 낮은 것이 특징입니다. 디자이너들 사이에서는 깨지기 쉬운 소재로 간주됩니다. 주물의 질량은 100g에서 수톤에 이릅니다. 주조 주철은 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 비용이 저렴하고 절단으로 쉽게 가공할 수 있습니다.

결절성 주철.

흑연의 구형 함유물은 주철의 연성 및 회주철과 유리하게 구별되는 기타 특성을 제공합니다. 흑연 개재물의 구형 모양은 주조 직전에 주철을 마그네슘 또는 세륨으로 처리하여 얻습니다. 구상흑연주철의 인장강도는 400~850MPa이고 연성은 20~1%이다. 실제 구상흑연주철은 노치 샘플의 충격 강도가 낮은 것이 특징입니다. 주물은 단면적, 무게가 0.5kg에서 수 톤까지 크고 작은 두께를 가질 수 있습니다.

비철금속.

구리, 황동 및 청동.

주조에 적합한 다양한 구리 기반 합금이 있습니다. 구리는 높은 열 및 전기 전도성이 필요한 경우에 사용됩니다. 황동(구리와 아연의 합금)은 다양한 범용 제품에 저렴하고 중간 수준의 내부식성 재료가 필요할 때 사용됩니다. 주조 황동의 인장 강도는 180-300 MPa입니다. 청동(구리와 주석의 합금에 아연과 니켈을 첨가할 수 있음)은 강도를 높여야 하는 경우에 사용됩니다. 주조 청동의 인장 강도는 250-850 MPa입니다.

니켈.

구리-니켈 합금(예: 모넬 금속)은 내식성이 높습니다. 니켈-크롬 합금(예: 인코넬 및 니크롬)은 높은 내열성을 특징으로 합니다. 몰리브덴-니켈 합금은 고온에서 염산 및 산화성 산에 대한 내성이 매우 높습니다.

알류미늄.

최근에는 알루미늄 합금을 소재로 한 주조제품이 가볍고 강도가 높아 사용이 늘어나고 있습니다. 이러한 합금은 상당히 높은 내식성과 우수한 열 및 전기 전도성을 가지고 있습니다. 주조 알루미늄 합금의 인장 강도는 150~350MPa입니다.

마그네슘.

마그네슘 합금은 가벼움이 우선적으로 요구되는 곳에 사용됩니다. 주조 마그네슘 합금의 인장 강도는 170-260MPa입니다.

티탄.

튼튼하고 가벼운 소재인 티타늄을 진공 속에서 녹여 흑연 주형으로 주조합니다. 사실 냉각 과정에서 금형 재료와의 반응으로 인해 티타늄 표면이 오염될 수 있습니다. 따라서 가공 및 압축 분말 흑연으로 만든 형태가 아닌 다른 형태로 주조된 티타늄은 표면이 심하게 오염되어 경도가 증가하고 굽힘 연성이 낮은 것으로 나타납니다. 티타늄 주조는 주로 항공우주 산업에서 사용됩니다. 주조 티타늄의 인장 강도는 1000MPa 이상이며 상대 연신율은 5%입니다.

희귀 및 귀금속.

금, 은, 백금 및 희귀 금속으로 만든 주물은 보석, 치과 기술(크라운, 충전재)에 사용되며 전자 부품의 일부 부품도 주조로 만들어집니다.

캐스팅 방법

주요 주조 방법에는 정적 주조, 사출 성형, 원심 주조 및 진공 주조가 있습니다.

정적 채우기.

대부분의 경우 정적 채우기가 사용됩니다. 고정된 틀에 붓는다. 이 방법을 사용하면 용융 금속(또는 비금속 - 플라스틱, 유리, 세라믹 현탁액)이 채워질 때까지 고정 금형의 공동에 부어지고 응고될 때까지 유지됩니다.

사출 성형.

주조기는 금속(강철) 주형(일반적으로 주형이라고 하며 다중 캐비티일 수 있음)에 7~700MPa의 압력으로 용융 금속을 채웁니다. 이 방법의 장점은 높은 생산성, 높은 표면 품질, 주조 제품의 정확한 치수 및 가공 필요성이 최소화된다는 것입니다. 다이캐스팅에 사용되는 일반적인 금속은 아연, 알루미늄, 구리 및 주석-납 합금입니다. 녹는점이 낮기 때문에 이러한 합금은 고도로 기술적이며 정밀한 치수 공차와 뛰어난 주조 특성을 허용합니다.

사출 성형의 경우 주물 구성의 복잡성은 주물이 금형에서 분리될 때 손상될 수 있다는 사실로 인해 제한됩니다. 또한, 제품의 두께가 다소 제한되어 있습니다. 용융물이 빠르고 고르게 응고되는 얇은 단면을 가진 제품이 더 바람직합니다.

사출 성형기에는 콜드 챔버와 핫 챔버의 두 가지 유형이 있습니다. 핫 챔버 프레싱 기계는 주로 아연 기반 합금에 사용됩니다. 뜨거운 압축 챔버는 용융 금속에 잠겨 있습니다. 압축 공기의 약간의 압력이나 피스톤의 작용으로 액체 금속이 뜨거운 압축 챔버에서 금형으로 밀려 나옵니다. 콜드 챔버 주조기에서는 용융된 알루미늄, 마그네슘 또는 구리 합금이 35~700MPa의 압력으로 금형을 채웁니다.

사출 성형으로 얻은 주물은 많은 가전제품(진공청소기, 세탁기, 전화기, 램프, 타자기)에 사용되며 자동차 산업과 컴퓨터 생산에도 매우 광범위하게 사용됩니다. 주물의 무게는 수십 그램에서 50kg 이상까지 나갈 수 있습니다.

원심 주조.

원심 주조에서는 용융 금속을 수평 또는 수직 축을 중심으로 회전하는 모래 또는 금속 주형에 붓습니다. 원심력의 영향으로 금속은 중앙 스프루에서 금형 주변으로 던져져 공동을 채우고 응고되어 주물을 형성합니다. 원심 주조는 경제적이며 일부 유형의 제품(파이프, 링, 쉘 등과 같은 축대칭)의 경우 정적 주조보다 더 적합합니다.

진공 충전.

티타늄, 합금강 및 고온 합금과 같은 금속을 진공에서 녹인 후 진공에 놓인 흑연과 같은 여러 금형에 붓습니다. 이 방법은 금속의 가스 함량을 크게 줄입니다. 진공 주조로 생산된 잉곳과 주조물의 무게는 수백 킬로그램을 넘지 않습니다. 드문 경우지만, 기존 기술을 사용하여 제련된 다량의 강철(100톤 이상)을 진공 챔버에 부어 공기 중에서 추가 주조하기 위해 그 안에 설치된 주형 또는 주조 래들에 붓습니다. 대형 야금 진공 챔버는 다중 펌프 시스템에 의해 비워집니다. 이 방법으로 얻은 강철은 단조 또는 주조를 통해 특수 제품을 제조하는 데 사용됩니다. 이 과정을 진공 탈기라고 합니다.

주조 금형

주조 금형은 다중 금형과 일회용(모래) 금형으로 구분됩니다. 다양한 형태로는 금속(주형 및 냉각 주형), 흑연 또는 세라믹 내화물이 있습니다.

다양한 형태.

강철용 금형(금형 및 냉각 금형)은 일반적으로 주철로 만들어지며 때로는 내열강으로 만들어집니다. 황동, 아연, 알루미늄 등의 비철금속 주조에는 주철, 구리, 황동 주형이 사용됩니다.

금형.

이것은 다중 주조 금형의 가장 일반적인 유형입니다. 대부분의 경우 주형은 주철로 만들어지며 단조 또는 압연 강철 생산 초기 단계에서 강철 잉곳을 생산하는 데 사용됩니다. 금형은 개방형 주조 금형에 속합니다. 왜냐하면 금속이 중력에 의해 위에서부터 채워지기 때문입니다. "통과" 금형도 사용되며 상단과 하단이 모두 열립니다. 주형의 높이는 1~4.5m, 직경은 0.3~3m일 수 있으며 주조 벽의 두께는 주형의 크기에 따라 다릅니다. 구성은 원형에서 직사각형까지 다양할 수 있습니다. 금형 캐비티는 잉곳을 제거하는 데 필요한 약간 위쪽으로 확장됩니다.

부을 준비가 된 주형을 두꺼운 주철판 위에 놓습니다. 일반적으로 금형은 위에서부터 채워집니다. 금형 캐비티의 벽은 매끄럽고 깨끗해야 합니다. 부을 때 금속이 벽에 쏟아지거나 튀지 않는지 확인해야 합니다. 부어진 금속은 주형에서 경화된 후 잉곳이 제거됩니다(“잉곳 제거”). 금형이 냉각된 후 내부를 청소한 후 성형용 도료를 뿌려 다시 사용합니다. 하나의 금형을 사용하면 70~100개의 잉곳을 생산할 수 있습니다. 단조 또는 압연을 통한 추가 가공을 위해 잉곳을 고온으로 가열합니다.

코킬리.

이는 제품 구성에 해당하는 내부 공동을 갖춘 폐쇄형 금속 주조 금형과 주철, 청동, 알루미늄 또는 강철 블록을 기계 가공하여 만든 게이트(주입) 시스템입니다. 냉각 금형은 두 개 이상의 부품으로 구성되며, 연결 후 상단에는 용융 금속을 붓기 위한 작은 구멍만 남습니다. 내부 공동을 형성하기 위해 석고, 모래, 유리, 금속 또는 세라믹 "막대"를 금형에 넣습니다. 냉각 주조는 알루미늄, 구리, 아연, 마그네슘, 주석 및 납을 기반으로 한 합금으로 주조물을 생산합니다.

칠 캐스팅은 최소 1000개의 캐스팅을 획득해야 하는 경우에만 사용됩니다. 냉각 금형의 수명은 수십만 주물에 이릅니다. (용융 금속의 점진적인 연소로 인해) 주조품의 표면 품질이 견딜 수 없을 정도로 저하되기 시작하고 계산된 치수 공차가 더 이상 충족되지 않으면 냉각 금형이 폐기됩니다.

흑연 및 내화성 금형.

이러한 형태는 두 개 이상의 부품으로 구성되며 연결되면 필요한 공동이 형성됩니다. 형태는 수직, 수평 또는 경사진 분할 표면을 가질 수 있거나 별도의 블록으로 분해될 수 있습니다. 이렇게 하면 주물을 더 쉽게 제거할 수 있습니다. 제거한 금형은 다시 조립하여 다시 사용할 수 있습니다. 흑연 주형은 수백 개의 주조, 세라믹을 허용합니다. 단 몇 개만 가능합니다.

흑연다중금형은 흑연을 가공하여 제작할 수 있으며, 세라믹은 성형이 용이하여 금속금형에 비해 가격이 현저히 저렴합니다. 다이캐스팅이 만족스럽지 못한 경우 흑연 및 내화 주형을 사용하여 재주조할 수 있습니다.

내화성 주형은 도자기 점토(카올린) 및 기타 내화성 재료로 만들어집니다. 이 경우 쉽게 가공되는 금속이나 플라스틱으로 만든 모델이 사용됩니다. 분말 또는 입상 내화물을 물 속의 점토와 혼합하여 결과 혼합물을 성형하고 주조 주형 블랭크를 벽돌이나 접시와 같은 방식으로 소성합니다.

일회성 양식.

사형 주조 금형은 다른 금형보다 훨씬 적은 제한을 받습니다. 이는 모든 합금으로 모든 크기, 구성의 주물을 생산하는 데 적합합니다. 제품 디자인에 대한 요구가 가장 적습니다. 모래 주형은 플라스틱 내화물(보통 규산질 모래)로 만들어지며, 부어진 금속이 응고될 때 이 구성을 유지하고 주형에서 분리될 수 있도록 원하는 구성을 제공합니다.

성형 혼합물은 특수 기계에서 모래와 점토 및 유기 결합제를 물에 혼합하여 얻습니다.

모래 주형을 만들 때 금속을 붓는 "그릇"이 있는 상부 스프루 구멍과 응고 과정에서 주물에 용융 금속을 공급하기 위한 채널의 내부 게이팅 시스템이 제공됩니다. 그렇지 않으면 응고 중 수축으로 인해 ( 대부분의 금속에서 일반적임) 주조물에 보이드(수축 공동)가 형성될 수 있습니다.

쉘 형태.

이 금형에는 저융점 재료(석고)와 고융점 재료(미세 실리카 분말)의 두 가지 유형이 있습니다. 석고 껍질 주형은 석고 재료를 패스너(속경화 폴리머)를 사용하여 물과 혼합하여 묽은 농도로 만들고 이러한 혼합물로 주조 모형을 라이닝하여 만듭니다. 금형 재료가 경화된 후 절단, 가공 및 건조된 다음 두 반쪽을 "쌍"으로 부어 붓습니다. 이 주조 방법은 비철금속에만 적합합니다.

분실된 왁스 주조.

이 주조 방법은 녹는점이 높은 귀금속, 강철 및 기타 합금에 사용됩니다. 먼저, 주조할 부품에 맞는 주형을 만듭니다. 일반적으로 저융점 금속 또는 (가공된) 황동으로 만들어집니다. 그런 다음 주형에 파라핀, 플라스틱 또는 수은을 채우고 (다음에 냉동) 단일 주조 모델을 얻습니다. 모델에는 내화성 재료가 늘어서 있습니다. 껍질 모양의 재료는 미세한 내화물 분말(예: 실리카 분말)과 액체 바인더로 만들어집니다. 내화 피복층은 진동에 의해 압축됩니다. 경화된 후 금형을 가열하면 파라핀이나 플라스틱 모델이 녹고 액체가 금형 밖으로 흘러나옵니다. 그런 다음 금형을 소성하여 가스를 제거하고 가열하면 중력, 압축 공기 압력 또는 원심력의 영향(원심 주조기에서)으로 흐르는 액체 금속으로 채워집니다.

세라믹 형태.

세라믹 주형은 도자기 점토, 규선석, 멀라이트(알루미노규산염) 또는 기타 내화성이 높은 재료로 만들어집니다. 이러한 형태의 제조에는 일반적으로 쉽게 가공되는 금속 또는 플라스틱으로 만든 모델이 사용됩니다. 분말 또는 입상 내화물은 젤라틴 농도가 될 때까지 액체 결합제(에틸 실리케이트)와 혼합됩니다. 새로 만든 금형은 유연하므로 금형 캐비티를 손상시키지 않고 모델을 제거할 수 있습니다. 그런 다음 금형을 고온에서 소성하고 강철, 단단하고 부서지기 쉬운 합금, 희귀 금속 기반 합금 등 원하는 금속의 용융물로 채워집니다. 이 방법을 사용하면 모든 유형의 금형을 생산할 수 있으며 다음에 적합합니다. 소규모 및 대규모 생산 모두.

모든 금속을 주조할 수 있습니다. 그러나 모든 금속이 동일한 주조 특성, 특히 유동성(모든 구성의 주조 주형을 채울 수 있는 능력)을 갖는 것은 아닙니다. 주조 특성은 주로 금속의 화학적 조성과 구조에 따라 달라집니다. 녹는 온도가 중요합니다. 융점이 낮은 금속은 산업적으로 주조하기 쉽습니다. 일반적인 금속 중에서 강철의 녹는점이 가장 높습니다. 금속은 철금속과 비철금속으로 구분됩니다. 철금속에는 강철, 연성철, 주철이 있습니다. 비철금속에는 상당량의 철을 포함하지 않는 기타 모든 금속이 포함됩니다. 주조에는 특히 구리, 니켈, 알루미늄, 마그네슘, 납 및 아연을 기본으로 한 합금이 사용됩니다. 합금.

검은 금속.

이 되다.

산업용 주조용 강철에는 5가지 등급이 있습니다. 1) 저탄소(탄소 함량이 0.2% 미만); 2) 중간 탄소(0.2~0.5% 탄소); 3) 고탄소(0.5% 이상의 탄소); 4) 저합금(8% 미만 합금 원소) 및 5) 고합금(8% 초과 합금 원소). 중탄소강은 철금속 주조의 대부분을 차지합니다. 이러한 주물은 일반적으로 표준화된 등급의 산업 제품입니다. 다양한 유형의 합금강은 고강도, 연성, 인성, 내식성, 내열성 및 피로 강도를 달성하도록 설계되었습니다. 주강은 단조강과 특성이 유사합니다. 이러한 강철의 인장 강도는 400~1500MPa입니다. 주물의 질량은 100g에서 200톤 이상, 단면 두께는 5mm에서 1.5m까지 다양하며 주물의 길이는 30m를 초과할 수 있습니다. 강철은 주조용 범용 재료입니다. 강도와 연성이 높아 기계공학에 탁월한 소재입니다.

가단성 주철.

연성철에는 일반 등급과 펄라이트의 두 가지 주요 등급이 있습니다. 주물은 일부 합금 전성 주철로도 만들어집니다. 연성 철의 인장 강도는 250-550MPa입니다. 피로 저항성, 높은 강성 및 우수한 기계 가공성은 공작 기계 및 기타 대량 생산 응용 분야에 이상적입니다. 주물의 질량은 100g에서 수백 킬로그램이며 단면 두께는 일반적으로 5cm를 넘지 않습니다.

주철.

주철에는 탄소와 2~4%의 탄소를 함유한 규소와 철의 합금이 포함됩니다. 주조에 사용되는 주철에는 회색, 흰색, 표백 및 반주철의 네 가지 주요 유형이 있습니다. 주철의 인장 강도는 140-420MPa이고 일부 합금 주철은 최대 550MPa입니다. 주철은 연성이 낮고 충격 강도가 낮은 것이 특징입니다. 디자이너들 사이에서는 깨지기 쉬운 소재로 간주됩니다. 주물의 질량은 100g에서 수톤에 이릅니다. 주조 주철은 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 비용이 저렴하고 절단으로 쉽게 가공할 수 있습니다.

결절성 주철.

흑연의 구형 함유물은 주철의 연성 및 회주철과 유리하게 구별되는 기타 특성을 제공합니다. 흑연 개재물의 구형 모양은 주조 직전에 주철을 마그네슘 또는 세륨으로 처리하여 얻습니다. 구상흑연주철의 인장강도는 400~850MPa이고 연성은 20~1%이다. 실제 구상흑연주철은 노치 샘플의 충격 강도가 낮은 것이 특징입니다. 주물은 단면적, 무게가 0.5kg에서 수 톤까지 크고 작은 두께를 가질 수 있습니다.

비철금속.

구리, 황동 및 청동.

주조에 적합한 다양한 구리 기반 합금이 있습니다. 구리는 높은 열 및 전기 전도성이 필요한 경우에 사용됩니다. 황동(구리와 아연의 합금)은 다양한 범용 제품에 저렴하고 중간 수준의 내부식성 재료가 필요할 때 사용됩니다. 주조 황동의 인장 강도는 180-300 MPa입니다. 청동(구리와 주석의 합금에 아연과 니켈을 첨가할 수 있음)은 강도를 높여야 하는 경우에 사용됩니다. 주조 청동의 인장 강도는 250-850 MPa입니다.

니켈.

구리-니켈 합금(예: 모넬 금속)은 내식성이 높습니다. 니켈-크롬 합금(예: 인코넬 및 니크롬)은 높은 내열성을 특징으로 합니다. 몰리브덴-니켈 합금은 고온에서 염산 및 산화성 산에 대한 내성이 매우 높습니다.

알류미늄.

최근에는 알루미늄 합금을 소재로 한 주조제품이 가볍고 강도가 높아 사용이 늘어나고 있습니다. 이러한 합금은 상당히 높은 내식성과 우수한 열 및 전기 전도성을 가지고 있습니다. 주조 알루미늄 합금의 인장 강도는 150~350MPa입니다.

마그네슘.

마그네슘 합금은 가벼움이 우선적으로 요구되는 곳에 사용됩니다. 주조 마그네슘 합금의 인장 강도는 170-260MPa입니다.

티탄.

튼튼하고 가벼운 소재인 티타늄을 진공 속에서 녹여 흑연 주형으로 주조합니다. 사실 냉각 과정에서 금형 재료와의 반응으로 인해 티타늄 표면이 오염될 수 있습니다. 따라서 가공 및 압축 분말 흑연으로 만든 형태가 아닌 다른 형태로 주조된 티타늄은 표면이 심하게 오염되어 경도가 증가하고 굽힘 연성이 낮은 것으로 나타납니다. 티타늄 주조는 주로 항공우주 산업에서 사용됩니다. 주조 티타늄의 인장 강도는 1000MPa 이상이며 상대 연신율은 5%입니다.

희귀 및 귀금속.

금, 은, 백금 및 희귀 금속으로 만든 주물은 보석, 치과 기술(크라운, 충전재)에 사용되며 전자 부품의 일부 부품도 주조로 만들어집니다.

캐스팅 방법

주요 주조 방법에는 정적 주조, 사출 성형, 원심 주조 및 진공 주조가 있습니다.

정적 채우기.

대부분의 경우 정적 채우기가 사용됩니다. 고정된 틀에 붓는다. 이 방법을 사용하면 용융 금속(또는 비금속 - 플라스틱, 유리, 세라믹 현탁액)이 채워질 때까지 고정 금형의 공동에 부어지고 응고될 때까지 유지됩니다.

사출 성형.

주조기는 금속(강철) 주형(일반적으로 주형이라고 하며 다중 캐비티일 수 있음)에 7~700MPa의 압력으로 용융 금속을 채웁니다. 이 방법의 장점은 높은 생산성, 높은 표면 품질, 주조 제품의 정확한 치수 및 가공 필요성이 최소화된다는 것입니다. 다이캐스팅에 사용되는 일반적인 금속은 아연, 알루미늄, 구리 및 주석-납 합금입니다. 녹는점이 낮기 때문에 이러한 합금은 고도로 기술적이며 정밀한 치수 공차와 뛰어난 주조 특성을 허용합니다.

사출 성형의 경우 주물 구성의 복잡성은 주물이 금형에서 분리될 때 손상될 수 있다는 사실로 인해 제한됩니다. 또한, 제품의 두께가 다소 제한되어 있습니다. 용융물이 빠르고 고르게 응고되는 얇은 단면을 가진 제품이 더 바람직합니다.

사출 성형기에는 콜드 챔버와 핫 챔버의 두 가지 유형이 있습니다. 핫 챔버 프레싱 기계는 주로 아연 기반 합금에 사용됩니다. 뜨거운 압축 챔버는 용융 금속에 잠겨 있습니다. 압축 공기의 약간의 압력이나 피스톤의 작용으로 액체 금속이 뜨거운 압축 챔버에서 금형으로 밀려 나옵니다. 콜드 챔버 주조기에서는 용융된 알루미늄, 마그네슘 또는 구리 합금이 35~700MPa의 압력으로 금형을 채웁니다.

사출 성형으로 얻은 주물은 많은 가전제품(진공청소기, 세탁기, 전화기, 램프, 타자기)에 사용되며 자동차 산업과 컴퓨터 생산에도 매우 광범위하게 사용됩니다. 주물의 무게는 수십 그램에서 50kg 이상까지 나갈 수 있습니다.

원심 주조.

원심 주조에서는 용융 금속을 수평 또는 수직 축을 중심으로 회전하는 모래 또는 금속 주형에 붓습니다. 원심력의 영향으로 금속은 중앙 스프루에서 금형 주변으로 던져져 공동을 채우고 응고되어 주물을 형성합니다. 원심 주조는 경제적이며 일부 유형의 제품(파이프, 링, 쉘 등과 같은 축대칭)의 경우 정적 주조보다 더 적합합니다.

진공 충전.

티타늄, 합금강 및 고온 합금과 같은 금속을 진공에서 녹인 후 진공에 놓인 흑연과 같은 여러 금형에 붓습니다. 이 방법은 금속의 가스 함량을 크게 줄입니다. 진공 주조로 생산된 잉곳과 주조물의 무게는 수백 킬로그램을 넘지 않습니다. 드문 경우지만, 기존 기술을 사용하여 제련된 다량의 강철(100톤 이상)을 진공 챔버에 부어 공기 중에서 추가 주조하기 위해 그 안에 설치된 주형 또는 주조 래들에 붓습니다. 대형 야금 진공 챔버는 다중 펌프 시스템에 의해 비워집니다. 이 방법으로 얻은 강철은 단조 또는 주조를 통해 특수 제품을 제조하는 데 사용됩니다. 이 과정을 진공 탈기라고 합니다.

주조 금형

주조 금형은 다중 금형과 일회용(모래) 금형으로 구분됩니다. 다양한 형태로는 금속(주형 및 냉각 주형), 흑연 또는 세라믹 내화물이 있습니다.

다양한 형태.

강철용 금형(금형 및 냉각 금형)은 일반적으로 주철로 만들어지며 때로는 내열강으로 만들어집니다. 황동, 아연, 알루미늄 등의 비철금속 주조에는 주철, 구리, 황동 주형이 사용됩니다.

금형.

이것은 다중 주조 금형의 가장 일반적인 유형입니다. 대부분의 경우 주형은 주철로 만들어지며 단조 또는 압연 강철 생산 초기 단계에서 강철 잉곳을 생산하는 데 사용됩니다. 금형은 개방형 주조 금형에 속합니다. 왜냐하면 금속이 중력에 의해 위에서부터 채워지기 때문입니다. "통과" 금형도 사용되며 상단과 하단이 모두 열립니다. 주형의 높이는 1~4.5m, 직경은 0.3~3m일 수 있으며 주조 벽의 두께는 주형의 크기에 따라 다릅니다. 구성은 원형에서 직사각형까지 다양할 수 있습니다. 금형 캐비티는 잉곳을 제거하는 데 필요한 약간 위쪽으로 확장됩니다.

부을 준비가 된 주형을 두꺼운 주철판 위에 놓습니다. 일반적으로 금형은 위에서부터 채워집니다. 금형 캐비티의 벽은 매끄럽고 깨끗해야 합니다. 부을 때 금속이 벽에 쏟아지거나 튀지 않는지 확인해야 합니다. 부어진 금속은 주형에서 경화된 후 잉곳이 제거됩니다(“잉곳 제거”). 금형이 냉각된 후 내부를 청소한 후 성형용 도료를 뿌려 다시 사용합니다. 하나의 금형을 사용하면 70~100개의 잉곳을 생산할 수 있습니다. 단조 또는 압연을 통한 추가 가공을 위해 잉곳을 고온으로 가열합니다.

코킬리.

이는 제품 구성에 해당하는 내부 공동을 갖춘 폐쇄형 금속 주조 금형과 주철, 청동, 알루미늄 또는 강철 블록을 기계 가공하여 만든 게이트(주입) 시스템입니다. 냉각 금형은 두 개 이상의 부품으로 구성되며, 연결 후 상단에는 용융 금속을 붓기 위한 작은 구멍만 남습니다. 내부 공동을 형성하기 위해 석고, 모래, 유리, 금속 또는 세라믹 "막대"를 금형에 넣습니다. 냉각 주조는 알루미늄, 구리, 아연, 마그네슘, 주석 및 납을 기반으로 한 합금으로 주조물을 생산합니다.

칠 캐스팅은 최소 1000개의 캐스팅을 획득해야 하는 경우에만 사용됩니다. 냉각 금형의 수명은 수십만 주물에 이릅니다. (용융 금속의 점진적인 연소로 인해) 주조품의 표면 품질이 견딜 수 없을 정도로 저하되기 시작하고 계산된 치수 공차가 더 이상 충족되지 않으면 냉각 금형이 폐기됩니다.

흑연 및 내화성 금형.

이러한 형태는 두 개 이상의 부품으로 구성되며 연결되면 필요한 공동이 형성됩니다. 형태는 수직, 수평 또는 경사진 분할 표면을 가질 수 있거나 별도의 블록으로 분해될 수 있습니다. 이렇게 하면 주물을 더 쉽게 제거할 수 있습니다. 제거한 금형은 다시 조립하여 다시 사용할 수 있습니다. 흑연 주형은 수백 개의 주조, 세라믹을 허용합니다. 단 몇 개만 가능합니다.

흑연다중금형은 흑연을 가공하여 제작할 수 있으며, 세라믹은 성형이 용이하여 금속금형에 비해 가격이 현저히 저렴합니다. 다이캐스팅이 만족스럽지 못한 경우 흑연 및 내화 주형을 사용하여 재주조할 수 있습니다.

내화성 주형은 도자기 점토(카올린) 및 기타 내화성 재료로 만들어집니다. 이 경우 쉽게 가공되는 금속이나 플라스틱으로 만든 모델이 사용됩니다. 분말 또는 입상 내화물을 물 속의 점토와 혼합하여 결과 혼합물을 성형하고 주조 주형 블랭크를 벽돌이나 접시와 같은 방식으로 소성합니다.

일회성 양식.

사형 주조 금형은 다른 금형보다 훨씬 적은 제한을 받습니다. 이는 모든 합금으로 모든 크기, 구성의 주물을 생산하는 데 적합합니다. 제품 디자인에 대한 요구가 가장 적습니다. 모래 주형은 플라스틱 내화물(보통 규산질 모래)로 만들어지며, 부어진 금속이 응고될 때 이 구성을 유지하고 주형에서 분리될 수 있도록 원하는 구성을 제공합니다.

성형 혼합물은 특수 기계에서 모래와 점토 및 유기 결합제를 물에 혼합하여 얻습니다.

모래 주형을 만들 때 금속을 붓는 "그릇"이 있는 상부 스프루 구멍과 응고 과정에서 주물에 용융 금속을 공급하기 위한 채널의 내부 게이팅 시스템이 제공됩니다. 그렇지 않으면 응고 중 수축으로 인해 ( 대부분의 금속에서 일반적임) 주조물에 보이드(수축 공동)가 형성될 수 있습니다.

쉘 형태.

이 금형에는 저융점 재료(석고)와 고융점 재료(미세 실리카 분말)의 두 가지 유형이 있습니다. 석고 껍질 주형은 석고 재료를 패스너(속경화 폴리머)를 사용하여 물과 혼합하여 묽은 농도로 만들고 이러한 혼합물로 주조 모형을 라이닝하여 만듭니다. 금형 재료가 경화된 후 절단, 가공 및 건조된 다음 두 반쪽을 "쌍"으로 부어 붓습니다. 이 주조 방법은 비철금속에만 적합합니다.

분실된 왁스 주조.

이 주조 방법은 녹는점이 높은 귀금속, 강철 및 기타 합금에 사용됩니다. 먼저, 주조할 부품에 맞는 주형을 만듭니다. 일반적으로 저융점 금속 또는 (가공된) 황동으로 만들어집니다. 그런 다음 주형에 파라핀, 플라스틱 또는 수은을 채우고 (다음에 냉동) 단일 주조 모델을 얻습니다. 모델에는 내화성 재료가 늘어서 있습니다. 껍질 모양의 재료는 미세한 내화물 분말(예: 실리카 분말)과 액체 바인더로 만들어집니다. 내화 피복층은 진동에 의해 압축됩니다. 경화된 후 금형을 가열하면 파라핀이나 플라스틱 모델이 녹고 액체가 금형 밖으로 흘러나옵니다. 그런 다음 금형을 소성하여 가스를 제거하고 가열하면 중력, 압축 공기 압력 또는 원심력의 영향(원심 주조기에서)으로 흐르는 액체 금속으로 채워집니다.

세라믹 형태.

세라믹 주형은 도자기 점토, 규선석, 멀라이트(알루미노규산염) 또는 기타 내화성이 높은 재료로 만들어집니다. 이러한 형태의 제조에는 일반적으로 쉽게 가공되는 금속 또는 플라스틱으로 만든 모델이 사용됩니다. 분말 또는 입상 내화물은 젤라틴 농도가 될 때까지 액체 결합제(에틸 실리케이트)와 혼합됩니다. 새로 만든 금형은 유연하므로 금형 캐비티를 손상시키지 않고 모델을 제거할 수 있습니다. 그런 다음 금형을 고온에서 소성하고 강철, 단단하고 부서지기 쉬운 합금, 희귀 금속 기반 합금 등 원하는 금속의 용융물로 채워집니다. 이 방법을 사용하면 모든 유형의 금형을 생산할 수 있으며 다음에 적합합니다. 소규모 및 대규모 생산 모두.