영구 금형 주조: 종합 가이드

영구 금형 주조의 유형

주조 유형에 따라 결과물이 달라집니다. 올바른 방법은 부품의 크기, 모양 및 필요한 속성에 따라 다릅니다.

중력 영구 금형 주조

가장 일반적인 방법입니다. 중력만으로 용융 금속이 금형 안으로 흘러 들어갑니다. 외력이 가해지지 않습니다.

간단하고 비용 효율적이며 극도의 정밀도가 필요하지 않은 부품에 적합합니다. 모래 주조보다 결함이 적고 견고하고 밀도가 높은 주물을 생산합니다.

저압 영구 금형 주조

이 방법에서는 낮은 공기압이 용융 금속을 금형 안으로 밀어 넣습니다. 중력보다 흐름이 더 부드럽고 제어됩니다.

이렇게 하면 난기류와 가스 포획이 줄어듭니다. 더 나은 표면 마감과 적은 다공성 문제로 더 깨끗하고 튼튼한 부품을 제작할 수 있습니다. 이 방법은 복잡한 모양과 얇은 벽을 가진 주물에 적합합니다.

진공 영구 금형 주조

이 기술은 진공을 사용하여 용융 금속을 금형 안으로 끌어들입니다. 갇힌 가스를 제거하고 결함을 줄입니다.

항공우주 및 자동차의 고성능 부품에 자주 사용됩니다. 그 결과 공차가 엄격한 깨끗하고 섬세한 주조품이 만들어집니다. 또한 진공 주조는 얇거나 좁은 금형 섹션에서 금속 흐름을 개선합니다.

틸트-푸어 캐스팅 프로세스

이 방법에서는 금속을 붓는 동안 금형을 기울입니다. 이렇게 하면 흐름을 제어하고 튀는 것을 줄일 수 있습니다.

금속이 금형 캐비티를 서서히 균일하게 채웁니다. 가스 포켓이나 콜드 셧이 발생할 가능성이 낮아집니다. 틸트-푸어 주조는 우수한 무결성과 일관된 벽 두께가 필요한 부품에 이상적입니다.

프로세스 매개변수

주조 공정을 제어하는 것은 고품질 부품을 얻기 위한 핵심 요소입니다. 이러한 요소는 강도, 정확도 및 표면 마감에 영향을 미칩니다.

주입 온도 및 금속 흐름

금속은 적절한 온도에서 부어야 합니다. 너무 뜨거우면 금형이 손상되거나 수축 결함이 발생할 수 있습니다. 너무 차가우면 금형을 채우지 못할 수 있습니다.

금속은 원활하게 흐르고 굳기 전에 캐비티를 채워야 합니다. 흐름이 좋으면 에어 포켓과 불완전한 모양을 방지할 수 있습니다. 흐름 속도도 중요합니다. 너무 빠르면 난류가 발생할 수 있습니다. 너무 느리면 차갑게 닫히거나 틈이 생길 수 있습니다.

냉각 속도 및 응고 시간

냉각 속도는 금속의 구조를 변화시킵니다. 빠르게 냉각하면 입자가 작아져 강도가 높아집니다. 느리게 냉각하면 입자가 커지고 부품이 약해질 수 있습니다.

영구 금형은 모래 금형보다 금속을 더 빨리 냉각시킵니다. 그렇기 때문에 이 공정의 부품은 일반적으로 더 강하고 정밀합니다. 응고는 균일해야 합니다. 한 부품이 다른 부품보다 빨리 냉각되면 응력이나 균열이 발생할 수 있습니다.

금형 재료 선택 및 표면 마감

금형은 일반적으로 강철 또는 주철로 만들어집니다. 고열과 반복적인 사용에도 뒤틀림이나 균열 없이 견딜 수 있어야 합니다.

금형 내부는 부품의 표면에 영향을 미칩니다. 매끄러운 금형은 더 나은 마감을 제공합니다. 흑연이나 세라믹과 같은 코팅은 부품을 이형하고 금형을 보호하는 데 도움이 됩니다.

부품 설계 고려 사항

좋은 주조는 스마트한 설계에서 시작됩니다. 영구 금형 주조에는 부품의 성형 방식에 영향을 미치는 특정 요구 사항이 있습니다.

영구 금형 주조에 이상적인 형상

단순하고 대칭적인 모양이 가장 효과적입니다. 이러한 모양은 균일한 비율로 균일하게 채워지고 냉각됩니다.

윤곽이 매끄럽고 모서리가 둥근 부품은 에어 트랩이나 약한 부분이 생길 위험을 줄여줍니다. 날카로운 모서리와 갑작스러운 두께 변화를 피하세요.

구멍, 보스, 리브는 가능하지만 수축이나 뒤틀림을 방지하기 위해 신중하게 설계해야 합니다.

벽 두께 및 구배 각도

벽의 두께는 균일해야 합니다. 고르지 않은 벽은 서로 다른 속도로 냉각되어 균열이나 내부 응력을 유발합니다.

일반적인 벽 두께 범위는 3mm에서 6mm 사이입니다. 매우 얇은 벽은 잘 채워지지 않을 수 있습니다. 매우 두꺼운 섹션은 수축이 발생할 수 있습니다.

구배 각도를 추가하여 금형에서 부품을 제거하는 데 도움을 줍니다. 일반적으로 1~3도 정도의 작은 구배는 부품의 기능을 변경하지 않고도 쉽게 분리할 수 있습니다.

표면 마감 기대치

영구 주형 주조는 모래 주조보다 마감이 더 좋습니다. 일반적으로 표면이 더 매끄럽고 가공이 덜 필요합니다.

그러나 마감은 금형의 상태에 따라 달라집니다. 광택이 있는 몰드는 광택 부품. 코팅은 또한 달라붙는 현상을 줄이고 외관을 개선하는 데 도움이 됩니다.

일부 사소한 자국이나 이별 선이 남아있을 수 있으며 완벽한 모양이 필요한 경우 가벼운 후처리가 필요할 수 있습니다.

설계 유연성의 한계

영구 금형은 단단하기 때문에 코어와 같은 추가 도구 없이는 복잡한 언더컷이나 깊은 구멍을 만들 수 없습니다.

주조 후 피처를 추가해야 할 수도 있습니다. 매우 섬세하거나 가변적인 디자인에는 인베스트먼트 캐스팅과 같은 다른 방법이 더 적합할 수 있습니다.

금형을 변경하려면 시간과 비용이 소요됩니다. 이 방법은 동일한 디자인으로 많은 부품을 제작할 때 가장 적합합니다.