사형주조에서 회주철의 수축률은 얼마입니까?

회주철은 우수한 주조성, 우수한 기계 가공성 및 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 사형 주조에 널리 사용되는 재료입니다. 공급업체로서회색 철 모래 주조, 사형 주조에서 회주철의 수축률을 이해하는 것은 최종 주조의 품질과 치수 정확성을 보장하는 데 중요합니다. 이번 블로그 게시물에서는 수축률의 개념, 수축률에 영향을 미치는 요인, 모래 주조 공정에 미치는 영향을 자세히 살펴보겠습니다.

사형 주조의 수축 이해

수축은 주조 공정에서 피할 수 없는 현상입니다. 용탕이 냉각되어 응고되면 부피가 감소하게 되는데, 이를 제대로 관리하지 않으면 주조품에 다양한 결함이 발생할 수 있습니다. 사형 주조에는 액체 수축, 응고 수축, 고체 수축의 세 가지 주요 수축 유형이 있습니다.

• 액체 수축: 용탕이 주입 온도에서 고상선 온도까지 냉각될 때 발생합니다. 이 단계에서 금속은 액체 상태로 수축합니다. 액체 수축량은 금속의 비열과 열팽창 계수에 따라 달라집니다.
• 응고수축: 금속이 액체에서 고체로 변하면서 부피가 크게 감소합니다. 이는 고체상의 원자가 액체상보다 더 밀집되어 있기 때문입니다. 응고 수축은 주조품의 수축 공동 및 다공성 형성을 결정하는 중요한 요소입니다.
• 고체수축: 금속이 완전히 응고된 후 상온으로 냉각되면서 수축이 계속됩니다. 고체 수축은 주로 고체 금속의 열팽창 계수에 의해 영향을 받습니다.

회주철 수축률

사형주조에서 회주철의 수축률은 일반적으로 1.0%~1.5% 범위입니다. 그러나 이 값은 회주철의 화학적 조성, 주조 설계, 주입 온도, 냉각 속도 등 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다.

• 화학 성분: 회주철의 탄소 및 규소 함량은 수축률에 큰 영향을 미칩니다. 탄소 및 실리콘 수준이 높을수록 일반적으로 수축률이 낮아집니다. 이는 탄소와 규소가 철 매트릭스보다 밀도가 낮은 흑연의 형성을 촉진하기 때문입니다. 응고 중에 흑연 조각이 형성되면서 팽창하여 철의 응고로 인한 부피 감소를 일부 보상합니다.
• 캐스팅 디자인: 캐스팅의 모양과 크기도 수축률에 영향을 미칠 수 있습니다. 두껍고 얇은 단면이 있는 복잡한 주물은 냉각이 고르지 않아 수축률이 다르고 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 최소화하려면 금형의 균일한 충전 및 응고를 보장하도록 적절한 게이트 및 라이징 시스템을 설계해야 합니다.
• 붓는 온도: 용탕의 주입온도는 수축률에 영향을 미칠 수 있다. 주입 온도가 높을수록 액체 수축이 증가하고 응고 시간이 길어져 응고 수축이 더 커질 수 있습니다. 반면, 너무 낮은 온도에서 타설할 경우에는 금형이 불완전하게 충전되거나 콜드 셧이 형성될 수 있습니다.
• 냉각 속도: 주물의 냉각속도는 응고수축에 직접적인 영향을 미칩니다. 냉각 속도가 빨라지면 흑연 조각의 크기가 줄어들고 회주철의 경도가 높아집니다. 그러나 응고 과정에서 급격한 부피 감소로 인해 수축 공동 및 균열의 위험이 증가할 수도 있습니다.

모래 주조에 대한 수축의 영향

사형 주조 시 회주철의 수축은 최종 제품의 품질과 치수 정확도에 여러 가지 영향을 미칠 수 있습니다.

• 수축 공동 및 다공성: 수축과 관련된 가장 일반적인 문제 중 하나는 수축 공동 및 기공의 형성입니다. 이러한 결함은 응고 중 부피 감소로 인해 생성된 공간을 용탕이 적절하게 채울 수 없을 때 발생합니다. 수축 공동은 주물을 약화시키고 기계적 특성을 감소시킬 수 있으며, 다공성은 표면 마감 및 내식성에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 치수 정확도: 수축으로 인해 주조품의 치수 변동이 발생할 수도 있습니다. 금형 설계에서 수축률을 적절하게 고려하지 않으면 최종 주조물이 원하는 치수보다 작을 수 있습니다. 이로 인해 장착 문제가 발생할 수 있으며 필요한 공차를 달성하기 위해 추가 가공 또는 마무리 작업이 필요할 수 있습니다.
• 왜곡: 수축이 고르지 않으면 캐스팅이 뒤틀리거나 휘어질 수 있습니다. 이는 형상이 복잡하거나 단면 두께의 차이가 큰 주물에서 특히 흔히 발생합니다. 뒤틀림으로 인해 주조물을 가공하기가 어려워지고 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.

회철사 주조의 수축 관리

회철사 주조에서 수축의 부정적인 영향을 최소화하기 위해 몇 가지 전략을 사용할 수 있습니다.

• 적절한 금형 설계: 금형 설계는 회주철의 수축률을 고려하고 적절한 게이트 및 라이징 시스템을 통합해야 합니다. 게이팅 시스템은 금형으로의 용융 금속 흐름을 제어하는 ​​데 사용되는 반면, 라이저는 응고 중 수축을 보상하기 위해 추가 용융 금속을 제공하는 데 사용됩니다.
• 최적화된 타설 매개변수: 주형에 적절한 충진을 보장하고 액체 및 응고수축을 최소화하기 위해 주입 온도와 주입 속도를 주의 깊게 제어해야 합니다. 올바른 온도에서 붓는 것은 수축 공동의 위험을 줄이고 주조품의 전반적인 품질을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 진정 배치: 냉각은 주조의 특정 부위의 냉각 속도를 높이는 데 사용됩니다. 두꺼운 부분이나 수축되기 쉬운 부위에 냉각 장치를 배치하면 응고 과정이 가속화되어 수축 공동의 크기가 줄어들고 주조물의 밀도가 향상됩니다.
• 열처리: 열처리를 통해 회주철 주물의 내부응력을 완화시키고 기계적 성질을 향상시킬 수 있습니다. 주물을 어닐링하거나 표준화하면 수축으로 인한 응력이 줄어들고 치수 안정성이 향상됩니다.

결론

공급업체로서회색 철 모래 주조, 우리는 사형 주조에서 회주철 수축률 관리의 중요성을 이해합니다. 수축에 영향을 미치는 요인을 주의 깊게 고려하고 이를 제어하기 위한 적절한 전략을 구현함으로써 우리는 탁월한 치수 정확도와 기계적 특성을 갖춘 고품질 주물 생산을 보장할 수 있습니다.

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참고자료

• 캠벨, J. (2003). 주물. 버터워스-하이네만.
  -ASM 핸드북 위원회. (2008). ASM 핸드북, 15권: 캐스팅. ASM 인터내셔널.
• 플레밍스, 엠씨 (1974). 응고 처리. 맥그로힐.