알루미늄 다이 캐스팅 부품 및 알루미늄 모래 주조: 공정, 응용 및 유지 관리
알루미늄 부품은 둘 이상의 경로를 통해 공장 현장에서 나옵니다. 일부는 경화된 강철 금형 내부에서 고압으로 형성되고, 다른 일부는 접착된 모래층 내부에서 천천히 형태를 취합니다. 사이에서 선택 알루미늄 다이캐스팅 부품 모래 주조 알루미늄 부품은 벽 두께, 주문량, 툴링 예산 및 프로젝트에 실제로 필요한 마감 표면에 따라 달라집니다. 아래 섹션에서는 각 방법의 작동 방식, 각 방법이 사용되는 위치, 성형 중 문제가 발생할 수 있는 점, 완성된 알루미늄 하드웨어를 사용한 후 청소하는 방법을 안내합니다.
엄격한 반복 허용 오차
고압 주입으로 단 1초 만에 다이 캐비티가 채워지므로 벽 두께와 구멍 위치가 첫 번째 샷부터 10,000번째 샷까지 밀접하게 반복됩니다. 이러한 일관성이 이유입니다. 알루미늄 다이캐스팅 부품 손으로 끼우지 않고 결합 구성요소에 볼트로 고정해야 하는 하우징 및 브래킷용으로 선택됩니다.
얇은 벽 기능
용융된 알루미늄은 중력에 의해 쏟아지는 것이 아니라 압력을 받아 캐비티 안으로 들어가게 되므로, 금속이 얼기 전에 1mm 정도의 얇은 벽도 완전히 채워질 수 있어 강성을 유지하면서 완성된 부품을 가볍게 유지합니다.
매끄러운 주조 표면
강철 다이는 주물에 직접 미세한 표면 질감을 부여하여 외관 면에 대한 2차 가공의 필요성을 줄이거나 제거하고 배송 전에 하우징 또는 커버 플레이트에 필요한 후처리 양을 줄입니다.
효율적인 볼륨
분 단위가 아닌 초 단위로 측정되는 사이클 시간은 동일한 형상을 수천 번 실행하는 데 적합한 프로세스를 제공합니다. 이것이 바로 설계가 완료된 후 엔진 브래킷, 변속기 하우징 및 전자 인클로저가 이 방법을 사용하는 이유입니다.
알루미늄 부품 모래 주조의 장점
샌드 캐스팅은 다른 접근 방식을 취하고 다양한 이유로 그 자리를 차지합니다. 금속을 경화된 금형에 압착하는 대신, 이 공정에서는 바인더와 혼합된 모래를 패턴 주위에 포장한 다음 패턴을 제거하여 용융된 알루미늄이 중력에 의해 채워지는 구멍을 남깁니다. 이는 실제로 생산할 수 있는 경제성과 기하학적 구조를 변화시킵니다.
낮은 툴링 투자
패턴은 강화 강철 대신 목재, 폼 또는 3D 프린팅 플라스틱으로 제작할 수 있으므로 새 부품 번호를 시작하는 데 드는 초기 비용이 낮아지고 완성된 도면과 첫 번째 샘플 사이의 시간이 단축됩니다.
대형 섹션 기능
중력 주입은 다이캐스팅에서 볼 수 있는 것과 동일한 압력 제한을 부과하지 않으므로 다이가 안전하게 처리할 수 있는 것보다 훨씬 더 두꺼운 단면 두께를 가진 펌프 하우징, 기어박스 케이스 및 기계 베이스가 어려움 없이 금형에서 나옵니다.
실행 간 설계 유연성
설계가 변경되면 패턴을 신속하게 재작업하거나 새로운 패턴을 잘라낼 수 있으므로 개발 중에 치수를 조정해야 할 때마다 강철 다이를 수정하거나 교체하는 리드 타임과 비용을 피할 수 있습니다.
소량 실행에 적합
소수의 장치만 필요하거나 짧은 생산 실행이 필요한 경우 강철 금형의 비용을 소수의 부품에 분산시키는 것은 거의 불가능하므로 샌드 몰드는 프로토타입 및 제한된 시리즈 작업을 위한 보다 실용적인 경로로 남아 있습니다.
캐스팅 매개변수를 나란히 비교
아래 표에는 도면을 라우팅할 경로를 가장 자주 결정하는 변수에 대해 가장 일반적인 세 가지 알루미늄 성형 경로가 나열되어 있습니다.
| 매개변수 | 다이 캐스팅 | 모래 주조 | 영구 금형 주조 |
|---|---|---|---|
| 툴링 비용 | 높음 | 낮음 | 중간 |
| 치수 정확도 | 일반적으로 ±0.05~0.1mm | 일반적으로 ±0.5~1.5mm | 일반적으로 ±0.2~0.5mm |
| 권장 배치 크기 | 수천 이상 | 단일 단위에서 수백 단위까지 | 수백에서 수천 |
| 달성 가능한 벽 두께 | 1mm ~ 4mm | 5mm ~ 50mm | 3mm ~ 20mm |
| 주조 표면 거칠기 | Ra 1.5~3.0 마이크로미터 | Ra 6.0 ~ 12.5 마이크로미터 | Ra 3.0~6.0 마이크로미터 |
| 일반적인 사이클 시간 | 몇 초에서 몇 분 | 금형 준비를 포함한 시간 | 캐스팅당 분 |
알루미늄 모래 주조 일반 부품 응용 분야
모래 주형은 다이의 압력 제약 없이 크고 무거운 부분과 불규칙한 모양을 견딜 수 있기 때문에 특정 하드웨어 범주는 거의 이 경로를 통해 제작됩니다.
펌프 하우징
내부 물 통로와 장착 플랜지는 일체형으로 주조되어 밀봉이 필요한 이음새를 방지합니다.
밸브 몸체
나사형 포트 주위의 두꺼운 벽은 압력을 유지하는 동시에 쏟아지는 동안 내부 흐름 채널이 깨끗하게 형성됩니다.
플랜지 및 피팅
볼트 원과 씰링 면은 완성된 크기에 가깝게 주조되어 결합 표면만 기계 가공됩니다.
공작기계 베이스
작동 중 진동을 감쇠시키는 무겁고 견고한 섹션은 다이캐스팅 한계를 훨씬 뛰어넘는 크기입니다.
농업 장비 부품
현장에서 사용하는 동안 실외 하중과 반복적인 충격에 노출되는 기어박스 하우징 및 브래킷.
해양 하드웨어
알루미늄의 내식성과 사형 주조의 대면적 성능을 결합한 브래킷, 하우징 및 부속품입니다.
알루미늄 부품 주조 방법
어떤 금형 유형을 사용하든 알루미늄 부품 성형은 패턴부터 최종 주조까지 동일한 광범위한 순서를 따릅니다.
패턴 또는 다이 준비
모래 성형을 위해 패턴을 제작하거나, 압력 주조를 위해 강화된 강철 다이를 가공하여 최종 부품 형상과 수축 허용치를 일치시킵니다.
녹는다
알루미늄 합금은 완전히 액체이고 부을 수 있는 상태에 도달할 때까지 도가니 또는 유도로에서 대략 섭씨 660~720도까지 가열됩니다.
탈기 및 플럭싱
탈기제는 용해된 수소를 제거하고 플럭스는 산화물 개재물을 표면으로 끌어당겨 완성된 주조의 다공성을 줄입니다.
붓거나 주입
용융 금속은 중력에 의해 모래 구멍에 부어지거나 압력을 받아 금형에 주입되어 표면이 응고되기 전에 금형을 채웁니다.
냉각 및 응고
냉각을 제어하면 주물이 가장 얇은 부분에서 가장 두꺼운 부분으로 응고되어 수축 공동과 내부 응력이 제한됩니다.
탈형 및 마무리
주물은 모래나 다이에서 분리되고, 게이트와 라이저는 잘려지고, 부품은 필요에 따라 연삭, 열처리 또는 기계 가공으로 이동합니다.
알루미늄 부품 주조 방법 at Home
동일한 프로세스의 단순화된 버전이 취미 작업장에서 가능합니다. 작은 프로판 또는 숯불 용광로가 강철 또는 흑연 도가니에서 알루미늄 스크랩을 녹이고, 나무 또는 3D 프린팅 패턴이 축축한 주물사에 압착되어 공동이 형성됩니다. 패턴이 제거되면 주형 절반이 닫히고 고정되기 전에 쏟아지는 게이트와 환기 채널이 손으로 절단됩니다. 공기가 갇히지 않도록 용융 금속을 꾸준히 부은 다음 주물이 취급할 수 있을 만큼 충분히 냉각될 때까지 그대로 둡니다. 안전 장비는 이 규모에서 더 중요합니다. 안면 보호대, 내열 장갑 및 긴 소매는 튀는 것을 방지하며, 물을 붓는 것은 습기가 전혀 없는 건조하고 불연성인 표면에서 항상 이루어져야 합니다. 축축한 모래에 갇힌 물이나 젖은 도구가 용융된 알루미늄과 접촉하면 증기로 번쩍일 수 있기 때문입니다.
알루미늄 주조에는 무엇을 사용할 수 있나요?
재료 선택은 금형 재료와 알루미늄 합금 자체라는 두 가지 방향으로 이루어집니다.
금형 재료
일회성 주형을 위한 점토 또는 화학 바인더와 결합된 실리카 모래, 반복적인 다이 캐스팅 주기를 위한 기계 가공 강철, 적당한 생산 과정에서 재사용되는 영구 주형을 위한 흑연 또는 주철.
일반적인 합금 등급
열처리 후 더 높은 강도가 필요한 부품에는 A356과 A357, 일반 다이캐스팅에는 ADC12와 A380, 주조품이 나중에 가공되어 좋은 가공성이 요구되는 6061이 있습니다.
용광로 장비
소규모 배치를 위한 프로판, 천연 가스 또는 전기 저항 요소로 연소되는 도가니로와 연료 비용보다 처리량이 더 중요한 경우 더 빠른 용해를 위한 유도로.
보조 재료
탈기 정제, 커버 플럭스, 이형 코팅 및 라이저 슬리브는 각각 부품 자체의 모양보다는 용융 및 주입 중 특정 결함 위험을 해결합니다.
알루미늄 주조의 파팅 라인은 무엇입니까?
분할선은 완성된 주조품을 출시하기 위해 금형 또는 다이의 두 절반이 만나고 분리되는 지점을 표시합니다. 그 위치는 부품의 가장 넓은 단면에서 선택되어 양쪽 절반이 언더컷에 걸리지 않고 깔끔하게 당겨질 수 있습니다. 잘못 배치된 분할선은 추가 코어 작업을 강요하고, 달리 필요하지 않은 구배 각도를 추가하거나, 손으로 닦아야 하는 과도한 플래시를 남깁니다. 완성된 주조물에서 파팅 라인은 일반적으로 희미한 이음새 또는 부품 주변을 따라 약간 솟아오른 선으로 나타나며, 최종 검사 시 결함으로 처리하기보다는 해당 이음새를 따라 가벼운 기계 가공이나 연삭이 나타나는 것이 정상입니다.
알루미늄을 주조하는 것이 얼마나 어렵습니까?
알루미늄은 금속 주조의 난이도 중간에 위치합니다. 적당한 융점과 좋은 유동성으로 인해 철이나 강철보다 더 관대하지만 소수의 결함 유형은 여전히 타설의 모든 단계에서 주의가 필요합니다.
가스 다공성
용융된 알루미늄은 고온에서 쉽게 수소를 흡수하며, 금속이 냉각되면서 해당 가스가 용액 밖으로 나오며, 따르기 전에 가스 제거가 제대로 이루어지지 않으면 작은 공극이 남습니다.
수축 구멍
알루미늄은 응고되면서 눈에 띄게 수축하므로 주변 금속이 이미 경화된 후 냉각된 두꺼운 부분이 안쪽으로 당겨져 내부 공간이 남을 수 있습니다.
콜드 셧
둘 중 하나가 벗겨지기 시작한 후 만나는 두 개의 금속 흐름은 완전히 융합되지 않아 주조 표면에 눈에 띄는 약한 선이 남습니다.
뜨거운 찢어짐
훨씬 더 두꺼운 덩어리에 인접한 얇은 부분은 냉각 중에 금형이 자연 수축을 억제하는 경우 부분적으로 용융된 상태에서도 균열이 생길 수 있습니다.
주조 알루미늄 부품의 표면 마감 및 공차 옵션
원시 주물이 금형에서 나온 그대로 작업 현장을 떠나는 경우는 거의 없습니다. 가공된 장착면, 내부식성을 위한 양극 산화 코팅, 색상 일치 하우징을 위한 분말 코팅, 균일한 무광택 질감을 위한 숏 피닝 등은 모두 부품이 사용되는 위치에 따라 적용됩니다. 공차 등급은 일반적으로 중요하지 않은 면의 일반 주조 치수부터 결합 부품이 요구하는 수백 분의 1밀리미터 이내로 유지되는 정밀 가공 보어 및 볼트 패턴까지 다양합니다. 벽 두께 검증, 내부 다공성에 대한 X선 검사, 유체를 담을 부품에 대한 압력 테스트는 배치가 출시되기 전 최종 검사에 포함되는 일반적인 단계입니다.
주조 알루미늄 부품을 청소하는 방법
주조 알루미늄 부품의 일반적인 청소는 따뜻한 물과 부드러운 브러시에 순하고 비마모성 세제를 묻혀 먼지와 표면의 때를 제거하는 것으로 시작됩니다. 강산과 알칼리성 세척제는 알루미늄을 부식으로부터 보호하는 천연 산화물 층을 공격하므로 피해야 합니다. 잘 지워지지 않는 잔여물은 최종 헹굼 전에 알루미늄용 세척제에 잠깐 담근 후 보푸라기가 없는 천으로 완전히 건조시키면 느슨해 질 수 있습니다. 오목한 부분이나 나사산 구멍에 남아 있는 갇힌 습기가 새로운 산화를 일으키기 때문입니다.
주조 알루미늄 자동차 부품 청소
휠, 흡기 매니폴드 및 변속기 하우징은 시간이 지남에 따라 도로 먼지와 브레이크 잔여물을 수집합니다. 먼저 느슨한 모래를 씻어낸 다음 바퀴에 안전한 알루미늄 클리너와 부드러운 브러시를 오목한 스포크에 바르면 연마 입자가 표면을 긁는 것을 방지할 수 있습니다. 이후 보호용 왁스를 가볍게 코팅하면 세탁 사이에 산화가 다시 일어나는 속도가 느려집니다.
주조 알루미늄 엔진 부품 청소
엔진 부품에는 일반 물이 이동하지 않는 구운 유막과 탄소 침전물이 있습니다. 부품을 완전히 식힌 후 탈지제를 뿌리고 금속 브러시 대신 나일론 브러시를 사용하여 리브와 볼트 보스에 작업하면 표면에 흠집이 생기는 것을 방지할 수 있습니다. 막힌 구멍의 철저한 건조 및 압축 공기 분출은 남은 클리너가 재조립 시 개스킷 씰을 방해하는 것을 방지합니다.
정기 유지보수 청소
정기적인 실외 또는 산업 서비스용 부품의 경우, 순한 비누와 부드러운 천을 사용하여 매달 간단히 세척한 후 구멍이나 백색 산화물 블룸을 검사하면 기계적 연마를 통해 제거해야 하는 구멍으로 퍼지기 전에 조기 부식을 발견할 수 있습니다.
새 부품에 적합한 프로세스 선택
이미 정해진 캐스팅 방식으로 도면이 나오는 경우는 거의 없습니다. 벽 두께, 예상 주문량, 결합면의 공차 요구 사항 및 부품 크기는 모두 1g의 알루미늄이 녹기 전에 다이, 샌드 몰드 또는 영구 몰드를 가리킵니다. 부품의 기계적 및 부식 요구 사항에 가장 적합한 합금 등급과 함께 이러한 요소를 조기에 검토하면 생산이 진행된 후 재작업 및 툴링 변경을 최소화할 수 있습니다.
