일반적인 주조 결함: 원인 및 예방 방법

주조 생산 공정에서 결함은 제조업체에 상당한 손실을 초래할 수 있는 흔한 현상입니다. 품질을 보증하기 위해서는 원인을 파악하고 효과적인 예방 조치를 취하는 것이 매우 중요합니다. 가장 흔한 주조 결함과 그 원인, 그리고 권장 해결책은 다음과 같습니다.

1. 다공성(기포, 막힘 구멍, 포켓)

특징: 주물의 기공은 표면 내에 구멍처럼 보이며, 모양은 원형에서 불규칙형까지 다양합니다. 여러 개의 기공이 표면 아래에 공기 주머니를 형성할 수 있으며, 종종 배 모양입니다. 초크 홀은 거칠고 불규칙한 모양을 띠는 경향이 있는 반면, 포켓은 일반적으로 오목하고 표면이 매끄럽습니다. 밝은 기공은 시각적으로 확인할 수 있으며, 핀홀은 기계적 가공 후 눈에 띄게 됩니다.

원인:

• 금형 예열 온도가 너무 낮아 액체 금속을 부을 때 빠르게 식습니다.
• 금형 설계에 적절한 배기가 부족하여 가스가 갇히게 됩니다.
• 환기가 잘 안 되는 곳에서 페인트나 코팅이 부적절합니다.
• 금형 캐비티에 구멍과 구덩이가 있으면 가스가 빠르게 팽창하여 막힘 구멍이 생깁니다.
• 금형 캐비티 표면이 부식되어 청소되지 않았습니다.
• 원자재(코어)가 부적절하게 보관되었거나 사용 전 예열되지 않았습니다.
• 환원제가 부족하거나 투여량 및 조작이 올바르지 않습니다.

예방 방법:

• 금형을 완전히 예열하고 코팅(흑연 등)의 입자 크기가 통기성에 적합한지 확인하세요.
• 균일한 분포를 촉진하기 위해 틸트 캐스팅 방법을 사용합니다.
• 원자재는 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하고, 사용 전에 예열하세요.
• 효과적인 환원제(예: 마그네슘)를 선택하세요.
• 너무 빨리 식거나 과열되는 것을 방지하기 위해 붓는 온도를 조절하세요.

2. 수축

특징: 수축 결함은 주물 표면이나 내부에 나타나는 거친 구멍입니다. 미세한 수축은 굵은 입자가 산재되어 있으며, 러너, 라이저, 두꺼운 부분 또는 벽 두께가 다양한 부위 근처에서 흔히 발생합니다.

원인:

• 금형 온도가 방향성 응고를 지원하지 않습니다.
• 코팅 선택이 부적절하거나 코팅 두께가 고르지 않습니다.
• 금형 내에서의 주조 위치가 잘못되었습니다.
• 주입 라이저의 설계가 불량하여 금속 보충이 부적절합니다.
• 주입 온도가 너무 낮거나 너무 높습니다.

예방 방법:

• 균일한 응고를 위해 금형 온도를 높입니다.
• 코팅 두께를 조절하고 균일하게 도포되도록 합니다.
• 국소적인 수축을 방지하기 위해 국소적인 금형 가열이나 단열재를 활용하세요.
• 냉각 속도를 관리하기 위해 핫스팟 구리 블록이나 냉각 장치를 구현합니다.
• 금형에 라디에이터를 설계하거나 물을 분사하여 냉각 속도를 높입니다.
• 연속 생산을 위해 캐비티 내부에 분리 가능한 냉각 부품을 사용합니다.
• 라이저에 압력 장치를 추가하고 게이팅 시스템을 정확하게 설계합니다.

3. 슬래그 홀(플럭스 슬래그 및 금속 산화물 슬래그)

특징: 슬래그 홀은 주물에 생기는 밝거나 어두운 구멍으로, 종종 슬래그나 기타 오염 물질로 채워져 있습니다. 모양이 불규칙할 수 있으며, 일반적으로 러너나 주물 모서리 근처에서 발견됩니다. 플럭스 슬래그는 처음에는 감지하기 어려울 수 있지만 제거 후 눈에 띄게 됩니다. 산화 슬래그는 표면 근처의 메쉬 게이트에 종종 나타나며, 때로는 플레이크나 불규칙한 구름 형태로 나타납니다.

원인:

• 잘못된 합금 제련 및 주조 공정, 불량한 게이팅 시스템 설계 등.
• 일반적으로 금형 자체는 슬래그 구멍을 일으키지 않지만, 금속 금형을 사용하면 이러한 결함을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예방 방법:

• 정밀한 게이팅 시스템을 설계하고 캐스트 섬유 필터를 사용하는 것을 고려하세요.
• 슬래그 형성을 줄이려면 경사 주입 방법을 사용하세요.
• 고품질의 융합제를 선택하고 엄격한 품질관리를 유지합니다.

이러한 일반적인 결함을 이해하고 권장되는 예방 방법을 따르면 주조 공장은 생산 품질을 향상시키고 비용이 많이 드는 오류를 줄일 수 있습니다. 2부에서는 일반적인 주조 결함과 그 해결책에 대해 더 자세히 다루겠습니다.