주조 가스 결함에 대한 실용적인 가이드: 원인, 유형 및 예방

소개

정밀 주조의 복잡한 세계에서 주물의 가스 결함은 흔하고도 어려운 문제입니다. 이러한 작고 숨겨진 결함은 주물의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기계적 특성과 신뢰성에도 심각한 영향을 미쳐 궁극적으로 많은 비용이 드는 폐기 및 재작업으로 이어질 수 있습니다.

가스 결함의 원인을 이해하고 효과적인 예방 방법을 숙지하는 것은 모든 주조 엔지니어와 품질 관리 전문가에게 필수적인 기술입니다. 이 가이드는 가스 결함의 정의와 원인에 대한 심층적인 이해는 물론 과학적 방법을 사용하여 가스 결함을 제거하는 방법을 안내하는 실용적인 리소스입니다.

주조에서 가스 결함 및 다공성 결함이란 무엇인가요?

주조에서 가스 결함은 일반적으로 다양한 가스가 빠져나가지 못해 응고된 금속 내부 또는 표면에 형성되는 공극으로 정의됩니다. 주조에서 흔히 발생하는 다공성 결함을 포함한 이러한 결함은 모양과 위치에 따라 몇 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다:

다공성 이는 가장 일반적인 가스 결함 유형으로, 흔히 다공성 결함이라고도 합니다. 다공성은 일반적으로 주물 내부 또는 표면에 구형, 타원형 또는 불규칙한 구멍으로 나타납니다. 이러한 결함은 단독으로 나타나거나 벌집 모양의 클러스터로 나타날 수 있습니다.

핀홀 다공성과 비슷하지만 훨씬 작은 핀홀은 일반적으로 직경 2mm 미만의 작은 빈 공간으로, 주조 표면 위나 바로 아래에 군집으로 나타나는 경우가 많습니다.

블로우홀 일반적으로 주물의 상단이나 측면에 있는 매끄러운 벽을 가진 큰 구멍입니다. 일반적으로 가스가 몰드 캐비티에 갇혀 있을 때 형성됩니다.

가스 결함의 일반적인 원인

가스 결함 및 관련 다공성 결함을 효과적으로 방지하려면 먼저 근본 원인을 파악하는 것이 중요합니다. 주물에 기공이 생기는 것은 한 가지 요인으로 인한 것이 아니라 여러 가지 요소가 상호 작용한 결과입니다. 이러한 원인은 크게 다음과 같은 범주로 분류할 수 있습니다:

용융 금속 문제

• 과도한 용존 가스: 용융 금속은 고온에서 가스, 특히 수소를 흡수할 수 있습니다. 금속이 냉각되고 응고되면 가스의 용해도가 감소하고 과도한 가스가 기공을 형성합니다.

• 재료의 수분 및 오일: 원료 또는 재용융된 스크랩에 수분, 기름 또는 녹이 포함되어 있으면 이러한 물질은 용융 과정에서 분해되어 가스를 생성합니다.

샌드 몰드 및 핵심 문제

• 모래 곰팡이 투과성 불량: 가스가 빠져나가기 위해서는 모래 몰드 투과성이 중요합니다. 모래 입자가 너무 미세하거나 점토 함량이 너무 높거나 다짐이 과도하면 투과성이 부족해져 가스가 원활하게 빠져나가지 못할 수 있습니다.

• 코어의 수분 및 바인더: 코어의 수분이나 유기 바인더는 고온에서 다량의 가스를 생성할 수 있습니다. 이러한 가스는 적절한 배출 경로가 없으면 주물 안에 갇히게 됩니다.

게이팅 및 타설 프로세스 문제

• 부적절한 게이팅 시스템: 게이팅 시스템을 잘못 설계하면 용융 금속에 난기류가 발생하여 공기가 갇힐 수 있습니다. 마찬가지로 통풍구 또는 라이저가 부적절하게 배치되면 가스가 빠져나가는 것을 방해할 수 있습니다.

• 지나치게 높은 따르는 온도: 주입 온도가 높으면 용융 금속의 가스 함량이 증가하고 응고 시간이 길어져 가스 형성 조건이 만들어집니다.

가스 결함 예방을 위한 효과적인 방법

다행히도 가스 결함은 피할 수 없는 것이 아닙니다. 재료, 장비 및 공정에 대한 포괄적인 제어를 통해 가스 결함의 발생을 크게 줄일 수 있습니다.

재료 관리 및 준비

• 프리멜트 처리: 녹인 스크랩과 원재료를 모두 완전히 건조시켜 수분과 기름기를 제거합니다.

• 가스 제거 처리: 예를 들어, 불활성 가스(예: 아르곤)로 퍼지하여 용융 금속을 탈기시킨 후 붓습니다.

• 따르는 온도를 제어합니다: 과열을 방지하기 위해 따르는 온도를 권장 범위 내에서 엄격하게 조절하세요.

샌드 몰드 및 코어 디자인

• 투과성 향상: 입자가 굵고 투과성이 좋은 모래를 사용하고 다짐 밀도를 조절하세요.

• 벤팅 채널 만들기: 몰드 캐비티와 코어에 적절한 통풍구와 라이저를 설계하여 가스가 원활하게 빠져나갈 수 있는 경로를 제공합니다. 코어 제작이 주조 품질에 미치는 영향에 대해 자세히 알아보려면 심층 기사를 읽어보세요, 샌드 캐스팅의 코어 제작: 유형, 프로세스 및 디자인 팁.

게이팅 시스템 및 프로세스 최적화

• 게이팅 시스템을 최적화합니다: 적절한 게이팅 시스템과 러너를 설계하여 용융 금속이 금형 캐비티로 원활하게 흐르도록 하여 난류를 줄입니다.

• 붓는 속도 제어: 일정한 흐름을 유지하여 공기 혼입으로 이어질 수 있는 불규칙한 주입 속도를 피하세요.

요약 및 권장 사항

포괄적인 품질 관리를 통해 가스 결함, 특히 다공성 결함의 형성을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 용융 전 준비부터 금형 설계 및 최종 주입 작업까지 모든 단계가 중요합니다.

이러한 결함을 방지하는 것은 제품 품질뿐만 아니라 수익에도 영향을 미칩니다. 경제적 영향을 이해하려면 다음 가이드를 참조하세요. 맞춤형 금속 주조 프로젝트의 상위 5가지 비용 요소.

이 가이드를 참고하여 특정 주조 조건에 따라 조정하는 것이 좋습니다. 생산 과정에서 어려운 가스 결함 문제가 발생하면 전문 주조 엔지니어 팀이 기술 지원과 솔루션을 제공할 준비가 되어 있습니다.