투자 주조 결함에 대해 알아야 할 5가지 사항

인베스트먼트 주물 결함이란 정확히 무엇을 의미합니까? 음, 투자 주조 결함은 주조 공정 후 주조 표면에서 관찰되는 요철을 말합니다. 이 기사는 투자 주조 산업의 미래에 대한 통찰력을 제공하는 동시에 초보자에게 친숙한 방식으로 설명하는 것을 목표로 합니다.

1.균열 – 인베스트먼트 주조의 주요 결함

인베스트먼트 주조 제품의 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 결함은 주조품의 균열 형성입니다. 이러한 균열은 일반적으로 표면에 불규칙하고 들쭉날쭉한 경로로 나타납니다. 특성에 따라 고온 균열 또는 저온 균열로 분류할 수 있습니다.

핫 크래킹: 세라믹 쉘 주형의 응고 중 또는 직후 주물이 섭씨 1250~1450도 범위의 고온 단계에 있을 때 주물의 강도와 연성이 낮아 균열이 발생하기 쉽습니다. 응고 수축으로 인해 발생합니다.

콜드 크래킹: 주물을 응고에서 상온까지 연속적으로 냉각시키는 과정. 또한 주조 시 발생하는 인장응력이 주물의 파단강도를 초과하여 주물의 형상과 크기가 변하는 지점에 응력이 집중된다.

활동

주조 구조 시스템의 불량한 설계, 주조의 고르지 않은 벽 두께, 온도 변화로 인한 수축 응력으로 이어집니다.
주물의 수축을 직접적으로 방해하는 쏟아지는 라이저의 부적절한 설계.
주물의 불균일한 냉각.
철강의 불만족스러운 화학 성분, 인과 같은 유해 원소의 높은 수준. 이것은 강철의 냉간 취성을 증가시켜 냉간 균열이 발생하기 쉽습니다.

해법

인베스트먼트 주조 설계를 수정하여 상당한 단면 변화를 줄이고 고온 균열을 방지합니다.

2. 가스 구멍

가스 구멍은 대부분의 액체 물질이 상당한 양의 용존 가스를 수용할 수 있는 냉각 과정 중에 형성됩니다. 금속이 응고되면 가스가 방출되어 주물의 표면이나 내부 영역에 잠재적으로 기포가 생성됩니다. 이러한 기포는 고체 주조물에 원형 보이드 또는 캐비티를 형성합니다. 일반적으로 주조 기공에는 세 가지 유형이 있습니다: 핀홀, 표면 아래 기공 및 블로우 홀.

핀홀: 이름에서 알 수 있듯이 육안으로 볼 수 있는 핀홀과 유사한 작은 구멍으로 주로 주물 표면 위 또는 아래에 나타납니다.

피하 모공: 핀홀보다 큰 공극으로 주물 내부에 위치하며 주물이 추가 처리될 때까지 쉽게 감지할 수 없습니다. 이들을 식별하기 위해서는 초음파 검사, 자분탐상검사, X선 검사 등의 분석기술이 필요하다.

블로우홀: 주물의 표면에 나타나는 기공으로 쉽게 눈에 띕니다.

활동

금형 및 코어 자체의 열악한 배기.
금형 코팅 재료의 품질이 좋지 않아 배기 불량이 발생합니다.
금형 캐비티 표면의 녹, 부적절한 청소.
몰드와 코어의 건조가 불충분합니다.
주조 금형의 예열 온도가 불충분하여 게이팅 시스템을 통해 용융 금속이 급속히 냉각됩니다.

솔루션

주조 전에 금형을 적절하게 예열하면 우수한 코팅 통기성이 보장됩니다.
원료를 통풍이 잘되고 건조한 곳에 보관하고 사용하기 전에 예열하십시오.
모래의 침투성을 높입니다. 모래가 거칠수록 침투성이 높아집니다.
녹을 방지하기 위해 금형과 코어를 건조한 곳에 보관하십시오.
지나치게 높은 붓는 온도를 피하십시오.

3. 포함

개재물은 응력을 증가시키고 주물의 강도를 감소시키므로 해로운 결함입니다. 내포물은 일반적으로 용광로 슬래그, 플럭싱 슬래그 또는 금속 산화물 슬래그와 같은 비금속 재료인 주물에 이물질이 존재하여 발생할 수 있습니다. 이러한 내포물은 주물에서 명확하거나 희미하게 보일 수 있는 작고 둥글고 각이 지거나 불규칙한 함몰로 나타납니다.

활동

합금 제련 및 주조 공정.
주조 초기 단계에서 왁스 주형에 균열이 생겨 세라믹 조각이 주형 공동에 들어갈 수 있습니다.
모래 주조에서 금속이 모래 주형에 들어가는 것.

솔루션

후속 문제를 방지하기 위해 잘 설계된 합금 제련 공정 및 주조 기술을 구현합니다.
주조하기 전에 왁스 주형에 이물질이 있는지 검사하고 용융 금속에서 슬래그 입자를 제거하십시오.
적절한 플럭싱제를 선택하십시오.
금형을 청소하거나 다른 성형 시스템을 사용하십시오.

4.벌지

Bulge는 범프 및 거친 표면과 같은 원치 않는 돌출이 특징인 가장 일반적인 주조 결함 중 하나입니다. 주조 표면의 두께가 요구 치수를 초과하면 최종 제품의 치수 변화가 발생할 수 있습니다. 이는 주조 벽의 두께를 점진적으로 증가시켜 확인할 수 있습니다.

활동

불안정한 코어 또는 부적절한 금형 클램핑으로 인해 주조품이 변형됩니다.
다른 섹션의 차등 응고 속도.

솔루션

알루미늄 주물은 담금질과 시효 공정 사이에서 곧게 펴질 수 있습니다.
열처리는 주철 부품의 잔류 응력을 제거할 수 있습니다.

5.수축

금속은 응고 중에 수축하지만 고르지 않은 수축으로 인해 모양이 왜곡되거나 주물 내부에 공극이 생길 수 있습니다.

세 가지 유형이 있습니다:

열린 수축: 주물의 표면에 발생합니다. 금속이 고르지 않게 수축하면 금속 표면의 오목한 부분이나 공동이 금형에서 공기를 빨아들일 수 있습니다.

닫힌 수축: 이것은 주조에서 내부 공극으로 나타납니다. 일부 액체 금속이 다른 재료보다 빨리 냉각되면 수축 다공성이라고도 하는 수축이 발생합니다. 일부 각진 공극은 현미경으로만 관찰할 수 있습니다.

뒤틀림: 응고 중 또는 응고 후 주물의 크기와 모양이 변화하여 금속에 응력을 가하고 굽힘을 유발합니다.

솔루션

수축으로 인한 보이드 형성을 방지하기 위해 적절한 용융 금속을 제공하십시오. 또는 금형에 열전도율이 높은 재료를 사용하여 용융 금속의 냉각 속도를 높입니다.
라이저가 있는 게이팅 및 주입 시스템을 사용하여 용융 금속을 금형에 균일하게 공급합니다.
충분한 액체 금속이 두꺼운 부분에 도달하도록 금형 두께의 좁은 부분을 넓히십시오.

투자 주물의 품질 관리 및 검사 기법

주조 공정의 고품질 제어와 자격을 갖춘 검사 기술은 고품질 주조 생산을 보장하는 두 가지 핵심 요소입니다. 관련된 여러 단계가 있으며 각 단계가 중요합니다.

다음은 업계에서 일반적으로 사용되는 몇 가지 기술입니다.

왁스 패턴 검사: 초기 단계는 인베스트먼트 주조를 위한 주형을 만드는 데 사용되는 왁스 패턴을 검사하는 것입니다. 균열, 보이드 또는 치수 부정확성과 같은 결함이 있는지 패턴을 확인합니다.

쉘 몰드 검사: 왁스 패턴을 세라믹 쉘 재료로 코팅한 후 주형에 균열, 쉘 두께 편차 또는 주조 품질에 영향을 줄 수 있는 기타 불규칙성과 같은 결함이 있는지 검사합니다.

예열 검증: 쇳물을 틀에 붓기 전에 쉘을 예열하여 잔류 수분이나 왁스를 제거합니다. 적절한 온도 및 시간 매개변수가 충족되도록 예열 프로세스를 주의 깊게 모니터링합니다.

주입 및 응고 모니터링: 주조 공정 중 쇳물을 주형에 주입하는 과정을 모니터링하여 적정 온도와 주입 속도를 유지합니다. 또한 응고 과정을 관찰하여 수축, 다공성 또는 내포물과 같은 잠재적인 결함을 식별합니다.

치수 검사: 주물이 냉각되고 쉘이 제거되면 최종 제품이 지정된 공차 및 치수를 충족하는지 확인하기 위해 치수 검사를 수행합니다. 정확한 측정을 위해 좌표 측정기(CMM), 레이저 스캐닝 또는 게이지와 같은 기술을 사용할 수 있습니다.

육안 검사: 육안 검사는 균열, 구멍, 표면 마감 문제 또는 주물의 미관이나 구조적 무결성에 영향을 미칠 수 있는 기타 시각적 결함과 같은 표면 결함을 식별하기 위해 수행됩니다.

비파괴 검사 (NDT): NDT 기법을 사용하여 주물의 손상 없이 내부결함을 검출합니다. 일반적인 NDT 방법에는 방사선 검사(X선 또는 감마선), 초음파 검사, 자분 탐상 검사 또는 염료 침투 탐상 검사가 포함됩니다.

기계 시험: 주물의 인장강도, 경도, 내충격성, 피로특성 등의 기계적 성질을 평가하기 위한 각종 기계적 시험을 실시합니다. 이러한 테스트는 의도한 적용에 대한 주조의 적합성을 확인하는 데 도움이 됩니다.

화학 분석: 주물에 사용되는 금속의 조성을 확인하기 위해 화학분석을 실시합니다. 이렇게 하면 사양에 따라 올바른 합금 및 화학적 특성이 유지됩니다.

문서화 및 추적성: 검사 과정 전반에 걸쳐 각 단계를 문서화하고 추적성을 보장하기 위해 상세한 기록을 유지합니다. 여기에는 검사 결과 기록, 인증, 재료 추적 가능성 및 취해진 모든 시정 조치가 포함됩니다.

특정 품질 관리 기술은 산업, 애플리케이션 및 고객 요구 사항에 따라 다를 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 인베스트먼트 주조의 품질과 무결성을 보장하려면 ASTM International 또는 기타 관련 조직에서 설정한 것과 같은 확립된 산업 표준 및 지침을 따르는 것이 필수적입니다.