합금의 수직 및 수평 사형 주조의 차이점은 무엇입니까?

합금 사형 주조는 업계에서 널리 사용되는 제조 공정으로, 복잡한 금속 부품을 생산하는 비용 효과적인 방법을 제공합니다. 합금 사형 주조의 다양한 기술 중에서 수직 및 수평 사형 주조가 두 가지 주요 방법입니다. 합금 사형 주조 공급업체로서 저는 두 공정 모두에서 광범위한 경험을 갖고 있으며 두 공정의 차이점에 대한 심층적인 통찰력을 제공할 수 있습니다.

수직 및 수평 모래 주조의 기본 개념

수직 사형 주조에서는 금형이 수직으로 배열됩니다. 용융된 합금은 금형 상단에서 부어지고 중력은 금속이 게이팅 시스템을 통해 금형 캐비티로 흘러 내려가는 데 도움이 됩니다. 이 설정에는 적절한 충전을 보장하고 에어 포켓 및 다공성과 같은 결함 형성을 최소화하기 위해 잘 설계된 게이팅 시스템이 필요한 경우가 많습니다.

반면, 수평 사형 주조에는 수평으로 배치된 금형이 포함됩니다. 용융된 합금은 측면에서 금형 캐비티 안으로 유입됩니다. 이 방법은 경우에 따라 금형 설계 측면에서 더 간단합니다. 수평 방향이 때로는 용융 금속을 더욱 균일하게 분포시킬 수 있기 때문입니다.

금형 설계 및 복잡성

수직 및 수평 사형 주조의 중요한 차이점 중 하나는 금형 설계에 있습니다. 수직 사형 주조는 일반적으로 더 복잡한 부품 형상을 허용합니다. 금형이 수직이기 때문에 언더컷이나 내부 공동과 같은 형상을 더 쉽게 수용할 수 있습니다. 수직 방향을 사용하면 금형 내에 매달 수 있는 코어를 사용할 수 있으며 이는 주조 부품에 복잡한 내부 구조를 만드는 데 유용합니다.

예를 들어, 내부 공동이 깊고 외부 형상이 복잡한 합금 부품을 주조하는 경우 수직 모래 주조가 더 나은 선택이 될 수 있습니다. 코어는 수직 금형에 정확하게 배치될 수 있으며, 용융 금속은 코어 주위로 흘러 원하는 모양을 형성할 수 있습니다.

대조적으로, 수평 사형 주조는 단순한 부품 설계에 더 적합합니다. 수평 금형 설계는 특히 편평하거나 거의 편평한 부품의 경우 상대적으로 생성하기가 더 쉽습니다. 그러나 언더컷이 심하거나 내부 형상이 복잡한 부품을 다룰 때는 분할 금형과 같은 추가 조치가 필요할 수 있으며, 이로 인해 금형의 복잡성과 비용이 증가할 수 있습니다.

충전 및 응고

충전 및 응고 공정도 수직 및 수평 모래 주조에 따라 다릅니다. 수직 사형 주조에서는 용융된 합금이 중력의 영향으로 아래쪽으로 흐릅니다. 이러한 하향 흐름으로 인해 금형 캐비티가 더 빨리 채워질 수 있으며 이는 벽이 얇은 부품에 유리합니다. 그러나 이는 또한 어려움을 야기합니다. 게이팅 시스템이 제대로 설계되지 않으면 용융 금속의 고속 흐름으로 인해 난류가 발생하여 공기가 갇히고 결함이 발생할 수 있습니다.

응고 중에 수직 방향으로 인해 냉각 속도가 균일하지 않을 수 있습니다. 주물의 바닥 부분은 상단 부분보다 빨리 응고될 수 있으며, 이로 인해 수축 기공 및 기타 응고 관련 결함이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 완화하려면 붓는 온도를 주의 깊게 제어하고 냉기(열 흡수 재료)를 사용하는 것이 필요할 수 있습니다.

수평 사형 주조에서는 용융된 합금이 측면에서 금형 구멍을 채웁니다. 금속의 흐름은 일반적으로 수직 모래 주조에 비해 더 완만하여 난류의 위험을 줄입니다. 그 결과 충전 공정이 더욱 안정적이고 공기 포집이 줄어듭니다. 또한 수평 방향은 주조 전체에 걸쳐 보다 균일한 냉각 속도를 허용하므로 응고 결함이 적은 더 나은 품질의 주조로 이어질 수 있습니다.

생산성과 비용

생산성은 모든 제조 공정에서 중요한 고려 사항입니다. 수직 사형 주조는 금형 설정 측면에서 더 많은 시간이 소요될 수 있습니다. 수직 주형에는 코어와 게이팅 시스템의 정확한 정렬이 필요하며 이는 수평 모래 주조에 비해 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다. 그러나 일단 금형이 설정되면 특히 벽이 얇은 부품의 경우 타설 공정이 상대적으로 빨라질 수 있습니다.

반면에 수평형 사형 주조는 금형 설정 시간이 더 빠릅니다. 수평 금형은 조립하기가 더 쉽고 어떤 경우에는 부품 정렬이 덜 중요합니다. 이는 특히 대량 생산의 경우 생산성을 높일 수 있습니다.

비용 측면에서 수직 사형 주조의 금형 비용은 더 복잡한 설계로 인해 더 높은 경우가 많습니다. 특수 코어와 보다 정교한 게이팅 시스템의 필요성으로 인해 금형 제조 비용이 증가합니다. 그러나 복잡한 부품을 소량 생산하는 경우 부품당 비용은 여전히 ​​허용될 수 있습니다. 수평형 사형 주조는 일반적으로 금형 비용이 낮기 때문에 단순한 부품을 대량 생산할 때 비용 대비 효과적인 옵션입니다.

응용

수직 및 수평 사형 주조 사이의 선택은 합금 부품의 특정 용도에 따라 달라집니다. 수직 사형 주조는 복잡하고 고정밀 부품이 요구되는 항공우주 및 자동차와 같은 산업에서 일반적으로 사용됩니다. 예를 들어, 항공우주 분야에서는 복잡한 내부 냉각 채널이 있는 터빈 블레이드와 엔진 부품을 수직 모래 주조를 통해 효과적으로 생산할 수 있습니다.

수평 사형 주조는 기계 베이스, 브래킷 및 간단한 구조 부품 생산과 같은 일반 엔지니어링 응용 분야에 널리 사용됩니다. 이러한 부품은 일반적으로 상대적으로 단순한 형상을 가지며 수평 사형 주조를 사용하여 효율적으로 생산할 수 있습니다.

품질 관리

합금사주조에서는 품질관리가 매우 중요합니다. 수직 사형 주조에서는 난류 및 불균일 응고 가능성으로 인해 보다 엄격한 품질 관리 조치가 필요합니다. 주조 부품의 내부 결함을 탐지하기 위해 X-Ray 및 초음파 검사와 같은 비파괴 검사 방법이 자주 사용됩니다. 다공성, 균열 등 표면 결함을 확인하려면 육안 검사도 중요합니다.

수평 사형 주조에서는 일반적으로 보다 안정적인 충전 및 응고 공정으로 인해 결함이 줄어듭니다. 그러나 품질 관리는 여전히 필요합니다. 주조 부품이 필수 사양을 충족하는지 확인하려면 치수 검사가 중요합니다. 또한 주조 부품의 합금 조성을 확인하기 위해 화학적 분석을 수행할 수도 있습니다.

결론

결론적으로 수직 및 수평 사형 주조는 금형 설계, 충전 및 응고, 생산성, 비용, 적용 및 품질 관리에서 뚜렷한 차이가 있습니다. 합금 사형 주조 공급업체로서 저는 각 고객의 특정 요구 사항에 맞는 올바른 주조 방법을 선택하는 것이 중요하다는 것을 이해하고 있습니다.

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참고자료

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• 플레밍스, 엠씨 (1974). 응고 처리. 맥그로-힐.
• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). 제조 공학 및 기술. 피어슨.