다이캐스팅은 용융 금속을 재사용 가능한 금형에 주입하여 정밀하고 세부적인 부품을 만드는 금속 성형 공정입니다.
이 기술은 다른 기술로는 달성하기 어려운 뛰어난 치수 정확도, 매끄러운 표면, 복잡한 모양을 제공합니다.
다이캐스팅은 다이(die)라고 불리는 강철 주형을 준비하는 것으로 시작됩니다. 다이는 두 개의 반쪽으로 구성되어 있으며, 이 반쪽들이 모여 최종 부품 모양의 공동을 형성합니다.
공정이 시작되면 다이는 엄청난 힘으로 고정됩니다.
그런 다음 용융 금속을 고압으로 금형에 주입합니다. 금속은 캐비티의 모든 공간을 매우 빠르게 채워 얇은 두께의 정교한 부품을 제작하는 데 도움이 됩니다.
금속이 굳으면 금형이 열리고 부품이 배출됩니다. 이 과정은 빠르게 반복되어 시간당 수백 개의 동일한 부품을 생산할 수 있습니다.
다이캐스팅 다공성이란 무엇입니까?
다이캐스팅의 고속 특성으로 인해 어느 정도의 기공은 불가피합니다.
기공은 다이캐스트 부품의 내부 또는 표면에 형성되는 구멍, 공극 또는 공기 주머니를 말합니다. 이러한 결함은 미세한 기공(미세 기공)부터 눈에 보이는 더 큰 공극까지 다양합니다.
때로는 표면에 작은 움푹 들어간 부분으로 발견되기도 하고, 테스트 중에 내부에서 발견되기도 합니다.
다공성은 단단한 금속이어야 할 부분에 원치 않는 공간이 생기는 것을 말합니다. 이러한 공극은 다양한 패턴으로 나타날 수 있습니다.
- 표면 다공성: 부품 외부에서 볼 수 있음
- 내부 다공성: 부품 구조 내에 숨겨짐
- 가스 다공성: 갇힌 가스에 의해 형성됨
- 수축 기공률: 금속이 식고 수축하면서 생성됨
다이캐스팅에서는 실제로 기공이 흔합니다. 대부분의 제조업체는 어느 정도의 내부 기공을 허용하지만, 과도한 기공이나 표면 기공은 부품을 사용할 수 없게 만들 수 있습니다.
다이캐스팅의 기공 발생 원인
다이캐스팅의 기공은 여러 요인에 의해 발생합니다. 주요 원인은 금속 사출 공정 중 갇힌 공기나 가스입니다. 용융 금속이 고속으로 다이에 주입되면 빠져나갈 곳이 없는 공기가 갇히게 됩니다.
온도 조절이 불량하면 기공이 발생합니다. 주조 온도가 불균일하면 금속의 응고 속도가 달라 기공이 발생합니다.
다른 일반적인 원인은 다음과 같습니다.
- 다이 설계의 부적절한 환기
- 금형 표면에 윤활제가 너무 많습니다.
- 부적절한 게이팅 또는 러너 시스템
- 잘못된 금속 주입 속도
- 충전 중 난류 금속 흐름
다공성 생성을 방지하는 방법
디자인 고려 사항
금속 흐름이 원활한 금형 설계부터 시작하세요. 날카로운 모서리나 급격한 두께 변화는 공기가 들어가거나 난류를 유발할 수 있으므로 피하세요.
적절한 크기의 오버플로 웰과 통풍구를 포함하십시오. 금형 설계이러한 특징은 주조 과정에서 가스가 빠져나갈 수 있는 공간을 제공하여 갇힌 공기 방울을 줄여줍니다.
다이캐스팅 시스템에 진공 보조 장치를 추가하는 것을 고려해 보세요. 이렇게 하면 용융 금속이 주입되기 전에 금형 캐비티의 공기를 제거하여 가스 기공을 크게 줄일 수 있습니다.
게이팅 시스템이 가스를 가두는 대신 통풍구 쪽으로 가스를 밀어내는 방식으로 금속 흐름을 유도하는지 확인하세요.
재료 선택
선택하다 알루미늄 합금 가능하면 가스 흡수 특성을 낮추는 것이 좋습니다. 일부 합금은 자연적으로 수소 흡수에 저항하여 가스 기공 발생 가능성을 줄입니다.
주조하기 전에 금속의 가스가 적절히 제거되었는지 확인하세요.
습기 흡수를 방지하기 위해 재료를 통제된 환경에 보관하십시오. 습기는 용융 과정에서 합금에 수소를 유입시킬 수 있습니다.
기공을 유발할 수 있는 불순물을 제거하는 데 도움이 되는 플럭스 처리를 사용할 수도 있습니다. 깨끗한 금속은 결함이 적고 더 깨끗한 주물을 만듭니다.
프로세스 매개변수 제어
금속과 금형 모두에 적절한 온도를 설정하세요. 너무 뜨거우면 가스가 팽창하고, 너무 차가우면 가스가 빠져나가기 전에 금속이 굳어집니다.
응고 과정에서 일정한 유지 압력을 유지하십시오. 이렇게 하면 기공이 생길 수 있는 부분에 금속을 추가로 주입하여 수축 기공을 방지할 수 있습니다.
사이클 시간과 냉각 속도에 주의하세요. 냉각은 금속이 완전히 응고되기 전에 가스가 빠져나갈 시간을 확보하기 위한 것입니다.
다공성 감지 및 측정
이러한 숨겨진 공동을 감지하는 데에는 간단한 시각 검사부터 고급 영상 기술까지 다양한 방법이 있습니다.
비파괴 검사 방법
X선 검사는 부품을 손상시키지 않고 기공을 찾는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 금속 배경에 비해 내부 기공을 더 어두운 점으로 보여주는 이미지를 생성합니다.
아무것도 절단하지 않고도 여러 부품을 빠르게 스캔하여 문제를 파악할 수 있습니다.
CT 스캐닝(컴퓨터 단층촬영)은 내부 구조를 더욱 세부적으로 3D로 보여줍니다. 이 첨단 기술을 통해 부품 내 기공의 정확한 위치를 파악하고 그 부피를 정확하게 측정할 수 있습니다.
CT 스캐닝은 다공성 위치가 중요한 복잡한 부품에 특히 유용합니다.
초음파 검사는 음파를 사용하여 금속 부품 내부의 불연속성을 감지합니다. 음파가 빈 공간에 닿으면 반사되는 방식이 다릅니다.
이 방법은 더 큰 다공성 클러스터를 찾는 데 효과적입니다.
정량적 다공성 평가
기공률을 측정하면 부품이 품질 기준을 충족하는지 판단하는 데 도움이 됩니다. 아르키메데스 방법은 공기와 액체 상태에서 부품의 무게를 비교하여 내부 공극으로 인한 밀도 차이를 계산합니다.
이 간단한 접근 방식을 통해 전반적인 다공성 비율을 알 수 있습니다.
금속학은 시료를 절단하고, 표면을 연마한 후 현미경으로 관찰하는 과정을 포함합니다. 절단된 표면의 기공 크기와 분포를 측정할 수 있습니다.
이 방법은 특정 지역에 대한 자세한 정보를 제공하지만 샘플을 파괴해야 합니다.
이미지 분석 소프트웨어는 X선 또는 CT 스캔 데이터로부터 기공률을 정량화할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 기공률, 크기 및 분포를 자동으로 계산합니다.
다공성 문제 해결
다공성 주조물의 개선
5~10배 확대경으로 주물을 검사하여 기공 문제를 정확하게 파악하십시오. 이를 통해 문제가 가스 기공(둥근 기포)인지 수축 기공(불규칙한 기공)인지 판별할 수 있습니다.
경미한 기공 문제에는 함침이 효과적입니다. 이 공정은 빈 공간을 실란트로 채워 부품의 내압을 유지합니다. 유체나 기체를 담가야 하는 부품에 일반적으로 사용됩니다.
열간 등압 성형(HIP)과 같은 2차 가공을 통해 내부 기공을 해결할 수 있습니다. 이 공정은 고압과 고온을 이용하여 내부 기공을 압축하고 제거합니다.
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다이캐스트 부품의 기공 문제로 어려움을 겪고 계신가요? 갇힌 공기나 불균일한 응고로 인한 가스 기공, 수축 기공, 그리고 기공은 주조 부품의 구조적 무결성을 저해하고 기계적 성능에 영향을 미치며 부식 위험을 초래할 수 있습니다. 몰디캐스팅당사는 다공성을 제어하고 완벽한 결과를 제공하는 고급 다이캐스팅 공정 솔루션을 전문으로 합니다.
용융 금속 흐름 최적화, 고압 주입, 정밀 기계 매개변수에 대한 당사의 전문성은 주조 공정 중 수축 기공을 최소화하고 갇힌 공기를 제거합니다. 벽 두께, 합금 선택(아연 및 마그네슘 포함), 응고 제어를 맞춤화하여 모든 단계에서 기공의 원인을 해결합니다. 중요한 응용 분야의 경우, 진공 함침 또는 양압 기술을 통해 기공을 밀봉하고 가공 후 공정에서도 내구성을 향상시킵니다.
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자주 묻는 질문
주조 금속에서 발견되는 일반적인 기공 유형은 무엇입니까?
다이캐스팅은 일반적으로 세 가지 주요 유형의 기공 문제를 겪습니다. 가스 기공은 응고 과정에서 가스가 금속에 갇혀 작고 둥근 공극이 생성될 때 발생합니다.
수축 기공은 금속이 고르지 않게 냉각될 때 형성되며, 금속이 수축할 때 두꺼운 부분에 불규칙한 모양의 공극이 생깁니다.
금속이 결정화되면서 수지상 구조 사이에 수지상 간 기공이 나타나는데, 이는 냉각 속도가 느린 영역에 나타나는 경우가 많습니다.
ASTM E505 주조에 대한 표준 기공률은 무엇입니까?
ASTM E505 표준은 기준 방사선 사진을 사용하여 기공 수준을 1에서 7까지의 척도로 분류합니다. 수준 1은 최소한의 기공을 나타내고 수준 7은 심각한 기공을 나타냅니다.