다이캐스팅은 재사용 가능한 금형에 용융 금속을 주입하여 정밀하고 상세한 부품을 만드는 금속 성형 공정입니다.
이것은 뛰어난 치수 정확도, 매끄러운 표면, 그리고 다른 기술로는 달성하기 어려운 복잡한 형태를 제공합니다.
다이캐스팅은 다이라고 불리는 강철 금형을 준비하는 것으로 시작됩니다. 다이는 두 개의 반쪽으로 되어 있으며, 최종 부품과 같은 캐비티 모양을 만들기 위해 합쳐집니다.
공정이 시작되면 다이를 엄청난 힘으로 닫아 고정합니다.
그 다음 용융 금속을 높은 압력으로 금형에 주입합니다. 금속은 캐비티의 모든 공간을 매우 빠르게 채우며, 이는 얇은 벽을 가진 정밀한 부품을 만드는 데 도움이 됩니다.
금속이 고체화된 후, 금형이 열리고 부품이 배출됩니다. 이 과정은 빠르게 반복될 수 있어, 시간당 수백 개의 동일한 부품을 만들 수 있습니다.
다이캐스팅 다공성이란 무엇인가
다이캐스팅의 고속 특성 때문에 일부 기공은 거의 불가피하다.
다공성은 다이캐스트 부품 내 또는 표면에 형성되는 구멍, 빈 공간 또는 공기 주머니를 의미합니다. 이러한 결함은 미세한 미세공(마이크로포어)에서부터 더 큰 육안으로 보이는 빈 공간에 이르기까지 다양합니다.
때때로 표면에 작은 움푹 들어간 자국으로 발견되거나 검사 중 내부에서 발견될 수 있습니다.
기공을 고체 금속이어야 할 부분에 원치 않는 빈 공간으로 생각하세요. 이러한 빈 공간은 다양한 패턴으로 나타날 수 있습니다.:
- 표면 다공성: 부품 외부에서 보이는
- 내부 다공성: 부품 구조 내에 숨겨져 있음
- 가스 다공률: 갇힌 가스로 형성됨
- 수축 기공: 금속이 식고 수축하면서 생성됨
다공성은 실제로 다이캐스팅에서 흔합니다. 대부분의 제조업체는 일정 수준의 내부 다공성을 허용하지만, 과도한 다공성이나 표면 다공성은 부품을 사용할 수 없게 만들 수 있습니다.
다이캐스팅의 기공 원인
다이캐스팅의 다공성에는 여러 가지 요인이 작용합니다. 주요 원인은 금속 사출 공정 중에 갇힌 공기나 가스입니다. 용융 금속이 고속으로 금형으로 흘러들 때, 빠져나갈 곳이 없는 공기가 갇힐 수 있습니다.
온도 조절이 불량하면 다공성도 발생합니다. 주조 온도가 불균일하면 금속이 다른 속도로 응고하여 빈 공간이 생깁니다.
다른 흔한 원인으로는:
- 다이 설계에서 불충분한 배기
- 다이 표면에 윤활유가 너무 많음
- 부적절한 게이팅 또는 러너 시스템
- 금속 주입 속도 오류
- 충전 중 난류 금속 흐름
많은 다공성을 생성하지 않도록 방지하는 방법
설계 고려사항
금속의 원활한 흐름을 촉진하는 다이 설계로 시작하십시오. 공기를 가두거나 난류를 일으킬 수 있는 날카로운 모서리와 갑작스러운 두께 변화를 피하십시오.
적절한 크기의 오버플로우 웰과 통기구를 포함하십시오 금형 설계. 이러한 특징들은 주조 과정에서 가스가 빠져나갈 수 있는 공간을 제공하여, 갇힌 공기 방울을 줄여줍니다.
다이캐스팅 시스템에 진공 보조 장치를 추가하는 것을 고려하십시오. 이것은 용융 금속이 들어가기 전에 금형 캐비티에서 공기를 제거하는 데 도움이 되며, 가스 다공성을 크게 줄입니다.
게이팅 시스템이 금속 흐름을 가스를 가두지 않고 통풍구 쪽으로 밀어내는 방향으로 유도하도록 하세요.
재료 선택
선택하다 알루미늄 합금 가능할 때 가스 흡수 특성이 낮은 것으로. 일부 합금은 자연스럽게 수소 흡수를 저항하여 가스 다공성의 가능성을 줄입니다.
주조하기 전에 금속이 제대로 탈기되었는지 확인하세요.
재료를 습기 흡수를 방지하기 위해 통제된 환경에 보관하는 것을 기억하세요. 습도는 용융 중 합금에 수소를 도입할 수 있습니다.
기공을 유발할 수 있는 불순물을 제거하는 데 도움이 되는 플럭스 처리법을 사용할 수도 있습니다. 깨끗한 금속은 결함이 적은 더 깨끗한 주조물을 만들어냅니다.
공정 매개변수 제어
금속과 다이 모두에 적절한 온도를 설정하세요. 너무 뜨거우면 가스가 팽창하고, 너무 차가우면 가스가 빠져나가기 전에 금속이 굳습니다.
응고 동안 일정한 유지 압력을 유지하십시오. 이는 추가 금속을 그렇지 않으면 공극이 형성될 수 있는 영역으로 강제로 공급하여 수축 기공을 방지하는 데 도움이 됩니다.
사이클 시간과 냉각 속도를 주의하세요. 냉각은 금속이 완전히 굳기 전에 가스가 빠져나갈 시간을 보장합니다.
다공성 탐지 및 측정
이러한 숨겨진 빈 공간을 감지하는 방법에는 간단한 시각 검사부터 첨단 영상 기술에 이르기까지 여러 가지가 존재합니다.
비파괴 검사 방법
X선 검사는 부품을 손상시키지 않고 기공을 찾는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 금속 배경에 대비하여 내부 빈 공간을 더 어두운 점으로 보여주는 이미지를 생성합니다.
여러 부위를 빠르게 스캔하고 아무것도 절개하지 않고 문제를 식별할 수 있습니다.
CT 스캔(컴퓨터 단층촬영)은 내부 구조의 보다 자세한 3D 뷰를 제공합니다. 이 첨단 기법을 사용하면 부품 내에서 기공이 정확히 어디에 발생하는지 확인하고 그 부피를 정확하게 측정할 수 있습니다.
CT 스캐닝은 구멍 위치가 중요한 복잡한 부품에 특히 유용합니다.
초음파 검사는 금속 부품 내부의 불연속을 탐지하기 위해 음파를 사용합니다. 음파가 공극에 닿으면 다르게 반사됩니다.
이 방법은 더 큰 다공성 클러스터를 찾는 데 효과적입니다.
정량적 공극 평가
기공량을 측정하는 것은 부품이 품질 기준을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 아르키메데스 방법은 내부 빈 공간으로 인한 밀도 차이를 계산하기 위해 공기와 액체에서의 부품 무게를 비교합니다.
이 간단한 방법은 전체 공극률 백분율을 제공합니다.
금속학은 시료를 절단하고 표면을 연마한 후 현미경으로 관찰하는 것을 포함합니다. 절단된 표면에서 기공의 크기와 분포를 측정할 수 있습니다.
이 방법은 특정 영역에 대한 자세한 정보를 제공하지만 시료를 파괴해야 합니다.
이미지 분석 소프트웨어는 X선 또는 CT 스캔 데이터에서 기공률을 정량화할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 공극 비율, 크기 및 분포를 자동으로 계산합니다.
다공성 문제 해결
다공성 주물의 보수
주조물을 5-10배 확대하여 검사하여 기공 문제를 올바르게 식별하세요. 이는 문제가 기공(둥근 기포)에 의한 것인지 수축 기공(불규칙한 공동)에 의한 것인지 결정하는 데 도움이 됩니다.).
작은 기공 문제의 경우, 함침 처리가 효과적입니다. 이 과정은 틈새를 실란트로 채워 부품을 압력에 견디도록 만듭니다. 이는 액체나 가스를 유지해야 하는 부품에 일반적으로 사용됩니다.
뜨거운 등방성 압착(HIP)과 같은 2차 공정은 내부 기공 문제를 해결할 수 있습니다. 이 공정은 높은 압력과 온도를 사용하여 내부 공극을 압축하고 제거합니다.
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자주 묻는 질문
주조 금속에서 발견되는 일반적인 기공 유형은 무엇입니까?
다이캐스팅은 일반적으로 세 가지 주요 유형의 기공 문제를 경험합니다. 가스 기공은 금속이 응고되는 동안 기체가 갇혀 작은 둥근 빈 공간을 만들 때 발생합니다.
금속이 고르지 않게 냉각될 때 수축공극이 형성되며, 금속이 수축하면서 두꺼운 부분에 불규칙한 모양의 빈 공간이 생깁니다.
금속이 결정화될 때 덴드라이트 구조 사이에 덴드라이트 간 기공이 나타나며, 종종 냉각 속도가 느린 영역에서 발생한다.
주조용 ASTM E505 표준 다공성 수준은 무엇입니까?
ASTM E505 표준은 기준 방사선 사진을 사용하여 다공성 수준을 1에서 7까지의 척도로 분류합니다. 레벨 1은 최소 다공성을 나타내고, 레벨 7은 심각한 다공성을 나타냅니다..