OEM 스테인리스 스틸 모래 주조 제조업체

모래 주조

모래 주조는 기원전 1000년 이전으로 거슬러 올라갈 수 있으며, 가장 오래된 주조 공정으로 널리 알려져 있습니다. 모래 주조 공정은 초기부터 크게 발전해 왔습니다. 하지만 모래 주조 공정 자체는 변함없이 발전해 왔습니다.

주조 성형 공정은 기본적으로 원하는 부품 모양의 공동(cavity)을 만들고 그 안에 용융 금속을 부으면 됩니다. 모래 주조 초보자를 위해 이 공정을 모래 주조라고 부르는데, 이는 금속을 부을 공동이 있는 주형이 압축된 모래로 만들어졌기 때문입니다. 모래에는 형태를 유지하는 데 도움이 되는 다른 재료들이 포함되어 있습니다.

모래 주조는 수 세기 동안 개발되어 온 가장 다재다능하고 널리 사용되는 금속 주조 방법입니다. 설계 요건(형상 및 치수 요구 사항 포함), 부품 및 금형 비용, 필요 수량, 그리고 제조 가능성까지 고려하여 가장 적합한 금속 가공 공정(주조 공정 포함)을 결정합니다.

모래 주조를 사용하여 제조된 제품은 매우 큰 부품이나 내부 통로가 있는 부품을 포함하여 거의 모든 디자인의 형상 부품을 생산하는 기술을 사용합니다. 특정 제품에는 다음 사항을 기반으로 더욱 최적의 주조 또는 금속 가공 공정이 있을 수 있습니다.

• 필요한 허용 오차
• 디자인의 복잡성
• 용량
• 공구 가용성
• 리드타임

필요한 형상의 주물은 모래주조 공정을 사용하여 제작될 가능성이 높습니다. 모래주조 방법과 주형 성형 공정에 대해 아래에서 자세히 알아보세요.

모래 주조 공정 단계

A. 패턴 제작 – 원하는 제품

• 주조 성형 공정은 원하는 완성품과 동일한 세부 사항을 가진 재사용 가능한 패턴을 사용합니다. 열 수축이나 수축이 허용됩니다.

B. 패턴 생성 – 게이트 및 라이저: 금속 전달 시스템

• "A" 단계에서 생성된 패턴에는 적절한 게이팅과 라이저를 갖춘 원하는 주조 제품 설계에 필요한 금속 경로가 포함됩니다. 이를 통해 필연적으로 발생하는 열 수축이 실제 원하는 완제품이 아닌 허용 가능한 영역으로 이동하게 됩니다. 또한 금속 흐름과 필요한 가스 배출을 관리합니다.
• 패턴은 필요한 부피와 허용 오차에 따라 목재, 금속, 합성섬유, 발포 폴리스티렌(EPS) 등 다양한 소재로 만들어집니다.

C. 금형 제작

• 고온에서 안정적인 내화성 재료(예: 모래)가 패턴 주위에 형성됩니다. 이 재료는 주조 중 용융 금속의 무게를 견딜 수 있을 만큼 강해야 하며, 금속과의 반응에 강해야 하지만, 주조물이 냉각된 후 응고된 금속에서 쉽게 분리될 수 있을 만큼 취성이 있어야 합니다.
• 주형을 만드는 데 사용할 수 있는 모래 재료는 다양합니다. 모래에는 일반적으로 점토나 화학 결합제와 같은 다른 재료가 포함되어 있어 주형을 강화하여 주조 과정을 견딜 수 있도록 합니다.
• 또는 원하는 모양의 캐비티를 모래 블록에 직접 가공하여 금형을 제작할 수도 있습니다. 이 기술은 제품 개발 과정에서 설계 변경 사항을 신속하게 관리하고 적용할 수 있기 때문에 널리 사용되며, 자주 사용하지 않는 부품의 경우 물리적 패턴의 보관이나 유지 관리를 피하기 위해 사용됩니다.
• 몰드는 일반적으로 두 부분으로 제작되는데, 윗부분은 "코프(cope)"이고 아랫부분은 "드래그(drag)"입니다. 모래가 굳으면 (전통적인 비기계 가공 공정을 사용하여) 두 부분을 분리하고 패턴을 제거합니다. 내화 코팅을 추가하여 표면 마감을 개선하고 주조된 금속의 난류로부터 몰드를 보호합니다. 두 부분을 다시 조립하면 패턴 모양에 빈 공간이 생깁니다.
• 금형에는 최종 제품에서 원하는 내부 통로를 만드는 데 사용되는 방법인 코어가 포함될 수도 있습니다.

D. 금속을 금형에 붓는다

• 용융 금속을 정적 주형에 직접 주입합니다. 이 주형은 완성된 부품과 라이저(압출기)를 형성하는 공동(cavity)을 채웁니다. 라이저는 주조물에 필요한 액체 금속을 공급합니다. 라이저는 최종적으로 냉각 및 응고되도록 설계되었기 때문에 수축과 잠재적인 기공이 원하는 부품이 아닌 라이저에 집중됩니다.
• "틸트 포어링"에는 여러 가지 변형이 있습니다. 이는 금속이 주조물 속으로 더 부드럽게 흘러 들어가 난류를 없애도록 설계된 공정입니다. 난류가 적으면 산화물 생성 및 주조 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 이 공정을 사용하면 거의 모든 합금을 생산할 수 있습니다. 산소와 특히 반응성이 높은 재료의 경우, 아르곤 차폐와 같은 공정을 사용하여 용융 금속에 공기가 닿지 않도록 할 수 있습니다.

E. 셰이크아웃

• 원하는 부분과 그것을 만드는 데 필요한 추가 금속을 포함한 주조물은 응고되고 냉각됩니다. 모래는 셰이크아웃 공정을 통해 잘게 부숴집니다.
• 틀을 만드는 데 사용된 모래의 대부분은 포획되어 재생산되고 재사용됩니다.

F. 최종 작업

• 게이트, 러너, 라이저는 주물에서 절단되며, 필요한 경우 샌드블라스팅, 연삭 등의 최종 후가공을 통해 치수를 정밀하게 마무리합니다. 사형 주조는 최종 치수 또는 공차에 도달하기 위해 적어도 일부 추가 가공이 필요한 경우가 많습니다.
• 치수 안정성이나 특성을 개선하기 위해 부품을 열처리할 수 있습니다.
• 비파괴 검사도 수행될 수 있습니다. 비파괴 검사에는 형광 침투 탐상 검사, 자분탐상 검사, 방사선 투과 검사 또는 기타 검사가 포함될 수 있습니다. 최종 치수 검사, 합금 시험 결과 및 비파괴 검사(NDT)는 출하 전에 검증됩니다.

결론

모래주조 공정은 다재다능하고 잘 알려진 공정입니다. 시간이 지남에 따라 공정이 개선되면서 모래주조는 여러 산업 시장에서 널리 사용되는 공정이 되었습니다.

대부분의 재료 및 설계 결정과 마찬가지로, MetalTek 전문가와의 상담은 최적의 금속 및 주조 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 새로운 설계의 경우, 초기 상담은 제조 가능성을 최적화하는 데 크게 도움이 됩니다. 하지만 오랫동안 금속 부품을 동일한 방식으로 사용해 온 애플리케이션도 더 높은 성능을 제공하거나 사형 주조와 같은 더 비용 효율적인 공정을 찾기 위해 평가될 수 있습니다.