주철 주조 탄소 2~4%와 실리콘 1~3%를 함유한 용융 철 합금을 일반적으로 모래로 만들어진 금형 캐비티에 붓고 거의 최종 부품 형태로 응고시키는 제조 공정입니다. 전 세계적으로 사용되는 가장 일반적인 방법은 사형 주조입니다. 이는 낮은 툴링 비용과 소규모 배치 및 대량 생산 모두에 대한 유연성으로 인해 전 세계적으로 생산되는 주철 부품의 대부분을 차지합니다. 이 공정은 복잡한 형상, 우수한 기계 가공성, 높은 압축 강도 및 우수한 진동 감쇠 기능을 갖춘 부품을 생산하는 데 선호됩니다. 이러한 특성으로 인해 주철은 엔진 블록, 파이프 피팅, 기계 베이스 및 펌프 하우징에 적합한 소재로 선택됩니다.
간단히 말해서, 주철 주조는 저렴하고 쉽게 성형 가능한 재료와 다양한 성형 공정을 결합하여 내구성 있는 금속 부품을 대규모로 생산하는 가장 경제적인 방법 중 하나입니다.
사형주조는 상대적으로 저렴한 비용으로 단순하고 복잡한 부품 형상을 모두 수용할 수 있기 때문에 주철 생산에서 여전히 지배적인 기술로 남아 있습니다. 프로세스는 일관된 단계 순서를 따릅니다.
일반적으로 목재, 금속 또는 수지로 만들어진 패턴은 최종 부품의 정확한 모양으로 생성되지만 냉각 중 수축을 고려하여 약간 큰 크기로 만들어집니다. 회주철은 일반적으로 응고 중에 1.0~1.2% 수축합니다. , 이 여유분은 패턴 치수에 내장되어야 합니다.
결합제(일반적으로 벤토나이트 점토 또는 수지)와 혼합된 모래를 패턴 주위에 채워 주형 공동을 형성합니다. 파이프 피팅이나 엔진 블록과 같이 내부에 구멍이 있는 부품의 경우 별도의 샌드 코어를 만들어 금형 내부에 배치한 후 닫습니다.
철은 용선로 또는 유도로에서 다음 온도로 녹습니다. 1,350°C 및 1,450°C 그런 다음 유량을 제어하고 난류를 최소화하도록 설계된 게이팅 시스템을 통해 금형에 부어 가스 포착 및 함유물을 줄이는 데 도움이 됩니다.
주조물은 금형 내부에서 응고되고 냉각됩니다. 냉각 시간은 벽 두께에 따라 다르며 얇은 부분의 경우 1시간 미만부터 무거운 주조물의 경우 몇 시간까지 다양합니다. 냉각되면 셰이크아웃(Shakeout)이라는 과정을 통해 모래 주형이 분리됩니다.
게이트, 라이저, 플래시를 제거하고 쇼트 블라스팅을 통해 표면을 청소합니다. 그런 다음 최종 공차를 충족하기 위해 중요한 치수와 결합 표면에 가공이 적용됩니다.
기계적 특성은 주철 유형에 따라 크게 다르기 때문에 올바른 등급을 선택하는 것은 주조 프로젝트에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다.
편상 흑연 구조를 특징으로 하는 가장 널리 사용되는 등급입니다. 회주철은 150~400MPa 범위의 인장 강도를 제공합니다. 등급에 따라 다르며 가공성 및 진동 감쇠성이 뛰어나 기계 베이스 및 하우징에 이상적입니다.
플레이크 대신 구상 흑연 결절을 함유하여 인장 강도와 신장률이 크게 향상됩니다. 연철 등급 65-45-12는 12% 연신율로 65,000psi(450MPa)의 최소 인장 강도를 제공합니다. , 압력 파이프, 크랭크 샤프트 및 기어에 적합합니다.
흑연 형성을 억제하는 급속 냉각을 통해 생산되어 단단하고 부서지기 쉬운 탄화물 구조를 생성합니다. 극도의 경도(일반적으로 450-650 HB)로 인해 연삭 볼 및 슬러리 펌프 라이너와 같은 내마모성 응용 분야에 적합하지만 기계 가공은 어렵습니다.
| 등급 | 인장강도 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|
| 회주철 클래스 30 | 210MPa | 기계 베이스, 브래킷 |
| 연성이 있는 철 65-45-12 | 450MPa | 파이프 피팅, 크랭크샤프트 |
| 백철 | 200~400MPa | 마모 라이너, 연삭 매체 |
주철 주조의 일관된 품질은 용해 공정과 완제품의 제어에 달려 있습니다. 평판이 좋은 주조업체에서는 다음 검사를 조합하여 적용합니다.
분광계는 따르기 전에 탄소, 규소, 망간 및 미량 원소 함량을 확인하는 데 사용됩니다. 탄소 당량에서 단 0.2%의 편차만으로도 사양에 실패할 정도로 기계적 특성이 바뀔 수 있습니다. , 따라서 실시간 용융 분석은 품질 중심 주조 공장의 표준 관행입니다.
일반적인 방법은 다음과 같습니다.
생산 부품과 함께 주조된 샘플 쿠폰은 인장 강도, 경도(일반적으로 브리넬 테스트를 통해) 및 주요 부품의 경우 충격 인성을 테스트하여 각 배치가 지정된 등급 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
CMM(3차원 측정기) 또는 3D 스캐닝을 통해 중요한 치수가 공차 내에 있는지 확인합니다. ±0.5mm ~ ±1.5mm ISO 8062와 같은 표준에 따라 부품 크기 및 주조 방법에 따라 다릅니다.
일반적인 결함을 이해하면 구매자와 엔지니어가 품질 문제를 조기에 식별하고 주조업체와 협력하여 근본 원인을 해결하는 데 도움이 됩니다.
주철 주조 주조소를 평가할 때 구매자는 가격을 넘어서 공정 능력과 인증을 평가해야 합니다.
문서화된 프로세스 제어를 갖춘 주조업체는 일반적으로 폐기율을 5% 미만으로 보고합니다. , 엄격한 품질 시스템이 없는 시설의 경우 10~15% 이상인 것과 비교하면 이는 비용과 배송 신뢰성 모두에 직접적인 영향을 미치는 차이입니다.
특히 모래 주조를 통한 주철 주조는 산업 전반에 걸쳐 내구성 있는 금속 부품을 생산하는 가장 비용 효율적이고 다양한 방법 중 하나로 남아 있습니다. 성공 여부는 응용 분야에 적합한 등급을 선택하고, 통제된 사형 주조 공정을 따르고, 용융 화학부터 최종 치수 검사까지 모든 단계에서 엄격한 품질 관리를 적용하는 데 달려 있습니다. 이러한 기본 사항을 이해하는 구매자는 부품을 올바르게 지정하고 일관되고 결함 없는 주물을 제공할 수 있는 파운드리 파트너를 선택할 수 있는 능력을 더 잘 갖추게 됩니다.
