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매몰 주조란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

2022-10-10

인베스트먼트 캐스팅(로스트 왁스 캐스팅)
설계 요구 사항, 비용 및 제조 타당성과 같은 요인에 따라 제품 제조에 가장 적합한 주조 공정이 결정됩니다. 인베스트먼트 주조를 설명하는 이 기사는 정보에 입각한 주조 결정을 내리는 데 도움을 주기 위한 것입니다.

인베스트먼트 주조는 재료 낭비, 에너지 및 후속 가공을 최소화하면서 정밀한 부품을 생산합니다. 또한 매우 복잡한 부품의 생산을 보장할 수 있습니다. 이것은 매몰 주조 공정을 설계 엔지니어에게 매우 유용하게 만듭니다.

목표는 인베스트먼트 주조가 의미하는 바를 이해하는 것입니다. 그렇다면 '투자' 캐스팅 투자란 정확히 무엇일까요? "투자된"이라는 용어는 역사적으로 "옷을 입은" 또는 "둘러싸인"의 의미를 담고 있습니다. 인베스트먼트 주조는 왁스 패턴 주위에 형성되는 세라믹, 석고 또는 플라스틱으로 만들어진 쉘을 사용합니다. 왁스 패턴을 용광로에서 녹여 제거하고 금속을 쉘에 부어 주물을 만듭니다.

투자 주조는 무엇을 위해 사용됩니까? 이해를 돕기 위해 매몰 주조 생산 공정을 분석해 보겠습니다.

인베스트먼트 주조 공정

패턴 만들기
열 수축(즉, 수축)에 대한 여유가 있다는 점을 제외하고 완성된 부품과 동일한 디테일의 패턴을 사용합니다.

패턴은 일반적으로 금속 사출 다이를 사용하여 왁스로 만들어집니다.

왁스 패턴 장착 및 나무 만들기
왁스 패턴이 생성되면 다른 왁스 구성 요소와 조립되어 게이트 및 러너 금속 전달 시스템을 형성합니다.

원하는 마감 구성 요소의 크기와 구성에 따라 단일 트리를 사용하여 여러 왁스 패턴을 처리할 수 있습니다.

몰드 쉘 생성
전체 왁스 패턴 어셈블리를 세라믹 슬러리에 담그고 모래 치장 벽토로 덮고 건조시킵니다.

원하는 두께의 쉘이 생성될 때까지 습식 침지 및 후속 치장 벽토의 주기를 반복합니다. 그 두께는 제품 크기와 구성에 따라 부분적으로 결정됩니다.

세라믹 쉘이 건조되면 주조하는 동안 용융 금속을 유지할 수 있을 만큼 충분히 강해집니다.

왁스 제거
대부분의 왁스를 녹이기 위해 전체 어셈블리를 증기 오토클레이브에 넣습니다.

세라믹 껍질에 스며든 나머지 왁스는 용광로에서 연소됩니다. 이 시점에서 잔여 왁스 패턴과 게이팅 재료가 완전히 제거되고 세라믹 몰드에 원하는 주조 부품 모양의 공동이 남아 있습니다.

이 고온 작동은 또한 세라믹 재료의 강도와 안정성을 증가시킵니다. 또한 붓는 동안 쉘과 금속의 반응을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

용융 및 주조
금형을 특정 온도로 예열하고 용융 금속으로 채워 금속 주물을 만듭니다.

이 공정을 사용하여 거의 모든 합금을 생산할 수 있습니다. 공기 용해 또는 진공 용해는 합금 화학에 의해 지시된 대로 사용될 수 있습니다. 진공 용해는 주로 반응성 원소가 합금에 존재할 때 활용됩니다.

최종 작업
주물이 충분히 냉각되면 녹아웃 작업에서 주형 쉘이 주물에서 분리됩니다.

게이트와 러너는 주물에서 절단하고 필요에 따라 최종 후가공 샌드블라스팅, 그라인딩, 기계가공을 통해 주물을 치수적으로 마무리한다.

비파괴 검사에는 형광 침투 탐상, 자분, 방사선 또는 기타 검사가 포함될 수 있습니다. 최종 치수 검사, 합금 테스트 결과 및 NDT는 출하 전에 확인됩니다.

투자 주조 공정의 장점
크기 범위:
대부분의 인베스트먼트 주물은 작지만 인베스트먼트 프로세스는 1,000파운드 이상의 주물을 생산할 수 있습니다. 이 기능은 상대적으로 적은 수의 매몰 캐스터로 제한되며 취급에 대한 특별한 전문 지식이 필요합니다. 대부분의 주조 부품은 온스 단위로 20파운드 범위입니다.

다양하고 복잡한 모양:
인베스트먼트 주조는 복잡한 통로 및 윤곽과 함께 일관되고 반복적인 정밀 공차를 제공합니다. 이러한 구성의 대부분은 생산이 불가능합니다. 예를 들어 공작 기계가 도달할 수 없는 곳. 그물 모양 또는 그물 모양에 가까운 캐스트 구성 요소를 달성하면 주조 후 처리 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

인베스트먼트 주조는 용접 또는 제작에 대한 좋은 대안입니다. 많은 구성 요소를 단일 주조로 결합할 수 있습니다. 더 많이 결합할수록 제조 효율성이 높아집니다. 다중 부품 구성 요소를 단일 매몰 주조로 변환하면 일반적으로 치수 정확도가 향상되고 부품 복잡성이 줄어듭니다.

정확하고 매끄러운 표면:
사용된 세라믹 쉘은 광택이 나는 알루미늄 다이에 왁스를 주입하여 생성된 부드러운 패턴 주위에 만들어졌습니다. 125 마이크로 마감이 표준이며 더 미세한 마감도 드물지 않습니다.

정밀 주조에는 두 개의 하프 몰드가 아닌 하나의 몰드만 사용되기 때문에 분할선이 없습니다(예: 모래 주조의 경우). 기능에 따라 표면 흠집 및 미관 기준을 고객과 협의하여 협의합니다.

다음은 다양한 주조 공정에서 기대할 수 있는 상대적인 표면 마감을 비교한 것입니다.

주조 공정	RMS 범위
주사위	20 - 120
투자	60 ~ 200
쉘 몰드	120 - 300
원심 â 표준 툴링	400 - 500
원심 영구 금형	20 - 300
정적 영구 금형	200 - 420
일반 비철 모래	300 - 560
일반 철 녹색 모래	560 - 900

Ningbo Zhiye Mechanical Components Co., Ltd.의 Santos Wang이 편집했습니다.

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