게이팅 및 응고: 다공성

제거의 열쇠 인베스트먼트 주조 공정으로 전환할 때 성공적인 부품을 만드는 데 필요한 모든 요소를 이해하는 것이 중요합니다. 부품 고장을 방지하기 위한 첫 번째 단계 중 하나는 부품을 주조하기 전에 부품에 필요한 건전성을 보장하는 것입니다. 인베스트먼트 주조는 부품의 성공을 예비적으로 입증할 수 있는 몇 안 되는 제조 공정 중 하나입니다.

게이팅 시스템

베스트먼트 주조 부품을 설계할 때 게이트 위치와 크기를 고려해야 합니다. 게이트는 용융 금속이 캐비티로 자유롭게 흐를 수 있도록 하는 작은 개구부이며 공급 소스 또는 스프루와 부품 사이의 연결점으로 생각할 수 있습니다. 게이트는 주물의 가장 두껍고 무거운 부분에 이상적으로 위치하여 금속이 지속적으로 흐르고 응고되기 전에 부품 전체를 채울 수 있습니다.

주조 중 금속이 응고되는 방식

금속 응고는 게이팅을 이해하는 데 중요한 요소입니다. 용강이 약 3000°F의 초기 주입 온도에서 약 2500°F의 응고 온도로 냉각됨에 따라 체적 수축을 겪습니다. 이 수축은 금속이 응고될 때 계속되고 열팽창으로 인해 실온으로 냉각될 때 다시 계속됩니다.

예를 들어, 1" x 1" x 1" 큐브는 용강으로 채워지면 실온에서 약 0.96" x 0.96" x 0.96"로 수축됩니다. 이러한 체적 변화는 부품 형상과 게이트 위치 및 크기를 신중하게 고려해야 합니다. 적절한 설계를 통해 주물에 액체 금속이 지속적으로 공급되어 응고가 진행됨에 따라 수축을 보상할

성공적인 캐스트 파트를 만드는 것은 무엇입니까?

게이트 위치 및 크기

금속 응고의 기본 사항을 이해한 후에는 게이트의 크기와 위치를 결정할 수 있습니다. 게이트 세부 사항을 고려하지 않으면 금속이 주물을 채우고 손실된 부피를 대체하기 전에 게이트가 응고될 수 있습니다. 이로 인해 부품 내에 완전히 채워지지 않은 큰 포켓이 생성될 수 있으며, 이는 내부 다공성이라고도 합니다. 다공성은 달성된 견고성 수준, 즉 부품 내부에 캐비티나 구멍이 있는지 여부를 나타냅니다. 부품 기능을 염두에 두고 구성 요소를 신중하게 제어하지 않으면 부품 고장으로 이어질 수 있습니다.

부품 설계

게이트가 다공성을 제거하는 유일한 결정 요인은 아닙니다. 부품 형상은 금속의 방향성 응고에 영향을 미칠 수 있습니다. 설계에서는 스프루에서 부품까지의 이송 경로를 깨끗하게 유지할 수 있을 만큼 열 구배를 가파르게 만드는 것을 고려해야 합니다. 부품은 한 번에 모두 응고되지 않고 외부에서 안쪽으로 냉각되기 때문에 고품질 설계를 통해 금속이 먼저 게이트에서 냉각될 수 있습니다. 고드름 모양은 완벽한 주조의 대표적인 예로, 끝이 먼저 얼고 고드름의 나머지 부분이 가장 작은 부분에서 가장 두꺼운 부분(수원)으로 다시 얼어붙습니다.

초기 다공성을 보여주는 디자인에서 피드 리브와 같은 기능을 추가하면 원치 않는 주머니를 제거할 수 있습니다. 부품 설계는 다공성을 줄이기 위해 바닥 바닥을 테이퍼링하는 것과 같은 구조적 변경으로 향상될 수도 있습니다. 그러나 경우에 따라 부품 형상을 변경할 수 없습니다. 우리는 복사열을 활용하여 얇은 벽을 응고할 때 엔드 플레이트를 포함한 부품에 공급할 수 있을 만큼 충분히 뜨겁게 유지하는 중요하지 않은 암으로 게이트를 설계할 수 있습니다.

Signicast 설계 엔지니어는 고객과 긴밀히 협력하여 부품 기능을 더 잘 이해하고 응용 분야의 요구 사항을 충족하도록 부품 형상을 최적화할 수 있습니다.

주조 재료 선택

설계 고려 사항 외에도 재료 선택은 부품 내 다공성과 주물의 응고에 직접적인 영향을 미칩니다. 합금 내의 각 원소는 응고 온도가 다르기 때문에 17-4 스테인리스강과 같은 합금은 합금 내 원소의 양으로 인해 액체에서 고체로 변할 때 더 큰 온도 범위를 갖습니다. 온도 범위가 넓기 때문에 흐름이 억제되어 저탄소강보다 관대성이 떨어집니다. 프로젝트 프론트엔드의 재료 요구 사항을 알면 설계 엔지니어는 툴링 단계로 이동하기 전에 부품 성공을 예측하고 다공성을 제한할 수 있는 더 나은 기회를 갖게 됩니다.

부품 설계로 전체 생산에 들어가기 전에 잠재적인 다공성 문제를 식별하는 것이 중요합니다. Signicast에서는 응고 및 흐름 소프트웨어를 사용하여 게이팅 위치의 효율성을 결정하고 주조 다공성을 예측하여 설계를 검증합니다. 당사의 설계 엔지니어는 시장 출시 시간을 지연시키지 않고 성공적인 부품을 생산할 수 있는 유익한 설계 제안을 도와드릴 수 있습니다.