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금속 주조는 중요한 금속 성형 공정입니다고체 금속을 액체 상태로 가열한 다음 특정 모양의 금형에 붓습니다. 냉각 및 응고 후 원하는 모양의 주물을 얻을 수 있습니다. 이 공정은 기계 제조, 항공 우주, 수력 발전 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 이 복잡하고 섬세한 프로세스 이면에는 항상 엔지니어와 재료 과학자들의 관심을 끄는 중요한 질문이 있습니다.금속 주조에 사용되는 재료는 무엇입니까?, 그리고 이러한 재료는 어떻게 주물의 성능과 사용을 결정합니까?

이 기사는 핵심을 깊이 탐구하는 것을 목표로 합니다.금속 주조에 사용되는 재료, 전통적인 주강 및 주철에서 현대적으로 널리 사용되는 주조 알루미늄 및 주조 구리, 심지어 특수 합금 및 복합 재료에 이르기까지. 각 재료의 선택 및 적용에는 심오한 과학적 원리와 공학적 실용적인 지혜가 포함되어 있습니다. 우리는 주조 과정에서 이러한 재료의 구성, 특성 및 거동을 분석하여 주조의 최종 성능에 어떤 영향을 미치는지, 재료 선택 및 최적화를 통해 주조 성능과 비용 간의 최상의 균형을 달성하는 방법을 밝힐 것입니다.

금속 주조 란 무엇입니까?

금속 주조는 제조 공정입니다여기에는 용융 금속을 금형에 부어 만드는 것이 포함됩니다.3D 금속 부품. 금형에는 원하는 형상의 캐비티가 포함되고 용융 금속이 냉각되어 응고된 부품을 형성합니다.
"주조"라는 단어는 6,000년 전으로 거슬러 올라가는 주조 공정을 통해 만들어진 부품을 의미하기도 합니다. 역사적으로 주조 공정은 다른 제조 공정을 사용하여 만들기 어렵거나 비용이 많이 드는 복잡하고 큰 부품을 만드는 데 사용되었습니다.

주조는 복잡한 형상을 위한 첫 번째 선택입니다.예를 들어 CNC 가공에 비해 비용 효율적이고 프로세스가 더 간단하기 때문입니다. 그러나 주조는 빠른 처리 시간과 큰 생산 능력으로 인해 가장 단순한 모양에도 널리 사용됩니다. 오늘날 주조 제품의 사용은 매우 널리 퍼져 있어 어떤 환경에 있든 주조 제품 사용을 피할 수 없습니다. 주조 금속 제품의 몇 가지 예로는 엔진 블록, 소화전, 전기 모터, 도구, 신호등, 맨홀, 파이프, 밸브 및 다양한 부속품이 있습니다.

금속 주조에는 어떤 재료가 사용됩니까?

다양한재료는 금속 주조에 사용됩니다., 각각은 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 다음은 주요 금속 주조 재료 중 일부입니다.

주철

주철은 탄소 함량이 2.1% 이상인 철-탄소 합금입니다.. 그것은 우수한 castability, 내마모성, 충격 흡수 및 기타 특성을 가지고 있습니다. 주철에는 여러 종류가 있으며 일반적으로 백색 주철, 회주철, 가단성 주철, 연성 철 등으로 나뉩니다. 회주철은 페라이트 + 흑연, 페라이트 + 흑연 + 펄라이트, 펄라이트 + 흑연의 세 가지 구조를 가지고 있습니다. 정적 하중을 견디는 부품 제조에 적합합니다. 가단성 주철은 장기간 흑연화 어닐링 후 백색 주철에서 얻은 고강도 주철입니다. 충격 하중을 견디는 부품 제조에 적합합니다. 연성 철은 구상화제와 접종제를 첨가하여 흑연을 구상화함으로써 얻어집니다. 강도, 가소성 및 인성이 다른 주철보다 높으며 더 높은 하중을 견디는 복잡한 부품 제조에 적합합니다.

알루미늄 합금

알루미늄 합금은 저밀도, 고강도, 우수한 내식성 및 우수한 주조 특성으로 인해 널리 사용됩니다.알루미늄 합금은 주조 성능이 우수하고 유동성이 높습니다.. 복잡한 모양과 얇은 벽을 가진 정밀 부품을 다이캐스트할 수 있으며 주물 표면이 매끄럽습니다. 게다가, 알루미늄 합금은 또한 전기 도금, 스프레이 등과 같은 다양한 표면 처리를 거칠 수 있습니다. 일반적인 주조 알루미늄 합금에는 ZL101, ZL102 등이 있습니다. 복잡한 형상과 중간 하중의 주조 부품뿐만 아니라 높은 기밀성, 내식성 및 우수한 용접 성능이 필요한 부품에 적합합니다.

아연 합금

아연 합금은 다른 원소가 첨가 된 아연을 기반으로하는 합금입니다. 그것은 좋은 주조 특성과 기계적 특성을 가지고 있습니다. 아연 합금은 비중이 크고 융점이 낮으며 다이캐스트가 용이합니다. 동시에 아연 합금 주물은 표면이 매끄럽고 다양한 표면에서 가공할 수 있습니다. 그러나 아연 합금은 내식성이 좋지 않습니다. 합금 조성의 불순물 원소가 표준을 초과하면 주물이 노화되고 변형됩니다. 또한 아연 합금 다이캐스팅은 고온 및 저온(0°C 이하) 작업 환경에서 사용하기에 적합하지 않습니다. 일반적인 아연 합금에는 Zamak3, Zamak5 등이 포함되며 기계적 강도에 대한 요구 사항이 낮은 주조 및 기계적 강도에 대한 특정 요구 사항이 있는 주물에 적합합니다.

마그네슘 합금

마그네슘 합금은 밀도가 낮고 비강도 및 강성이 우수하며 진동 감쇠 성능이 우수하고 강력한 전자기 간섭 차폐 능력의 특성을 가지고 있습니다. 마그네슘 합금은 주조 성능이 상대적으로 낮고 유동성이 낮으며 균열 및 수축 경향이 더 큽니다. 그러나 마그네슘 합금은 연비를 크게 개선하고 배기 가스 배출을 줄이며 제품 무게를 줄일 수 있기 때문에 자동차, 항공 우주, 전자 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 일반적인 주조 마그네슘 합금에는 AZ91D, AM60B 등이 포함되며 자동차 부품, 항공 우주 부품 등의 제조에 적합합니다.

구리 합금

구리 합금은 우수한 전기 전도성, 열전도율, 내식성 및 낮은 마찰 계수의 특성을 가지고 있습니다. 구리 합금은 주조 특성이 우수하며 복잡한 모양의 주물로 만들 수 있습니다. 구리 합금은 전자 산업, 기계 산업, 항공 우주 산업, 화학 산업 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 전자 산업에서 구리 합금은 종종 전자 부품을 만드는 데 사용됩니다. 기계 산업에서 구리 합금은 종종 높은 내마모성과 내식성이 필요한 기계 부품을 만드는 데 사용됩니다. 항공 우주 산업에서 구리 합금은 종종 고강도와 인성을 가진 부품을 만드는 데 사용됩니다. 일반적인 주조 구리 합금에는 황동, 청동 등이 포함됩니다. 아래 표는 다음을 요약하고 비교합니다.일반적인 금속 주조 재료의 장점과 단점.

주조 재료	장점	단점
알루미늄 합금	경량; 높은 치수 안정성; 던지게 쉬운; 좋은 내식성; 높은 열 및 전기 전도성; 고온에서 강도를 유지합니다.	콜드 챔버 기계를 사용해야 합니다.
아연 합금	시전하기 가장 쉽습니다. 높은 연성; 우수한 표면 평활도; 높은 충격 강도; 쉽게 도금; 작은 부품에 경제적입니다. 낮은 융점으로 인해 긴 다이 수명을 촉진합니다.	부식에 저항하기 위해 코팅이 필요합니다. 고밀도.
주철	저렴한 가격, 좋은 내마모성, 강한 압축 저항	모공을 생성하기 쉽고 부서지기 쉽습니다.
마그네슘 합금	주조 후 기계로 가공하는 것이 가장 쉽습니다. 우수한 강도 대 중량 비율; 가벼운; 고온 챔버 및 저온 챔버 기계를 모두 사용하십시오.	빠르게 산화됩니다.
구리 합금	높은 경도; 높은 기계적 성질; 높은 부식 및 내마모성; 높은 치수 안정성.	높은 비용; 낮은 다이 수명; 콜드 챔버 기계를 사용해야 합니다.

금속 주조의 구성 요소와 첨가제는 무엇입니까?

금속 주조의 성분과 첨가제는 특정 금속 유형과 주조 요구 사항에 따라 다릅니다. 다음은 몇 가지 일반적인 항목에 대한 개요입니다.금속 주조 재료 및 첨가제:
1. 금속 주조의 주요 구성 요소

• 금속 요소:주조할 재료는 대부분 구리, 철, 알루미늄, 주석, 납 등과 같이 원래 고체이지만 액체 상태로 가열되는 금속입니다. 이러한 금속 원소는 주조 합금의 주성분입니다.
• 합금 성분:금속의 특정 특성을 개선 및 향상시키거나 특정 특수 특성을 얻기 위해 합금 원소가 제련 공정 중에 추가됩니다. 일반적으로 사용되는 합금 원소에는 크롬, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 티타늄, 실리콘, 망간 등이 있습니다. 이러한 요소는 금속의 경화성, 내열성, 내마모성, 내식성 등을 향상시킬 수 있습니다.

2. 금속 주조용 첨가제

• 침탄제:금속의 탄소 함량을 높이고 금속의 경도와 내마모성을 향상시키는 데 사용됩니다. 일반적인 침탄제에는 소성탄 침탄제, 흑연 침탄제 등이 포함됩니다.
• 탈산제와 탈황제:금속의 순도와 품질을 향상시키기 위해 금속에서 산소 및 황과 같은 유해 원소를 제거하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 칼슘 와이어, 칼슘 코어드 와이어 등은 탈산제 및 탈황제로 사용할 수 있습니다.
• 합금 첨가제:필요한 합금 특성과 구조를 얻기 위해 금속의 화학 조성을 조정하는 데 사용됩니다. 이러한 첨가제는 금속 원소(예: 페로크롬, 페로니켈, 페로몰리브덴 등) 또는 비금속 원소(예: 실리콘, 망간 등)의 화합물 또는 혼합물일 수 있습니다.
• 주조 첨가제:벤토나이트 등과 같은 모래 주조용 바인더로 사용하여 주조 금형의 강도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 금속 제련 및 주조 공정을 개선하는 데 사용되는 플럭스, 불투명화 등과 같은 몇 가지 특수 주조 보조제가 있습니다.

금속 주조 공정에 따라 재료를 선택하는 방법은 무엇입니까?

금속 주조 공정에 따라 재료를 선택하는 것은 복잡한 과정입니다이를 위해서는 주조 구조, 성능 요구 사항, 생산 배치 크기, 비용 예산 및 주조 공정의 특성을 포함한 여러 요소를 고려해야 합니다. 다음은 다양한 주조 공정에 따라 재료를 선택하기 위한 몇 가지 기본 원칙과 제안입니다.

모래 주조

모래 주조는 모든 금속 합금을 주조하는 데 사용할 수 있는 보편적인 주조 공정입니다, 철 또는 비철 여부. 그것은 엔진 블록, 실린더 헤드, 크랭크 샤프트 등과 같은 자동차 금속 주조 부품과 같은 산업 단위의 대량 생산에 널리 사용됩니다.

이 공정은 자연적으로 결합된 모래 또는 합성 모래와 같은 실리콘 기반 재료로 만든 금형을 사용하여 매끄러운 금형 표면을 만듭니다. 금형 표면에는 상부 금형(상부)과 하부 금형(하부)의 두 부분이 있습니다. 쏟아지는 컵은 용융 금속을 금형에 붓는 데 사용되며, 여기서 응고되어 최종 모양을 형성합니다. 마지막으로, 여분의 금속을 잘라내어 최종 금속 주조 제품을 완성합니다.

1. 재료 선택 원칙 :

• 주물 물자:주철, 주강, 비철금속 합금 등과 같은 다양한 금속 합금
• 형 재료:석영 모래 및 점토와 같은 고온 재료는 우수한 고온 저항, 통기성 및 가소성이 필요합니다.

2. 적용 가능한 시나리오:

• 복잡한 모양과 큰 크기의 주물, 특히 벽이 두꺼운 부품에 적합합니다.
• 다른 주조 방법을 사용하기 어려운 단일 조각, 작은 배치 또는 대형 주물에 적합합니다.

투자 주조

로스트 왁스 주조라고도 하는 매몰 주조, 주물 모양으로 응고되는 세라믹 재료로 코팅된 일회용 왁스 패턴을 사용합니다. 이 주조 공정의 첫 번째 단계는 일반적으로 왁스 또는 플라스틱으로 만든 왁스 패턴을 만드는 것입니다. 이 공정에는 정밀한 측정이 필요하기 때문에 여러 시행착오로 인해 매몰 주조는 비용이 많이 드는 제조 공정이 됩니다. 왁스를 금형에 붓고 조심스럽게 제거한 다음 접착제 또는 내화물로 코팅하여 두꺼운 껍질을 형성합니다. 또한 여러 모델이 정문에 조립됩니다. 껍질이 굳으면 모델을 뒤집어 오븐에서 가열하여 왁스를 제거합니다. 용융 금속을 나머지 쉘에 붓고 왁스 몰드 모양으로 응고시킵니다. 또한 내화 쉘을 분리하여 완성된 주물을 드러냅니다. 이 주조 공정은 일반적으로 발전, 자동차 및 항공 우주 부품을 만드는 데 사용됩니다.

1. 재료 선택 원칙 :

• 주물 물자:주강 및 고융점 합금(예: 스테인리스강, 고온 합금 등)
• 형 재료:왁스 패턴(프로토타입 제작용), 세라믹 쉘(주물 성형용).

2. 적용 가능한 시나리오:

• 주강 및 고융점 합금의 다양한 배치의 작고 복잡한 정밀 주조에 적합합니다.
• 주조 작품, 정밀 기계 부품 등에 특히 적합합니다.

캐스팅

모래 주조는 융점이 높은 합금을 녹일 수 있지만 다이캐스팅을 사용하여 융점이 낮은 금속을 성형할 수 있습니다. 재료를 고체에서 뜨거운 용융 액체로 변경한 후 경화강으로 만든 수명이 긴 다이캐스트 금형에 주입할 수 있습니다. 이러한 공구는 캐비티, 코어 및 때로는 인서트로 구성됩니다. 플라스틱 사출 성형과 달리 주조 후 측면 형상을 가공하는 것이 측면 작업을 사용하는 것보다 더 실현 가능한 경우가 있습니다. 다이캐스팅의 역사는 19세기로 거슬러 올라갑니다.

제조 세계에 등장한 이래로 두 가지 유형의 프로그램이 사용자를 위해 개발되었습니다. 첫 번째는 재료를 녹이기 위해 기계 내부에 용광로가 내장된 고온 챔버입니다. 두 번째 절차인 콜드 챔버 공정을 사용하는 경우 별도의 용광로에서 재료를 녹인 다음 용융된 재료를 주입 챔버로 이동합니다. 항공우주 및 자동차 부품은 물론 장난감, 가구 및 전자 제품의 대량 생산을 위해 다이캐스팅을 구현할 수 있습니다. 다이캐스팅은 Longsheng의 핵심 서비스를 통해 제공되며 즉시 견적 엔진을 통해 견적을 생성할 수 있습니다.

1. 재료 선택 원칙 :

• 주조 재료:알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 아연 합금 등 우수한 유동성과 가공성이 요구됩니다.
• 형 재료:고강도 합금강, 탄화물 또는 세라믹 재료로 높은 경도, 높은 내마모성 및 높은 열 안정성이 필요합니다.

2. 적용 가능한 시나리오:

• 다양한 중소형 비철합금 주물, 얇은 벽 주물 및 내압 주물의 대량 생산에 적합합니다.
• 다이캐스팅은 높은 치수 정확도, 매끄러운 표면, 조밀한 구조, 높은 생산 효율성 및 저렴한 비용을 가지고 있습니다.

금속 주조에는 어떤 장비가 필요합니까?

금속 주조는 주조의 품질과 효율성을 보장하기 위해 다양한 장비가 함께 작동해야 하는 복잡하고 섬세한 공정입니다.

용융로

제련로는 금속 주조 공정의 핵심 장비입니다. 후속 주입 및 성형을 위해 금속 원료를 용융 상태로 가열하는 역할을 합니다. 용융로의 성능은 금속의 용융 효율, 조성의 균일성 및 주조 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적인 제련 장비는 다음과 같습니다.

1. 돔:금속, 특히 주철 등을 녹이는 데 사용됩니다.
2. 전기로:아크의 고온을 사용하여 금속을 녹입니다.
3. 유도로:전자기 유도의 원리를 통해 금속을 가열하고 녹입니다.
4. 저항로:저항기를 통해 전류가 통과할 때 발생하는 열을 사용하여 금속을 녹입니다.
5. 반사로:열을 반사하여 금속을 가열하고 녹입니다.

주입 및 냉각 장비

주입 장비는 용융 금속을 금형에 붓는 역할을 하고 냉각 장비는 주물의 냉각 및 응고 과정을 가속화하는 역할을 합니다.

쏟아지는 장비:쏟아지는 가방, 쏟아지는 파이프 등을 포함합니다. 주입 백은 용융 금속을 담고 주입 속도와 유속을 제어하는 데 사용됩니다. 주입 파이프는 주입 백에서 용융 금속을 금형으로 도입하는 역할을 합니다.
냉각 장비:냉각팬, 냉각수 시스템 등을 포함합니다. 그들은 주조 금형 주변의 온도를 낮추어 주물의 냉각 과정을 가속화하여 주물의 생산 효율성과 품질을 향상시킵니다.

마무리 및 청소 도구

마감 및 청소 도구는 금속 주조 공정에서 없어서는 안될 후처리 장비입니다. 그들은 개선하기 위해 사용됩니다.주물의 표면 품질 및 치수 정확도.

• 디버링 도구:버 그라인더, 마그네틱 폴리셔 등과 같은 이 장치는 물리적 또는 화학적 방법을 통해 주물 표면에서 버와 불순물을 제거하여 주물의 표면 마감을 향상시킵니다.
• 연마 장비:연마 벨트 연마 기계, 표면 연마 기계 등과 같은 그들은 필요한 표면 품질과 광택을 얻기 위해 회전 또는 마찰로 주물 표면을 연마합니다.
• 다른 청소 도구:세척제, 샌드 블라스팅 기계 등과 같은. 이 도구는 주물의 청결과 품질을 보장하기 위해 주물 표면의 오일, 산화물 및 기타 불순물을 제거하는 데 사용됩니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 금속 주조에는 어떤 도구가 필요합니까?

금속 주조 공정에는 다양한 도구가 필요하며 이러한 각 도구는 주조 공정의 원활한 진행과 주물의 품질을 보장하기 위해 서로 다른 기능을 수행합니다. 일반적인 금속 주조 도구에는 주로 모래 주조 공장이 포함됩니다.: 주조 공정 전반에 걸쳐 주물을 처리할 수 있도록 모래 주형을 뒤집는 데 사용됩니다. 금형 집게: 주조 공정 전반에 걸쳐 가공 및 이동을 위해 금형 또는 주물을 고정하는 데 사용됩니다. 게이트 스크레이퍼: 게이트를 청소하고 용융 금속이 금형에 원활하게 주입되도록 하는 데 사용됩니다. 경도 시험기: 품질이 표준을 충족하는지 여부를 결정하기 위해 주물의 경도를 테스트하는 데 사용됩니다. 연삭기: 주물의 표면을 수정하고 주물을 절단하여 불량 표면과 절단을 제거하는 데 사용됩니다.주물의 표면 품질을 향상시키십시오. 또한 에어 앵글 그라인더, 스크레이퍼, 전기 드릴, 그라인더, 전기 해머 등이 있습니다.
2. 금속 주조에 사용되는 가장 일반적인 재료는 무엇입니까?

금속 주조에 가장 일반적으로 사용되는 재료에는 철, 알루미늄, 구리, 아연 및 기타 금속 및 그 합금이 포함됩니다. 이러한 각 재료에는 고유한 특성과 적용 가능한 시나리오가 있습니다. 예를 들어, 철: 주조성과 기계적 성질이 우수하여 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 알루미늄: 융점이 낮고 내식성이 우수하여 경량 및 고강도 주물 제조에 적합합니다. 구리: 열전도성 및 전기전도성이 우수하여 전기 제품 및 열부품 제조에 자주 사용됩니다. 아연: 융점이 낮고 유동성이 좋아 복잡한 모양의 주물 제조에 적합합니다.
3. 주조 프로젝트에 적합한 재료를 어떻게 선택합니까?

주조 프로젝트에 적합한 재료를 선택하는 것은 복잡한 과정입니다이를 위해서는 선택한 재료가 프로젝트의 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 여러 요소를 고려해야 합니다. 우선, 필요한 성능 요구 사항을 결정하기 위해 주물의 특정 용도, 작업 환경, 응력 조건 등을 명확히 해야 합니다. 프로젝트의 필요에 따라 해당 물리적 특성(예: 밀도, 열전도율, 선팽창 계수 등), 화학적 특성(예: 내식성, 내산화성 등) 및 기계적 특성(예: 강도, 경도, 인성 등)을 가진 재료를 선택합니다. 재료. 주조 유동성, 수축, 편석 경향 및 기타 공정 특성을 고려하여 주조 공정의 원활한 진행과 주물의 품질을 보장합니다. 재료 가격, 가공 비용, 서비스 수명 등을 포함하여 선택한 재료가 성능 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 경제성이 우수한지 확인합니다.
4. 주조에 합금을 사용하면 어떤 이점이 있습니까?

주조에 합금을 사용하면 단일 금속에 비해 많은 장점이 있으며 이러한 장점으로 인해 합금은 주조 분야에서 널리 사용됩니다. 가장 큰 장점은 합금이 강도, 경도, 내마모성, 내식성 등의 향상과 같은 구성을 조정하여 물리적, 화학적 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 합금은 일반적으로 유동성이 더 우수하여 주조 결함을 줄이고 주물의 치수 정확도와 표면 품질을 향상시키는 데 유리합니다. 합금을 통해 특정 특성을 가진 합금 재료를 개발하여 다양한 분야와 특정 용도의 요구를 충족시킬 수 있습니다. 경우에 따라 합금을 사용하면 가공 비용을 줄이거나 재료 활용도를 높이거나 서비스 수명을 연장하여 전체 비용을 줄일 수 있습니다.

요약

일반적인 주조 재료에는 주로 알루미늄 합금, 아연 합금, 주철, 구리 합금, 마그네슘 합금 등이 포함됩니다.각 재료에는 고유한 특성과 적용 범위가 있습니다. 주조 재료를 선택할 때 주물의 모양, 크기 및 성능 요구 사항을 종합적으로 고려해야 합니다. 그리고 생산 비용과 다른 요인은 그것에게 질 및 성과의 보증합니다주물은 설계 요구 사항을 충족합니다.

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Longsheng 팀

이 기사는 여러 Longsheng 기고자에 의해 작성되었습니다. Longsheng은 제조 부문의 주요 자원입니다.CNC 가공,판금 제작,3D 프린팅,사출 성형,금속 스탬핑, 그리고 더.