고압 다이캐스팅 는 꿀벌의 비행과 유사하지만 둘 다 이론적으로는 불가능합니다. 그러나 150년 이상의 효과적인 운영과 함께 생산성 및 부품 품질이 지속적으로 향상되면서 압력 다이캐스팅은 본질적으로 견고하고 높은 수준의 공정 능력에 도달할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 가장 잘 운영되는 공장에서도 스크랩이 발생하며, 아래에서는 아연 다이캐스팅에서 발생할 수 있는 결함의 진단, 원인 및 처리에 대해 설명하며, 이러한 모든 문제는 알루미늄 다이캐스팅 및 마그네슘 다이캐스팅에도 동일하게 적용됩니다.
일관된 처리를 제공하기 위해 결함을 정리하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 문서에서는 합금 잉곳 수령부터 완제품 발송까지 단계별 접근 방식을 취하고 결함이 발생하는 지점에서 각 결함 유형에 대한 정보를 제시합니다. 결함을 식별하는 다른 방법과 다양한 결함 발견 시스템은 나중에 설명합니다. 프로세스 단계는 다음과 같습니다:
또한 러너와 스크랩은 다양한 단계에서 재활용되며, 공정 간 보관 및 취급도 고려해야 합니다. 모든 주조가 모든 절차를 거치는 것은 아닙니다.
아연 합금 잉곳 사양:
아연 주조 합금의 조성은 75년에 걸쳐 체계적으로 개발되었습니다. 합금 원소 범위를 조정하고 위험한 오염 물질에 대한 최대치를 신중하게 결정했습니다. 신뢰할 수 있는 주물을 만들기 위해서는 국제적으로 인정되는 요건을 충족하는 잉곳을 사용해야 합니다. 또한 용융 및 주조 작업 중에 합금 품질을 유지하여 주조 성분이 주조 성분 기준을 충족하는지 확인해야 합니다.
각 합금 유형에 대한 잉곳(표 1)과 주물(표 2) 표준 간의 사소한 차이는 일반적인 가공 및 재활용 공정으로 인한 변동을 적절히 고려하기 위한 것입니다. 사양을 벗어난 잉곳, 특히 납, 주석, 카드뮴과 같은 독성이 강한 불순물이 포함된 잉곳을 사용하는 것은 결코 정당화될 수 없습니다.
합금은 세 가지 계열로 나뉩니다: 4% 알루미늄 합금(자막 3, 5, 번호 2, 7), 더 높은 알루미늄 ZA 합금(번호 8, 12, 27), 구리 합금(A cu 아연 5, 10).
또한 다른 특정 합금은 상업적으로 허용되지 않습니다. 거의 모든 아연 합금 주물은 자막 No3 또는 No5로 제작되며, 특정 품질이 필요한 경우에만 다른 합금이 지정됩니다.
오염의 영향
주물에 대한 납과 같은 오염 원소의 영향은 합금 전반에 걸쳐 비슷합니다. 표시된 특정 불순물 최대치는 다양한 영향의 심각도와 낮은 미량 원소 수준으로 잉곳을 제조할 수 있는 용이성을 반영합니다.
납, 주석, 카드뮴
이러한 원소는 비슷하지만 덜 흔한 인듐 및 탈륨과 함께 입계 부식으로 인해 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. '불순물은 입자 경계로 분리되어 특히 따뜻하고 습한 환경에서 입자 간 부식을 촉진합니다. 주물이 부풀어 오르고 부서져 회색 가루가 쌓이게 됩니다(그림 L).
마그네슘 수치를 최소값 이상으로 유지하면 이러한 오염 물질이 규정된 최대치까지 포함된 주물에서는 그 영향이 미미합니다. 예방 방법으로는 적절한 잉곳 구매와 납땜과 같은 작업장 환경이나 재용융으로 인한 오염을 방지하기 위한 철저한 관리가 있습니다.
그림 L. 입계 부식 오염 용융
Iron
철은 아연에 약간만 용해되며, 여분의 철은 합금의 알루미늄과 결합하여 금속 간 복합물인 철 알루미나이드(FeAl3)를 생성합니다. 이 화합물은 매우 단단하기 때문에 주물에 들어가면 입자가 우뚝 서거나 찢어지기 때문에 가공 문제, 과도한 공구 마모, 연마 문제를 일으킬 수 있습니다. 과도한 양은 합금의 유동성을 제한하여 금형을 채우는 능력을 제한할 수 있습니다. 마지막으로, 응력이 가해지는 곳에 집중되면 강도와 연성이 저하될 수 있습니다. 철은 용광로에서 나오기 때문에 존재하는 총량보다는 입자의 크기가 가공성을 결정한다는 증거가 있습니다. 따라서 금속의 온도를 적절히 유지하는 것이 중요합니다.
니켈, 크롬, 망간 및 실리콘
이러한 성분의 과도한 수준은 주물에 여분의 철과 동일한 영향을 미칩니다. 니켈은 합금 7번의 오염 물질이 아니며, 오히려 용해도 한계보다 적은 양이 명시된 것은 마그네슘이 없고 유동성이 높은 이 합금에서 입계 부식을 줄이기 위해 의도적으로 첨가한 것입니다.
원소 합금의 효과
알루미늄
아큐진크 합금을 제외하면 알루미늄은 가장 일반적인 합금 원소입니다. 합금의 강도와 주조성은 모두 사양 범위 내에 있는 수준에 따라 달라집니다. 특히 아연 합금 2, 3, 5, 7의 경우 명시된 매우 제한된 범위를 벗어나면 특성이 빠르게 변할 수 있습니다.
4%Al 합금에 알루미늄이 과도하게 함유되면 충격 강도가 크게 감소하므로(그림 2), 가공 시 알루미늄을 수집해서는 안 됩니다. 알루미늄 수준이 규정된 최소치 이하로 떨어지면 그 영향은 눈에 띄지 않습니다. 가능한 영향으로는 강도를 감소시키는 핫 리핑 경향, 유동성 감소, 합금이 금형에 달라붙는 경향(납땜) 증가 등이 있습니다.
그림 2. 아연 다이캐스팅 합금의 충격 강도 '유동성'
알루미늄 함량의 변화는 고알루미늄 ZA 합금의 특성에 눈에 띄지 않는 영향을 미치므로 허용 범위가 더 넓습니다. 그러나 4% 합금과 마찬가지로 최적의 특성 조합을 제공하도록 조성이 최적화되어 있으며 한계를 초과하면 해로울 수 있는 변형이 발생할 수 있습니다.
마그네슘
마그네슘 첨가는 강화 효과가 있지만, 주요 목적은 납, 주석 및 기타 금속이 허용 최대 수준까지 포함된 합금의 입자 간 부식을 방지하는 것입니다. 최소 범위보다 적은 양의 마그네슘을 함유한 주물은 사용 중 부식될 수 있습니다. 마그네슘 함량이 허용 범위를 초과하면 핫 리핑이 발생하여 강도가 떨어지거나 코팅이 어려워질 수 있습니다. 마그네슘 함량이 높으면 합금의 유동성이 낮아져 충전 문제가 발생할 수 있습니다.
구리
기본 4%Al 합금에 구리를 첨가하면 연성이 감소하는 대신 강도와 경도가 증가하며 노화 과정에서 합금의 치수가 더 많이 변합니다. 고구리 합금의 충격 강도도 노화에 따라 감소합니다. 결과적으로 해당 구리 한계를 벗어나는 합금은 지정된 합금의 중간 정도의 품질을 갖게 됩니다.
ZA 합금의 구리 성분은 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 구리가 높으면 연성이 감소하고 구리가 낮으면 인장 강도가 감소합니다.
표 1. 아연 압력 다이 주조 합금 잉곳 한계의 중량별 조성.
표 2. 아연 압력 다이 주조 합금의 중량별 주조 한도 조성
Acuzinc 합금의 주요 합금 첨가물은 구리로, 다른 아연 기반 합금보다 경도와 고온 강도가 더 높습니다. Acuzinc 합금의 상대적인 구리 및 알루미늄 수준은 특성과 주조성의 균형을 맞추기 위해 최적화되었습니다. 높은 구리 레벨은 별개의 상 시스템에서 발생하기 때문에 치수 노화 변화에 미치는 영향은 4%Al 합금에서 보고된 것과 다를 수 있습니다.
금속 용융, 이송 및 고정
아연 합금은 허용할 수 없을 정도로 높은 속도로 철과 강철을 공격하는 ZA-12, ZA-27, Acuzinc10 합금을 제외하고는 금속 용기에 녹여 보관할 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 침지 사출 시스템을 사용하는 핫 챔버 공정을 통해 주조할 수 있습니다.
하지만 이 귀중한 기능은 엄격한 온도 제어를 통해서만 달성할 수 있습니다. 약 450°C 이하에서 아연 합금은 합금과 접촉하는 금속 부품을 사용할 수 있을 만큼 느린 속도로 철을 용해합니다. 반응 속도는 온도에 따라 기하급수적으로 증가하기 때문에 온도 변동에 민감하게 반응합니다.
반응은 합금의 알루미늄과 도가니 및 기계 부품의 철 사이에서 일어납니다.
알루미늄 + 철 > 금속 간 입자
3Al + Fe > FeAl3
금속 간 알루미늄산 철은 표면으로 떠오르고 산화물 층과 반응하여 드로스를 생성합니다. 드로스가 금속으로 교반되거나 냄비 레벨이 너무 낮아져 표면 아래 금속이 구즈넥으로 빨려 들어가면 주물에 단단한 입자가 포함되어 오염 섹션의 철 아래에 표시된 결함이 생깁니다.
마그네슘은 휘발성 원소이기 때문에 과도한 온도는 마그네슘 손실을 유발합니다. 마그네슘이 부족하면 주물이 심각한 부식 문제에 노출됩니다.
전체 용융 온도가 고려해야 할 유일한 요소는 아니라는 점에 유의할 필요가 있습니다. 보정이 잘못 된 버너와 같이 용광로에 핫스팟이 있는 경우 고온으로 인해 철이 픽업됩니다. 심한 상황에서는 도가니가 다 먹혀서 고장이 날 수 있습니다.
추천 금속 캐스팅 온도 가 있습니다:
자막 2,3,5,7호 | 415-4S0°C |
ZA8 | 420-445°C |
ZA12 | 465-495°C |
ZA27 | 550-580°C |
Acuzinc 5 | ~ 480°C |
Acuzinc 10 | ~ 5S0°C |
ZA 합금, 특히 ZA-27을 녹이면 중력에 의해 알루미늄과 아연이 풍부한 층으로 분리되는 경향이 있습니다. 수직으로 저으면 용융물이 혼합되지만, 강하게 저으면 산화가 촉진되므로 피해야 합니다. 일단 혼합되면 용융물은 안정적으로 유지되어야 합니다. 생성된 드로스 층을 분리하여 교반하지 않는 것이 중요합니다. 용액 속의 철은 거대한 금속 간 입자로 침전되므로 ZA-27은 540°C 이하에서 보관해서는 안 됩니다.
적절한 온도 제어가 유지되고 의도하지 않은 오염이 발생하지 않는 한 사양에 맞는 잉곳의 용융 및 유지에는 문제가 없어야 합니다. 러너와 스크랩을 재용융할 때는 다양한 측면을 고려해야 합니다.
특히 알루미늄 합금을 녹이는 상점에서는 반품을 엄격하게 분리해야 합니다. 일부 알루미늄 러너와 4% 아연 합금을 혼합하면 알루미늄 함량이 높은 주물이 생성되어 깨지기 쉽습니다. ZA 합금을 일반 합금과 결합할 경우에도 동일한 문제가 발생합니다.
스와프, 플래시 및 기타 라이트 게이지 표면 오염 물질을 직접 재용융하면 과도한 드로스가 생성되고 불순물을 포집할 가능성이 있습니다. 이러한 재료는 재용융된 잉곳의 조성을 결정할 수 있도록 개별적으로 처리하는 것이 가장 좋습니다. 드로스는 동일한 이유로 개별적으로 처리해야 합니다. 플럭스는 특히 금속이 따뜻해지면 마그네슘을 추출하는 경향이 있습니다. 전기 도금 주물은 특별한 주의가 필요합니다. 용융 중에는 전기도금 피막이 표면에 남아있어 훑어낼 수 있습니다. 특히 니켈은 딱딱한 반점을 만들 수 있으므로 플레이트를 잘게 부수어 용융물에 섞어서는 안 됩니다.
용융 및 주조 과정에서 합금은 소량의 마그네슘(휘발에 의해)과 알루미늄(철과의 상호 작용 및 이후 드로스로 제거됨)을 잃게 됩니다. 동일한 금속을 계속 재용해 주조하면 결국 사양을 벗어난 주물이 만들어집니다. No3 합금에 대한 테스트 결과, 마그네슘을 지정된 수준 이하로 낮추는 데 7번의 사이클이 소요되는 것으로 나타났습니다. 이러한 최종적인 성능 저하를 방지하려면 버진 잉곳을 공정에 지속적으로 공급해야 합니다.
아연 다이캐스팅 결함
다음은 일반적으로 나열된 결함입니다. 아연 다이캐스팅알루미늄 다이캐스팅, 마그네슘 다이캐스팅의 경우 아연 주조와 거의 동일한 문제가 발생할 수 있습니다,
내부 아연 다이캐스팅의 결함
수축 다공성
합금이 액체에서 고체로 전환되면 주조 부피의 몇 퍼센트만큼 수축합니다. 수축을 촉진할 추가 액체 금속을 사용할 수 없는 경우 빈 공간이 생깁니다. 이것이 수축 다공성입니다. 이는 종종 고립된 무거운 부분에서 거대한 불규칙한 구멍(그림 S)으로 발생하지만, 특히 ZA-27 및 Acuzinc와 같은 긴 동결 범위 합금에서 수지상 균열과 같은 모양으로 나타날 수도 있습니다.
플랜지나 보어와 같은 표면을 가공해야 하는 경우 내부 다공성이 드러나 불합격으로 이어질 수 있습니다. 또한 다공성은 가공 공정 중 공구 마모와 드릴 드리프트를 유발할 수 있습니다. 강도에 미치는 영향은 다공성의 분포와 양에 따라 결정됩니다. 합금에 대해 명시된 "도서" 강도 등급은 일반적인 다공성 수준을 가진 시편에서 달성되었다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
그림 3. 수축 다공성-공급 부족-주조.
수축 다공성을 제한하려면 금속 압력을 높이고 응고 중에 게이트가 충분히 두꺼운지 확인하세요. 플런저가 구즈넥의 바닥에 닿을 정도로 크립하지 않아야 금속에 압력이 부족해질 수 있습니다. 그렇지 않으면 플런저가 돌아올 때 금속이 캐비티에서 빠져나오게 되므로 패킹 시간은 완전히 응고될 수 있을 정도로 충분해야 합니다. 국소 냉각은 핫스팟을 최소화하여 냉동 시 기공을 생성하는 액체 금속의 고립된 패치가 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.
수지상 다공성은 밀폐된 부품에서 누출을 일으킬 수 있습니다. 합금의 동결 범위가 길수록 누출 가능성이 커집니다. 낮은 금형 온도에서 주조하면 주조 스킨이 두꺼워지고 누출 가능성이 줄어듭니다. 그러나 이 공정은 바람직한 표면 모양을 제공하기 위해 충분히 높은 다이 온도가 필요하기 때문에 방해를 받을 수 있습니다. 다이 표면 온도는 일반적으로 170°C~240°C입니다.
가스 다공성
다이가 빠르게 채워지면 엄청난 양의 가스가 갇힐 수 있습니다. 고압 응고 후 가스는 일반적으로 중심선 주변에서 준구형 기포를 형성합니다(그림 4). 기체와 수축 다공성이 공존할 수 있으며, 이 경우 기체가 수축 다공성을 둥글게 만드는 경향이 있습니다.
Fiqure 4. 가스 다공성-공기 포획-주조
가스 다공성은 수축 다공성과 동일한 결함을 유발하지만 가스 구멍이 서로 거의 연결되지 않기 때문에 누출이 발생할 가능성이 적습니다. 또한 가스 다공성은 주물에서 블리스터링의 주요 원인입니다. 합금이 약할 경우 고온으로 가열하면 기공의 엄청난 가스 압력으로 인해 주변 금속 피막이 날아갈 수 있습니다. 냉각 시간을 늘리거나 금형 온도를 낮추면 배출 직후 블리스터 발생을 줄일 수 있습니다.
이상적으로는 캐비티에 갇힌 가스의 양을 최소화해야 합니다. 이는 가능한 가장 큰 1단계 스트로크와 가능한 가장 긴 충전 시간을 사용하여 달성할 수 있습니다(허용 가능한 표면 모양을 얻기 위해 짧은 충전 시간이 필요하다는 상충되는 필요성을 염두에 두어야 함). 통풍구를 최대화하고 적절한 위치에 배치해야 합니다. 다이 스프레이를 최소한으로 유지하는 것이 유리합니다. 다공성은 몇 개의 큰 기공이 아닌 많은 미세한 기공의 형태로 존재할 때 문제가 덜 발생하고 확실히 블리스터링이 덜 발생합니다. 작은 기공은 높은 금속 속도를 사용하는 것이 권장되며, 40m/s의 게이트 속도가 목표가 되어야 합니다. 진공 다이캐스팅은 이러한 유형의 다공성을 제거합니다.
다이캐스팅의 미세 다공성 결함
눈에 보이는 다공성 외에도 현미경으로만 관찰할 수 있는 크기의 다공성이 존재합니다. 이러한 미세 다공성은 주조 스킨에 없는 경우(흔히 그렇듯이) 나중에 표면 코팅 전 연마 공정을 통해 노출되지 않는 한 부정적인 영향을 미치지 않습니다.
눈물 and 균열
이름에서 알 수 있듯이 핫 티어는 응고 범위에 가까운 온도에서 발생합니다. 이 균열은 높은 변형률, 낮은 응력 변형 하에서 주조 실패로 인해 발생하며 종종 고르지 않은 패턴을 따릅니다(그림 5). 이는 높은 응력과 낮은 변형률의 조건에서 낮은 온도에서 발생할 수 있는 상당히 곧은 균열과 대조적입니다. 또한 균열면의 모양은 이 두 가지 유형의 결함에 따라 다릅니다.
그림 5.핫 티어링 컴포지션, 봇 스팟 캐스팅
구성 요소의 형태는 핫 티어링에 크게 기여합니다. 응고 수축이 작은 영역으로 제한될 때, 특히 그 영역이 핫존인 경우에 발생합니다. 알루미늄 함량이 사양 이하이거나 마그네슘이 과도하게 함유되어 있지 않는 한 ZA-27과 Acuzinc는 다른 합금보다 이 결함이 발생하기 쉽습니다. 다이 온도 분포를 제외하고 주조 매개변수는 핫 티어링에 영향을 미치지 않습니다. 다이의 뜨거운 영역을 냉각하면 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
금형에서 주물이 막혀서 과도한 힘이 발생하면 이젝션 중에 균열이 발생합니다. 이는 언더컷, 부적절한 드래프트 또는 플래시를 유발하는 툴 제작 오류의 결과인 경우가 많습니다. 냉각 기간을 연장하여 주물을 더 단단하게 만들고 배출 응력을 더 잘 흡수할 수 있도록 하면 균열을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 주물이 금형에 강하게 수축하여 힘이 발생하는 경우에는 냉각 시간을 길게 하는 것이 효과적이지 않으며, 더 빨리 배출하는 것이 유리할 수 있습니다.
포함 문제
이는 산화막 형성제가 더 강한 아연 합금보다 아연 합금에서 훨씬 덜 문제가 됩니다. 실제로 부적절한 용융 관리로 인해 발생하는 철 간 금속은 종종 실제로 문제를 일으키는 유일한 금속입니다. 냄비의 금속 레벨이 표면 아래 금속이 구즈넥으로 들어가는 지점까지 떨어지지 않아야 합니다.
다이캐스팅 표면 결함
골드 랩.
이 결함(플로우 마크 또는 콜드 플로우라고도 함)은 금형과 접촉하여 미리 응고된 금속 흐름이 추가 금속이 도착했을 때 주조물에 다시 녹아들지 않을 때 발생합니다. 표면은 랩의 정도에 따라 깊이가 달라지는 물고기 비늘 효과가 있는 고르지 않은 홈으로 나타납니다(그림 6). 단면에는 표면 파단이 수평으로 계속되고 표면 아래 불연속성을 생성하는 정도인 콜드 랩의 특징이 표시됩니다(그림 7).
그림 6.저온 유동 충전 시간, 다이 온도 주조
그림 7 도금 주조를 사용한 냉간 흐름 섹션
콜드 랩은 주물의 외관을 저하시키고 향후 마감 공정, 특히 전기 도금에 문제를 일으켜 코팅 실패를 초래합니다. 심한 경우 랩은 주물의 연성을 손상시킬 수 있습니다. 캐비티 충전 시간과 금형 온도는 콜드 랩 생산에 영향을 미치는 주요 주조 파라미터입니다. 덜 중요한 특성으로는 흐름 패턴, 흐름 거리, 금속 속도, 다이 표면 및 금속 온도가 있습니다. 주조의 두께는 매우 중요합니다. 랩은 얇은 단면 주조에서 더 일반적입니다.
표면 외관, 벽 두께, 다이 온도 및 충진 시간 간의 연관성이 결정되었습니다. 표면 예측기(그림 8)를 사용하여 전기 도금 가능한 표면을 생성할 수 있는 최대 캐비티 채우기 시간과 최소 금형 온도를 결정할 수 있습니다. 부품을 도장할 경우 더 긴 충진 시간과 더 낮은 금형 온도가 허용됩니다. 다이의 텍스처 표면은 최대 충전 시간을 50%까지 늘릴 수 있습니다.
그림 8. 표면 마감 예측기
다이가 뜨겁고 캐비티 채우기 시간이 짧은데도 랩이 나타나는 경우가 있습니다. 이런 경우 일반적으로 가스가 갇혀 있는 소용돌이 흐름 패턴과 관련이 있습니다. 가스에 의해 가해지는 배압은 가스 에서 의 끝 의 캐비티 채우기 느림 의 둘러싸기 금속 스팀 그리고 따라서 생산 의 조건 필요한 경우 local 랩 포메이션. In 이 케이스, it will be 필요 에 감소 의 air 갇힘 in 의 die (참조 섹션)을 참조하거나 이러한 랩 형성을 방지하기 위해 채우기 패턴을 수정합니다.
라미네이션
라미네이션은 콜드 랩보다 더 넓은 영역에 걸쳐 더 균일한 방식으로 금속 시트를 겹치는 것입니다. 기계 사출 시스템에 문제가 발생하여 금형이 일련의 펄스로 채워질 때 발생할 수 있습니다. 또한 첫 번째 스트로크가 너무 길어 캐비티에 들어가는 첫 번째 금속이 느리게 움직여 얼어붙는 경우에도 라미네이션이 형성됩니다.
Misrun
다이가 너무 차갑고 충전 시간이 너무 길면 완전한 주조가 이루어지지 않습니다. 캐비티가 채워지기 전에 금속이 완전히 굳어 오조립이 발생합니다(그림 9). 핀의 끝이나 소용돌이 중앙과 같이 불완전한 부분의 작은 영역은 금속이 캐비티를 완전히 채우지 못하도록 가스가 갇혀서 발생할 수 있습니다. 기계의 샷 용량을 초과하면 "짧은 샷"으로 인해 오작동이 발생합니다.
그림 9. 오실행 충전 시간, 다이 온도 주조.
샷 또는 스패터
랩과 마찬가지로 사전 응고의 결과이지만 모양과 원인은 다릅니다. 결함은 거친 질감을 만들어내는 순수한 표면일 수도 있고, 아니면 "합금 포함" (그림 10). 그리고 "샷" 은 주 금속 스트림에서 분사되어 이후 흡착되지 않은 합금 덩어리입니다.
스프레이는 첫 번째 금속이 게이트를 통과할 때 펄스에서 발생하거나 금속 흐름의 가장자리에서 말리는 소용돌이일 수 있습니다. 이것이 스패터가 일반적으로 게이트 근처에서 발생하는 이유입니다. 때때로 스패터가 주물에 너무 느슨하게 결합되어 배출 시 일부가 남는 경우도 있습니다. 그러면 이 물질은 다음 주조에서 "내포물"을 형성합니다.
그림 10. 샷 수정-캐스팅
다이 온도를 높이면 문제가 개선될 수 있지만 주된 해결책은 게이트를 수정하여 보다 견고한 전면 충진이 이루어지도록 하는 것입니다.
이러한 우울증 in 의 캐스팅 표면 는 덜 공통 in 아연 합금 보다 일부 기타 금속 그리고 많이 플라스틱 몰딩보다 덜 문제가 됩니다. 그 원인은 다공성 형성의 원동력인 응고 수축이 동일하기 때문입니다. 온도 분포가 열 중심이 한 표면에 가까울 때 국부적으로 무거운 부분은 내부 기공이 아닌 표면 싱크가 나타납니다. 그런 다음 최종 수축은 약한 고체 주조 스킨을 끌어내려 함몰을 형성합니다(그림 11).
그림 ll. 싱크 핫스팟 캐스팅
ZA-27과 같은 합금에서는 외관이 다를 수 있습니다. 여기서 결함은 더 넓은 영역에 걸쳐 있으며 서리가 낀 것처럼 보입니다. 긴 동결 범위는 거동을 수정하여 확실한 싱크 대신 수축이 공융 액체의 표면을 배수하여 거칠고 반 다공성으로 남게 했습니다.
프로세스 해결 방법은 수축 다공성에서 주어진 것과 동일합니다. 가능한 경우 핫스팟을 줄이기 위해 캐스팅을 재설계해야 합니다.
호수
레이크는 주조 표면의 단차가 5 ~ S0 마이크로미터에 불과한 넓은 단차를 말합니다. 이는 이후 연마 및 도금되는 부품에서 매우 두드러지게 나타나며, 불만족스러운 파급 효과를 만들어냅니다(그림 12).
그림 l2. 호수 온도 분포-주조
그럼에도 불구하고 집중 조사, 의 원인, 그리고 따라서 의 구제 남아 애매한. 거기 는 증거 그 용어 "호수" 동일한 외관의 두 가지 결함에 주어질 수 있습니다., 그러나 다른 원인이 있습니다. 일부 호수는 단면적으로 볼 때 주물이나 주변 표면과 다른 미세 구조를 보입니다. 이러한 유형의 호수는 초기 국소 응고와 관련이 있는 것으로 보이며, 감기에 걸렸을 때 취하는 치료법이 도움이 될 수 있습니다.
그러나 다른 호수에서는 미세한 구조적 변화가 나타나지 않습니다. 또한 얇은 주물에서는 결함이 두께를 관통하는 경우가 드물지 않으며, 한쪽에는 함몰이 있고 다른 쪽에는 돌출된 부분이 있습니다. 사실상 주물이 수십 미크론 정도 휘어진 것입니다. 이는 주물이 단단할 때 호수가 형성되었음을 나타내며, 수축이 억제되어 발생한 것으로 추측할 수 있습니다. "오일 캔" 왜곡.
이 결함은 열과 관련이 있으며 아마도 도구 내의 온도 변화를 반영하는 것이 분명합니다.
물집
이 매끄러운 표면 돌기를 잘라내면 속이 비어 있는 것이 드러납니다. 물집은 팽창으로 인해 발생합니다.가스 기공에 갇힌 고압 가스가 주물의 표면 피부를 부풀리는 현상(그림 1)3). 물집은 합금이 너무 약해서 내부 가스에 의해 발생하는 힘을 견디지 못할 때 다음과 같은 경우에 형성됩니다. 의 캐스팅이 너무 뜨겁습니다. 배출 시 주물의 온도를 낮추면 물집이 생기는 것을 방지할 수 있습니다.
이는 다이 냉각을 늘리거나 다이 냉각 시간을 늘림으로써 달성할 수 있습니다. 블리스터링은 갇힌 공기의 양을 줄이고(가스 다공성 섹션 참조) 높은 게이트 속도를 사용하여 가스 기공 크기를 미세화함으로써 완화할 수 있습니다.
그림 l3.블리스터-공기 포획-배출, 페인팅
균열
표면 균열에는 두 가지 주요 원인이 있을 수 있습니다. 첫 번째 형태는 단면 변경 시 흔히 발생하는 핫 티어로, 용융점 근처에서 수축을 제한하여 유도된 높은 국부 변형으로 인해 입계 균열이 발생하는 경우입니다. 두 번째 유형은 주물이 금형에 고착되어 배출 시 상당한 압력이 발생할 때 발생합니다. 이러한 균열은 일반적으로 뜨거운 눈물로 인한 균열보다 입계 간 균열이 적고 직선적입니다.
핫 티어링은 ZA-27과 같이 동결 범위가 긴 합금에서 더 두드러지게 나타나며, 주로 구성 요소 형태에 기인합니다. 문제 부위를 국부적으로 냉각하는 것이 도움이 될 수 있습니다. (자세한 내용은 잉곳 섹션을 참조하세요.)
이젝션 균열은 언더컷, 부적절한 테이퍼, 거친 표면과 같은 다이 문제를 제거하여 초기에 해결해야 합니다. 금형 온도를 낮추고 냉각 기간을 늘리면 주물이 더 강해져 이젝션 힘을 더 잘 견딜 수 있습니다. 그러나 코어 핀에 구멍이 뚫리는 등 주물이 다이에 수축되어 고착이 발생하는 경우 수축을 줄이기 위해 조기 배출하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 분리제로서 효과를 발휘하려면 다이 스프레이가 다이 표면을 적절히 덮어야 합니다.
드래그 마크
부품이 배출될 때 주물과 다이 사이에 마찰이 발생하면 드로잉 라인을 따라 점수가 발생합니다(그림 14 참조). 드래그 자국은 불충분한 드래프트, 언더컷 및 표면 거칠기뿐만 아니라 부적절한 다이 스프레이로 인해 발생합니다. 주물이 부품에 밀착하여 수축할 때 흠집을 피하는 것은 불가능합니다. 이러한 경우 가능한 한 가장 높은 테이퍼가 필요하며 주물이 배출되는 시간(온도)을 최적화해야 합니다.
그림 l4.드래그 다이 제작, 납땜 배출
왜곡
이젝터 핀에 의해 주물이 구부러지거나 움푹 패이거나 피어싱되는 것은 주물이 너무 약해서 이젝션 힘을 견디지 못할 때 발생합니다(그림 15). 먼저 다이에 언더컷, 불충분한 드래프트 및 거친 표면이 있는지 확인해야 합니다. 그런 다음 주물이 배출되는 온도를 낮추어 문제를 제어할 수 있습니다. 이는 다이 온도를 낮추거나 다이 냉각 시간을 늘림으로써 달성할 수 있습니다.
그림 l5. 왜곡-다이 제작, 온도 배출
침식
침식은 금형 표면에 마모와 공동을 발생시켜 주조물에 자국을 남기고 배출 문제를 일으킬 수 있습니다. 또한 다이의 수명을 단축시킵니다. 용융 합금은 금속 스트림이 고속으로 다이에 닿는 지점에서 다이를 물리적으로 마모시킵니다. 고속 금속이 소용돌이를 일으키며 유압 캐비테이션을 생성하는 지점에서도 마모가 발생할 수 있습니다. 두 경우 모두 금속 속도를 줄이면 침식의 양이 줄어듭니다. 금형 온도를 낮추면 침식도 감소합니다. 경도 범위의 부드러운 쪽으로 템퍼링된 금형에서 발생할 가능성이 더 높습니다.
열 확인
주조 표면의 지느러미 패턴이 비정상적으로 포장되는 것은 다이 표면이 깨지기(열 검사) 때문입니다. 원인은 각 주조가 만들어질 때 발생하는 온도 주기에 의해 유도되는 표면 응력입니다. 응력의 강도는 합금의 용융 온도에 따라 달라집니다. 아연 합금은 용융 범위가 낮기 때문에 이 결함은 드물며 수백만 개의 주물을 생산한 금형에서만 나타납니다.
납땜
이는 물리적 및 화학적으로 밀착된 합금 층이 금형 표면에 쌓이는 현상입니다. 주물은 배출 시 고착된 스킨이 찢어지는 곳에 표시되며, 빌드업에 의해 생성된 언더컷은 주물의 스코어링으로 이어집니다. 납땜은 게이트 속도가 빠르고 다이가 높을 때 발생할 가능성이 높습니다. 온도 는 높음. 다이 스프레이 필수 be 적절한 in 주문 에 생산 a 보호 레이어 on 의 강철 표면.
땜납으로 인한 축적물은 다이에서 제거하기 어렵습니다. 이는 일반적으로 닦아낼 수 있는 과도한 다이 스프레이로 인한 빌드업과 구별됩니다.
플래시
금형 부품과 금형 반쪽의 결합면 사이에 금속이 침투하면 얇은 외부 층이 형성됩니다. ous 재료 는 왼쪽 on 의 캐스팅 (그림 16). To 예방 이 의 죽다 필수 be 강력하게 built 그리고 완벽하게 종료합니다.
그림 l6. 플래시 압력 주조
이 경우에도 열 변형으로 인해 작동 온도에서 틈새가 열릴 수 있습니다. 기계 잠금력이 제작 중인 주물의 크기에 비해 부적절하면 금형이 분리되고 광범위한 플래시 영역이 형성됩니다. 금속 압력을 낮추면 다이가 플래시가 발생할 가능성이 줄어듭니다. 또한 충전 시간을 늘려 분할 라인에 도달할 때까지 금속의 온도를 낮추면 결합면 사이의 침투를 줄일 수 있습니다.
차원 일관성
치수 공차에 대한 전체 문제는 이 매뉴얼의 다른 장에서 자세히 다룹니다. 부적합은 주조 결함으로 간주될 수 있기 때문에 여기서 언급합니다.
주조된 치수의 재현성은 거의 전적으로 온도 일관성에 의해 결정됩니다. 가장 큰 영향을 미치는 요소는 주물이 다이에서 배출되는 순간의 주물 온도입니다. Stabilis이 온도를 설정하면 치수 재현성이 향상되고 정밀한 공차 유지에 도움이 됩니다.
야금학적 노화 효과로 인해 주조 후 시간이 지남에 따라 약간의 수축이 발생할 수 있습니다. 그 양은 매우 적고 재현 가능하며 매우 엄격한 허용 오차로 지정된 부품에서만 문제가 됩니다. 필요한 경우 일반적으로 95°C에서 몇 시간 동안 저온 열처리를 통해 주조를 안정화할 수 있습니다.
Trimming 그리고 드레스ing
일반 문제 in 이 영역 의 의 프로덕션 작동 는 허용되지 않음 변경 의 컨투어 기한 에 over- 거친 취급이나 정렬 문제로 인한 금속 제거 및 왜곡.
브레이크오프 결함
아연 합금 주조에서 가능한 얇은 게이트는 많은 경우 프레스 트리밍이 아닌 브레이크 오프를 옵션으로 만듭니다. 브레이크 오프는 스크롤 또는 텀블러 기계에서 수동 또는 기계적으로 이루어질 수 있습니다. 깔끔한 차단은 게이트의 모양과 두께에 따라 달라집니다.
귀린g
약간 구부러진 문은 부러질 수 있지만 떠나는 경향이 있습니다. "귀" 가 테이퍼 게이트를 사용할 때 캐스팅에 남아 있습니다. 직선형 게이트의 경우에도 굽힘의 디자인과 방향에 따라 주물에 자랑스러운 흔적이 남을 수 있습니다..
브레아k in
여기서 게이트 모양과 굽힘 방향으로 인해 골절이 캐스팅에 들어가 캐스팅에 언더컷이 남게 되었습니다.
게이트 라인 다공성
게이트가 깨끗하게 파손되더라도 주물에 흔적이 남습니다. 노출된 금속은 주변 주물 피부와 다르며 주물 내부의 전형이므로 다공성을 포함할 수 있습니다(그림 17). 게이트가 두꺼울수록 이 다공성이 보일 가능성이 높아집니다. 게이트 라인의 양 poros는 이 장의 다공성 섹션에서 다룬 요인에 영향을 받습니다. 눈에 보이지 않더라도 노출된 미세 다공성은 코팅 후 문제를 일으킬 수 있습니다.
그림 17. 게이트 라인 다공성-설계-트리밍
다듬기 누르기 아연 다이캐스팅의 결함
득점
부품을 잘못 장착하거나 다이 정렬 및 간격이 잘못되면 트림 다이가 주물의 측면을 깎아낼 수 있습니다.
접기
플래시가 얇고 짧은 거리만 연장되는 경우 합금의 연성으로 인해 플래시가 절단되지 않고 구부러질 수 있습니다. 그 결과 부품 표면에 금속이 얇게 접히게 됩니다. 이 경우 문제가 되는 경우 트리밍 도구가 절단할 수 있는 확실한 두께를 확보하기 위해 실패하지 않고 의도적으로 플래시를 가로지르는 것이 더 나을 수 있습니다.
마무리g 아연 다이캐스팅의 결함
표면을 과도하게 제거하면 미세 다공성이 노출됩니다. 이는 눈에 보이지 않을 수 있지만 나중에 주물을 코팅할 경우 문제가 발생할 수 있습니다.
바렐린g/V아이브로폴리스hing 결함
스케일링
과도한 치료 의 무겁게 lapped 캐스팅 can 리드 에 의 랩 리프팅 또는 되고 완전히 분리됨 (그림 18).
연마 결함
금속을 과도하게 제거하면 미세 다공성이 노출됩니다. 작은 돌기와 혜성 꼬리가 나타날 수 있습니다. 금속 오염으로 인해 발생하는 주조물의 단단한 입자를 제거합니다. 배럴링 및 바이브로폴리싱과 마찬가지로, t버니싱 작업은 랩과 같은 표면 결함만 숨깁니다. 근본적인 불연속성은 여전히 존재하며 나중에 문제를 일으킬 수 있습니다.
그림 17. 게이트 라인 다공성-설계-트리밍
가공 및 조립 아연 다이캐스팅의 결함
도구 착용
절삭 공구의 빠른 마모는 용융물의 오염으로 인해 발생하는 합금의 단단한 입자 때문일 수 있습니다. 이를 방지하기 위한 원인과 제어 방법은 잉곳 섹션에서 다룹니다. 공구가 큰 가스 또는 수축 기공을 관통하여 마모 및 파손이 발생할 수도 있습니다. 다공성 방지 방법은 주조 섹션에서 다룹니다.
노출됨 다공성
사운드 표면 스킨을 제거하면 플랜지 또는 다운 보어와 같이 가공된 면에 다공성이 노출될 수 있습니다. 다공성 제어는 주조 섹션에서 다룹니다.
Fracture
리벳팅 및 굽힘 작업은 조립에 자주 사용됩니다. 아연 합금 주조s. 주조된 리벳과 러그가 제대로 만들어지지 않으면 이러한 특징이 파손될 수 있습니다. 표면에 과도한 랩과 균열이 없어야 합니다(주조 섹션 참조). 주조 후 발생하는 노화 과정은 연성에 영향을 미칩니다. 최소 주조 후 약 3주가 지나야 합니다. 합금의 연성은 적당히 높은 온도에서 변형함으로써 훨씬 증가합니다.
파우더 코아티nG 아연 다이캐스팅 결함
이 섹션에서는 코팅 중 및 사용 중인 코팅에 발생하는 결함을 검사합니다. 다음 항목만 결함 원인 by 결함 in 의 캐스팅 는 커버. A 더 보기 완료 커버리지, 어느 포함 결함 in 코트 자체는 책자에 나와 있습니다. "아연 다이 도금 캐스팅" 그리고 "아연 다이 분말 코팅 캐스팅" 영국 런던의 아연 개발 협회에서 발간한 보고서입니다.
왜곡
아연 합금의 강도는 온도에 따라 감소하므로 페인트 스토브 온도에서는 상당히 약하며 도금 수조 온도에도 어느 정도 영향을 미칩니다. 따라서 주물을 제대로 지지하지 못하거나 지그가 너무 높은 스프링 힘을 가하면 주물이 변형됩니다. 주조의 응력 완화로 인해 뒤틀림이 발생할 수도 있습니다. 주조 중 급속 냉각은 차동 수축으로 인한 응력을 고정시킬 수 있습니다. 응력 수준은 주로 컴포넌트 모양에 따라 달라집니다.
Irregular Surface
콜드 랩의 물고기 비늘 모양은 도금 층을 통해 보이며, 심할 경우 두꺼운 페인트 코팅을 통해서도 보일 수 있습니다. 호수의 경계는 도금 또는 도장 표면에 잔물결 자국으로 표시됩니다. 이러한 결함의 원인과 해결 방법은 주조 섹션에 나와 있습니다.
Plating 아연 다이캐스팅의 결함
물집
전기판의 블리스터는 주조 결함(블리스터 및 기타 결함은 도금 공정 문제로 인해 발생할 수도 있음)으로, 표면 결함에 토양, 가스 및 도금 용액이 갇혀서 발생합니다. 불투과성 코팅 뒤에 가스가 형성되면 코팅에 물집이 생기고 심지어 부서질 수도 있습니다. 주물과 갇힌 부식 용액의 반응에 의해 생성된 부식 생성물로 인한 팽창도 비슷한 영향을 미칩니다.
콜드 랩으로 인해 갇힘이 발생하면 주조 표면과 플레이트가 모두 들떠 있을 수 있습니다. 플래시가 표면에 구부러져 접히는 경우에도 랩과 동일한 문제가 발생할 수 있습니다. 이 경우 도금층이 손상되어 부식이 발생할 수 있습니다. (그림 7, 19 참조)
그림 19.부식-다공성-도금
표면에 콜드 랩이 있거나 심한 다공성 또는 미세 다공성이 노출된 주물은 도금 코팅에 기포가 발생할 가능성이 높습니다. 이러한 결함에 대한 자세한 내용은 주조 및 드레싱 섹션에 나와 있습니다.
Paint 아연 다이캐스팅의 결함
물집
주물 도장 표면의 물집은 두 가지 종류가 있을 수 있습니다. 필요한 시정 조치가 다르므로 이를 구분하는 것이 중요합니다.
주물의 반대편에 나타날 수 있는 적당한 크기의 물집은 주물 내의 가스 다공성으로 인해 발생합니다(그림 13). 이는 페인트 코팅을 긁어내거나 블리스터를 절단하여 확인할 수 있습니다. 결함이 페인트가 아닌 주물에 있는 경우 가스 블리스터입니다. 아연 합금이 페인트 스토브 온도에서 약해 기공 내부의 고압 가스로 인해 주물이 부풀어 오르기 때문에 문제가 발생합니다.
스토브 온도는 매우 중요하며, 여러 가지 상황을 고려할 때 더 낮은 온도에서 더 오래 굽는 옵션을 선택해야 합니다. 고온(200°C)에서 구워질 주물에는 미세하게 흩어지는 최소한의 갇힌 가스가 포함되어 있어야 합니다.
작은 블리스터는 주조 표면에서 가스가 상승하여 페인트 필름에 걸리면서 발생합니다. 가스는 빠져나가지만 굳은 페인트가 매끄러운 표면을 재구성하기에는 너무 단단하여 미니어처 화산과 같은 블리스터가 생기는 경우도 있습니다(그림 20). 이러한 문제를 방지하려면 주물에는 콜드 랩, 주름, 눈에 보이는 다공성 등 가스와 흙을 가둘 수 있는 표면 불연속성이 없어야 합니다. 유기층을 추가하기 전에 베이킹하면 주물에서 가스를 배출하여 문제를 해결할 수 있습니다.
그림 20.시싱-콜드 플로우 페인팅. 그림 21. 치핑 폴딩 페인팅
Chipped 페인트
페인트 벗겨짐은 주조 결함이나 부적절한 코팅 후 취급으로 인해 발생할 수 있습니다. 접힌 부분(예: 플래시 위에 구부러진 부분)에 페인트를 칠한 후 충격을 가하면 페인트가 벗겨져 코팅되지 않은 표면이 드러날 수 있습니다.
취급, 보관 및 포장
잘못 취급하면 표면이 손상되거나 왜곡될 수 있습니다. 다이 캐스팅. 다중 캐비티 공구에서는 허술한 구성 요소 사이에 주조 링크를 연결하면 지지력을 제공하는 데 효과적일 수 있습니다. 허용되는 표면 손상의 정도는 품질 요구 사항과 사용된 코팅에 따라 결정됩니다.
네이키드 캐스팅을 장기간 보관할 때는 반드시 건조한 상태여야 합니다. 습기가 많은 환경은 백색 녹과 표면 부식을 촉진합니다. 다이 스프레이 또는 담금질이 저하되어 산성 화합물이 생성된 경우 부식이 더 심해질 수 있습니다. 표면 오염의 위험을 줄이기 위해 주조 및 연마 후 가능한 한 빨리 주물을 코팅하거나 페인트를 칠해야 합니다.
젖은 판지는 아연 주물을 손상시키고 검게 만드는 산을 생성하므로 주물은 마른 재료로 포장해야 합니다.
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