알루미늄 주조공정

1. 알루미늄 주조란

알루미늄 주조는 용융 알루미늄을 정밀하게 설계되고 정밀하게 설계된 다이, 금형 또는 형태에 부어 공차 및 고품질 부품을 생산하는 방법입니다. 원래 설계의 사양과 정확히 일치하는 복잡하고 복잡하며 세부적인 부품을 생산하기 위한 효율적인 프로세스입니다.

 

 

 

반응형

 

2. 알루미늄 금형 주조

알루미늄을 주조하는 한 가지 일반적인 방법은 주조 조각이 치수 공차를 충족하고 매끄러운 표면을 갖도록 정밀 가공 및 엔지니어링된 강철 금형에 용융 알루미늄을 붓는 것입니다. 재사용 가능하거나 영구적인 금형은 알루미늄보다 융점이 높은 금속(일반적으로 강철)으로 만들어집니다

 

재사용 가능 또는 영구 금형은 대량 생산에 사용되며 여러 번 재사용할 수 있으며 복잡한 디자인의 복잡한 형상을 저렴한 인건비로 생산할 수 있고 완성된 조각은 치수 정확도가 뛰어납니다. 영구 금형의 주조 공정은 폐기물을 거의 생성하지 않으므로 제조업체와 고객에게 비용을 절감할 수 있습니다. 영구 재사용 가능한 금형의 단점은 노동 집약적인 프로세스인 금형의 생성 및 툴링입니다.

 

영구 금형 주조

알루미늄 영구 금형 주조 비용의 대부분은 일반적으로 회주철 또는 강철로 만들어지는 금형의 가공 및 성형입니다. 금형은 설계된 부품의 기하학적 형상으로 성형되며 부품의 사양과 모양은 두 부분으로 나뉘며 사출 공정에서 금형의 절반은 공기나 오염 물질이 존재하지 않도록 단단히 밀봉하고 금형은 용융 알루미늄을 붓기 전에 가열되며, 국자, 붓기 또는 주입할 수 있습니다.

 

공정이 완료되면 금형을 냉각시켜 알루미늄 부품이 응고될 수 있도록 하며 냉각되면 부품이 금형에서 빠르게 제거되어 결함 형성을 방지합니다.

공정이 아무리 간단해 보일지라도 대량 부품을 생산하기 위한 과학적, 기술적으로 설계된 방법입니다.

 

 

 

반응형

 

다이캐스팅

다이캐스팅은 용융된 알루미늄이 압력을 받아 금형에 강제로 들어가는 공정이며 생산된 제품은 매우 정확하며 최소한의 마무리 또는 가공이 필요합니다. 다이캐스팅 공정이 빠르기 때문에 대량 부품의 대량 생산에 이상적입니다.

 

다이캐스팅의 두 가지 형태는 뜨겁고 차가우며 차이점은 용융 금속이 금형에 주입되는 방법과 관련이 있습니다. 열간 다이캐스팅에서 핫 챔버는 용광로에 연결되고 플런저를 사용하여 구즈넥을 통해 용융 금속을 금형으로 밀어 넣습니다. 냉간 다이캐스팅에서 용광로는 다이캐스팅 시스템에 부착되지 않고 용융된 용융물은 콜드 챔버로 국자에 담겨 플런저에 의해 금형으로 강제됩니다.

 

아래 다이어그램에서 열간 다이캐스팅 이미지는 왼쪽에, 냉간 다이캐스팅 이미지는 오른쪽에 있습니다.

 

 

 

반응형

 

진공 다이 캐스팅

진공 다이캐스팅은 바닥에 스프루 구멍이 있고 상단에 진공 배출구가 있는 밀폐된 벨 하우징을 사용합니다. 이 공정은 용융 알루미늄 표면 아래에 스프루를 담그는 것으로 시작되며 수신기에 진공이 생성되어 다이 캐비티와 도가니의 용융 알루미늄 사이에 압력 차이가 발생합니다.

 

압력 차이로 인해 용융 알루미늄이 스프루를 따라 다이 캐비티로 흘러 들어가 용융 알루미늄이 응고됩니다. 다이가 수신기에서 제거되고 열리며 부품이 배출됩니다.

다이 캐비티와 용융 알루미늄 사이의 진공과 압력 차이를 제어하면 부품 설계 및 게이팅 요구 사항에 필요한 충전 속도를 제어할 수 있습니다. 충전 속도를 제어하면 완성된 부품의 건전성을 결정할 수 있는 능력이 향상됩니다.

 

스프루를 용융 알루미늄 표면 아래에 담그면 용융 알루미늄이 산화물과 드로스가 없는 가장 순수한 합금이 됩니다. 부품은 최소한의 이물질로 깨끗하고 건전합니다.

 

투자 주조

로스트 왁스 주조라고도 하는 매몰 주조는 완제품의 패턴을 만들기 위해 다이에 왁스를 주입하는 것으로 시작됩니다. 왁스 칠한 패턴은 스프루에 부착되어 나무와 같은 구조를 형성합니다. 나무를 슬러리에 여러 번 담그면 왁스 모양 주위에 강한 세라믹 껍질을 형성합니다.

 

세라믹이 굳고 굳으면 오토클레이브에서 가열하여 왁스 연소를 완료합니다. 쉘의 바람직한 온도를 달성하기 위해 용융 알루미늄으로 채워지기 전에 예열되어 스프루에 부어지고 일련의 러너와 게이트를 통해 금형으로 통과합니다. 부품이 굳으면 세라믹이 떨어져 나가 나무에 연결된 부품을 나무에서 잘라냅니다.

 

 

 

반응형

 

 

로스트 폼 캐스팅

로스트 폼 주조 공정은 왁스가 폴리스티렌 폼으로 대체되는 또 다른 유형의 매몰 주조입니다. 패턴은 매몰 주조의 러너와 스프루와 같은 클러스터 어셈블리의 폴리스티렌으로 성형됩니다. 폴리스티렌 비드는 저압으로 가열된 알루미늄 금형에 주입되고 증기가 추가되어 폴리스티렌을 팽창시켜 캐비티를 채웁니다.

 

패턴은 공극이나 공기 주머니를 제거하기 위해 진동 압축된 조밀하게 포장된 마른 모래에 배치됩니다. 용융 알루미늄을 모래 주형에 부으면 거품이 연소되고 주물이 형성됩니다.

 

3. 알루미늄 합금

알루미늄은 지구상에서 세 번째로 널리 퍼진 원소이며 산소와 실리콘이 각각 첫 번째와 두 번째이며 알루미늄이 가장 널리 퍼진 금속입니다. 지각에서 알루미늄을 추출하는 것이 어려운 이유는 철이나 기타 금속을 추출하는 데 필요한 공정에 비해 복잡하고 복잡한 과정 때문입니다.

 

퇴적암인 보크사이트는 45%에서 60%의 알루미늄 함량을 가지며 알루미늄이 가공되는 금속입니다. 처음에는 알루미늄을 가공하기가 어려웠기 때문에 보다 효율적인 정제 방법이 발명된 1차 산업 혁명이 끝날 때까지 비싸고 희귀한 금속이 되었습니다.

알루미늄은 순수 알루미늄으로 가공되지만 많은 경우 다른 금속과 합금되어 합금된 금속의 특성과 특성을 향상시킵니다.

 

알루미늄 합금

8개의 다른 알루미늄 합금이 있으며 1에서 8까지 번호가 매겨져 있습니다. 처음 세 숫자는 알루미늄이 결합된 합금을 나타내며  주조 합금의 경우 소수점은 세 번째와 네 번째 숫자 사이에 배치되며 네 번째 숫자는 제품의 형태를 나타냅니다.

 

추가 지표로 각 합금에는 균열, 부식, 마감 및 접합 번호가 1에서 5까지 주어지며 1은 최고이고 5는 최악입니다. 1000 시리즈 합금은 모든 범주에서 1등급을 받았으며 8000 시리즈는 모든 범주에서 5등급을 받았습니다.

 

아래 설명은 주조 합금과 다른 표시기를 가진 단조 알루미늄 합금에 대한 것입니다. 단조 알루미늄 합금에는 소수점이 없으므로 두 등급 지정 방법의 차이점을 쉽게 알 수 있습니다.

 

1000 시리즈

1000 시리즈는 알루미늄 함량이 99%인 가장 순수한 합금입니다. 부드럽고 연성이 있으며 작업성이 우수합니다. 1000 시리즈는 천천히 경화되기 때문에 극한의 성형을 견딜 수 있습니다. 쉽게 용접할 수 있고 가공 중에 잘 작동합니다.

 

2000 시리즈

2000 시리즈는 2%에서 10%의 구리와 다른 원소의 소량 첨가물을 포함하는 구리와 합금됩니다. 구리는 알루미늄의 강도와 경도를 향상시키지만 연성과 내식성을 감소시킵니다. 시리즈 2000은 용접이 어렵지만 열처리가 가능합니다.

 

 

 

반응형

 

 

3000 시리즈

시리즈 3000의 주요 합금 원소는 망간입니다. 망간과 알루미늄의 조합은 내식성이 좋지만 적당히 강하며 열처리된 비강화 알루미늄 합금입니다. 시리즈 3000의 주요 장점은 저밀도, 우수한 가소성 및 용접성, 내식성, 연성 및 매우 매끄러운 마감 표면입니다.

 

4000 시리즈

4000 시리즈는 실리콘과 합금되어 합금의 융점이 낮고 유동성이 향상됩니다. 용융 상태에서 쉽게 성형할 수 있기 때문에 가장 인기 있는 주조 합금 중 하나입니다. 4000 시리즈는 용접 및 브레이징 필러로 사용됩니다.

 

5000 시리즈

5000 시리즈는 마그네슘과 합금되어 탁월한 인장 강도와 성형성을 제공하며 용접성이 높은 고강도 시트 및 플레이트 합금으로 분류됩니다. 판금 응용 분야에서 5000 시리즈를 선호하는 이유는 산 및 알칼리 부식에 대한 내성 때문입니다. 이러한 특성으로 인해 5000 시리즈는 열악하고 적대적인 환경에 적응할 수 있습니다.

 

 

 

반응형

 

 

6000 시리즈

6000 시리즈는 마그네슘과 실리콘이 합금되어 합금 강도, 기계적 특성 및 내식성을 제공합니다. 6000 시리즈의 일부 버전은 4000 시리즈 및 5000과 결합되어 6000 시리즈의 특성을 향상시킵니다. 6000 시리즈의 가공에는 복잡하고 비용이 많이 드는 기술적으로 진보된 특수 장비가 필요합니다. 우수한 내식성과 산화에 더해 코팅 및 처리가 용이하고 가공성이 뛰어납니다.

 

7000 시리즈

7000 시리즈 알루미늄 합금은 산업 등급 A3 강철의 2/3 강도 계수를 가진 합금 중 가장 강하고 탄력적입니다. 경도가 높기 때문에 7000 시리즈는 탁월한 내마모성, 우수한 기계적 특성 및 양극 반응을 가지고 있습니다. 항공기 부품과 같이 많은 응력을 견뎌야 하는 주조 부품에 이상적입니다. 아연은 7000 알루미늄의 합금으로 경도를 높이는 데 도움이 되지만 아연은 모스 스케일에서 알루미늄과 동일한 경도를 가지고 있습니다.

 

 

 

반응형

 

 

8000 시리즈

8000 시리즈의 주요 합금은 소량의 구리와 니켈이 포함된 주석입니다. 이 합금은 강도가 낮지만 가공성과 내마모성이 우수합니다. 8000 시리즈용 합금의 구성은 생산할 제품이 어떻게 사용되는지에 따라 달라집니다. 그 구성은 금속의 온도 성능, 밀도 및 강성을 결정합니다.

 

용도에 맞는 합금 선택

주조에 알루미늄을 사용하는 중요한 이점은 필요한 특성을 규정할 수 있다는 것입니다. 프로젝트에 관계없이 용도에 맞는 알루미늄 합금이 있으며 필요한 특성을 결정하기만 하면 됩니다.

 

응용 분야의 합금 유형에 관한 결정을 내릴 때 아래 목록은 필요한 특성과 특성에 대한 지침 역할을 할 수 있습니다.

• 내식성 – 자연 상태에서는 우수하지만 합금되면 변합니다.
• 열처리 – 화학적 분리를 줄이고 작업성을 향상시킵니다.
• 강도 – 템퍼, 항복 및 인장 강도로 측정
• 성형성 – 소성 변형을 겪을 수 있는 능력
• 가공 – 굽힘성, 드릴링 가능, 저온에 대한 내성
• 용접성 – 열전도율, 응고 수축률, 수소 용해도, 산화물 코팅

 

 

반응형

 

4. 알루미늄 주조의 이점

알루미늄 주조의 많은 이점은 제조업체에서 널리 사용함으로써 입증됩니다. 주조 알루미늄 부품의 우수한 표면 마감과 뛰어난 내구성 및 안정성은 엔지니어가 새로운 설계를 만들 때 알루미늄과 그 합금을 사용하는 이유입니다.

 

알루미늄 주조의 개발은 새롭고 향상된 기술 혁신이 제조 및 설계를 위한 추가 옵션을 창출함에 따라 지속적으로 변화하고 발전하고 있습니다.

 

알루미늄 주조의 장점

디자인

알루미늄 주조는 상상할 수 있는 모든 크기, 모양, 구성 또는 형태를 생산할 수 있습니다. 무게가 1g 미만인 가장 작은 전기 부품부터 자동차용 변속기 케이싱 및 클러치 하우징에 이르기까지 주조는 마감 처리가 거의 필요 없이 각 부품을 설계 요구 사항에 맞게 정확하게 생산합니다.

알루미늄 주조의 출현으로 엔지니어는 부품이 기대에 부응할 것이라는 확신과 함께 모든 유형의 구성을 설계할 수 있는 기회를 얻었습니다. 알루미늄 주조 부품은 조립, 분해, 수리 및 재처리를 통해 무결성을 유지합니다.

 

용도

가능한 설계 요소의 광범위한 범위는 엔지니어에게 알루미늄 주조와 관련된 탁월한 특성을 활용할 수 있는 능력을 제공합니다. 알루미늄 주조의 다재다능함은 얼마나 독특하거나 특이한지에 관계없이 모든 유형의 맞춤형 제작을 꿈꾸고 현실로 만들 수 있는 유연성을 허용합니다.

 

생산율

생산자는 고품질 제품을 생산하기 위한 더 빠르고 효율적인 방법을 끊임없이 찾고 있습니다. 전산화로 인해 고객의 요구를 충족시키기 위해 정시 배송이 가능해야 한다는 압박이 커졌습니다. 효율성과 성능 향상에 대한 요구가 증가함에 따라 알루미늄 다이캐스팅은 요구 사항을 충족하고 능가할 수 있는 것 이상이었습니다. 부품, 구성 요소 및 공작물은 다른 유형의 합금보다 빠른 빠른 속도로 생산됩니다.

 

힘

알루미늄 주조 부품의 가장 눈에 띄는 특징 중 하나는 다른 금속이나 합금을 능가하는 강도 대 중량비입니다. 알루미늄 제품은 가볍지만 강철의 강도를 가지고 있으며 이 요소는 내구성과 기대 수명을 증가시키며, 이는 21세기 제품의 중요한 요소입니다.

 

외관

알루미늄 주물은 매우 강하고 가볍지만 매우 긍정적인 외관과 미적 가치를 가지고 있습니다. 알루미늄 주조에는 눈에 띄거나 쾌적한 외관을 가질 필요가 없는 여러 가지 용도가 있으나 성능이 뛰어나고 매력적이어야 하는 응용 분야에서는 조정하거나 재설계할 필요가 없습니다.

 

비용

모든 산업은 비용을 절감하면서도 고품질 제품을 생산할 수 있는 수단과 방법을 찾고 있습니다. 알루미늄 주조 공정의 저렴한 비용은 기업이 제품 개발을 위해 알루미늄 주조 공정을 선택하는 주요 요인이며 비용 절감의 대부분은 생산 속도와 완제품을 완성할 필요가 없기 때문입니다. 낮은 재료 비용, 빠른 생산 실행 및 마감 제거는 고객과 소비자에게 전달됩니다.

 

내식성

알루미늄 주물이 공기에 노출되면 표면이 산화되어 금속의 특성입니다. 이 한 가지 요소는 알루미늄 주물이 수명과 신뢰성을 갖는 이유입니다. 이 향상된 수명은 사용자에게 더 큰 가치를 제공합니다.