알루미늄 다이캐스팅과 아연 다이캐스팅의 차이점

다이캐스팅은 금속 합금을 용융 형태로 가열한 후 미리 만들어진 다이 몰드에 주입하여 원하는 구조로 응고시키는 제조 공정입니다. 이 기술은 높은 정확도로 복잡한 디자인을 만드는 것을 포함하여 광범위한 응용 분야에 적합합니다.

 

또한 이 기술은 매우 다재다능하며 많은 합금, 특히 아연, 마그네슘, 주석 및 알루미늄과 같은 비철금속과 호환됩니다. 그러나 알루미늄 다이캐스팅과 아연 주조는 이 제조 방법에 적합한 고유한 특성 때문에 더 일반적인 것입니다.

 

 

 

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1. 알루미늄 다이캐스팅과 아연 다이캐스팅 공정 비교

알루미늄 다이캐스팅과 아연 다이캐스팅은 동일한 제조 공정이기 때문에 비슷합니다. 그러나 두 금속의 구조적 특성의 차이는 차이점의 기초를 형성합니다.

 

아래에서는 다음을 기반으로 알루미늄 다이캐스팅과 아연 다이캐스팅의 차이점입니다. 

 

1) 일반 속성

일반적인 특성, 특히 기계적 특성은 다이캐스팅 공정에 큰 영향을 미칩니다.

 

- 전도성

알루미늄 합금은 특히 전기용으로 우수한 전도성으로 유명합니다. 사실, 알루미늄 합금은 또한 더 나은 열전도 특성을 가지고 있습니다. 따라서 알루미늄 다이캐스팅은 더 나은 방열 및 흡수 효율을 보장합니다. 이러한 기능 때문에 알루미늄 다이캐스팅 부품은 고온 조건에 노출되는 방열판과 같은 구성 요소에 이상적입니다.

 

또한 알루미늄은 녹는점이 더 높기 때문에 더 극한의 온도 환경을 견딜 수 있고 구조적 및 물리적 특성을 유지할 수 있습니다. 따라서 두 합금 모두 고온 조건에서 사용되는 제조에 효과적일 수 있습니다. 다시 말하지만, 알루미늄은 전기 전도성이 더 좋기 때문에 전기 목적에 더 적합합니다.

 

- 녹는점

융점은 다이캐스팅이 재료를 용융 형태로 가열하는 것을 포함하기 때문에 중요한 역할을 합니다. 즉, 아연은 밀도가 높지만 알루미늄보다 녹는 점이 낮습니다. 아연의 밀도는 7.33g/cm³이지만 약 787°F에서 녹는 반면, 밀도가 낮은 알루미늄은 약 2.7g/cm³이지만 약 1220°F에서 녹습니다.

 

아연은 낮은 온도에서 녹기 때문에 열간 챔버 다이캐스팅에 적합하고 알루미늄의 녹는 점이 높기 때문에 저온 챔버 주조에 적합합니다. 또한 아연의 낮은 융점은 금형이 극한의 온도에서 가열되지 않기 때문에 생산 비용을 절감하고 생산 주기 시간을 단축하며 공구 수명을 늘리는 데 도움이 됩니다.

 

- 내식성

아연과 알루미늄은 금속이 대기 조건에 노출될 때 보호 덮개 역할을 하는 산화물을 형성합니다. 따라서 두 합금 모두 가혹한 환경에 노출된 부품에 적합합니다. 그러나 결국 시간이 지남에 따라 분해되고 분해되는 아연과 달리 알루미늄 합금은 자가 치유 능력이 있습니다. 따라서 알루미늄은 아연보다 부식에 강하고 내구성이 더 높을 수 있습니다.

 

2) 툴링 수명

아연 합금은 알루미늄보다 녹는점이 낮고 마모성이 적습니다. 따라서 아연 다이캐스팅에 사용되는 금형은 알루미늄 다이캐스팅 금형보다 오래 지속될 가능성이 높습니다. 이것은 또한 다른 다이캐스팅 도구와 유사합니다.

 

3)  무게

재료 무게와 관련하여 아연이 알루미늄보다 밀도가 높다고 이미 언급했습니다. 따라서 아연 합금은 일반적으로 알루미늄보다 무게가 더 나가므로 충격에 더 강합니다. 그러나 아연 다이캐스팅은 경량 제작에는 적합하지 않지만 높은 구조적 무결성이 필요한 주물에는 도움이 될 수 있습니다.

 

 

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4) 표면 마무리 옵션

종종 제조업체는 다이캐스팅 부품의 외관과 표면 특성을 개선하기 위해 표면 마감에 참여해야 합니다. 아연 다이캐스팅이든 알루미늄이든 기공 형성, 물집, 수축 등과 같은 다이캐스팅 결함이 발생하기 쉽습니다.

즉, 아연과 알루미늄은 모두 서로 다른 표면 마감에 잘 반응합니다. 그러나 제조에 더 많이 사용되는 알루미늄은 페인팅, 도금, 전기 도금 및 아노다이징을 포함한 보다 광범위한 표면 마감 옵션을 제공합니다.

 

5) 생산 주기 시간

아연은 일반적으로 고온 챔버 다이캐스팅 공정을 사용하여 낮은 융점에서 발생하기 때문에 사이클 시간이 더 짧습니다. 따라서 아연 다이캐스팅은 에너지 효율이 높고 제조 공정이 더 빠릅니다.

 

6) 제조 비용

모든 제조 공정의 비용은 재료 비용, 제조 공정, 작업자의 전문 지식, 표면 마감 옵션, 생산량, 주기 시간 등을 포함한 다양한 기준에 따라 달라집니다. 그러나 다이캐스팅은 일반적으로 특히 CNC 가공 및 3D 프린팅에 비해 비용 효율적입니다.

 

알루미늄은 일반적으로 아연보다 비싸는데, 주로 성숙 과정에서 더 유리한 특성 때문입니다. 실제로 알루미늄은 제조에서 가장 많이 사용되는 금속 중 하나입니다. 그러나 비용에 영향을 미치는 다른 요인은 변동에 따라 직접적이지 않습니다.

 

 

 

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2. 알루미늄과 아연 다이캐스팅 공정의 차이점

알루미늄과 아연 다이캐스팅은 유사한 공정을 따르며, 둘 다 일반적으로 다이캐스팅 하위 집합입니다. 그러나 주요 차이점은 주로 융점 변동과 같은 기계적 특성 때문입니다.

 

다음은 다이캐스팅 공정의 차이점입니다.

 

1) 주조 온도

알루미늄이 아연보다 녹는점이 더 높습니다. 알루미늄 다이캐스팅은 콜드 챔버 공정을 따르는 반면 아연은 핫 챔버 다이캐스팅 공정을 사용합니다. 알루미늄을 용융 형태로 가열한 후, 콜드 챔버로 통과되어 고압으로 다이 캐비티에 강제로 주입됩니다.

 

그러나 아연의 경우 다이캐스팅 장치는 아연 금속의 용융이 발생하는 용광로와 일체화되어 있습니다. 따라서 금속을 액체 형태로 가열한 후 추가 챔버를 거치지 않고 다이에 직접 주입됩니다.

두 프로세스 모두 유압을 사용하여 고압에서 발생합니다.

 

2) 에너지 소비

알루미늄과 아연 다이캐스팅 부품 제조에 사용되는 두 공정 비교; 알루미늄은 더 많은 에너지를 소비하여 더 높은 가열 온도가 필요합니다. 또한, 콜드 챔버 공정은 알루미늄이 고압 주입 전에 먼저 별개의 용광로에서 가열되기 때문에 더 많은 전력이 필요합니다. 그러나 전체 아연 다이캐스팅 공정이 동일한 기계에서 발생하므로 에너지 효율성이 더 높습니다.

 

3) 툴링 및 비용

콜드 챔버 알루미늄 다이캐스팅은 추가 툴링을 사용합니다. 가열로는 용융 금속을 샷 챔버에 담기 전에 뚜렷합니다. 또한 더 많은 에너지를 소비하므로 추가 비용이 필요할 수 있습니다. 그러나 콜드 챔버 다이캐스팅은 봇 챔버보다 상대적으로 마모성이 적어 유지 보수가 적다는 것을 의미할 수 있습니다.

 

콜드 챔버는 융점이 높은 금속을 위한 것이기 때문에 금형은 더 높은 온도와 응력을 경험하여 수명을 단축시킬 수 있습니다. 이러한 모든 변형으로 인해 알루미늄 다이캐스팅은 아연 다이캐스팅보다 약간 더 비쌀 수 있습니다. 또한 알루미늄 합금은 일반적으로 아연보다 비쌉니다.

 

 

 

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3. 알루미늄 다이캐스팅과 아연 다이캐스팅의 응용

알루미늄과 아연은 다이캐스팅 부품을 포함한 제조 목적의 두 가지 일반적인 금속입니다. 즉, 알루미늄과 아연 다이캐스팅은 부품 제조에서 유사한 이점을 공유합니다. 종종 다이캐스팅을 위한 금속의 선택은 제조업체에 따라 다르지만 무게 및 부품 기능과 같은 다른 요소가 작용할 수 있습니다.

 

다음은 두 프로세스가 제작하는 공통 부품에 대한 개요입니다.

응용 프로그램	알루미늄 다이 캐스팅	아연 다이 캐스팅
자동차 부품	엔진 부품, 자동차 섀시, 변속기 구성 요소 및 차체	도어 핸들, 내부 미관 구성 요소 및 트림, 연료 및 파워 스티어링 시스템
산업용 구성 요소	기계 부품, 펌프 하우징 및 브래킷	기계 밸브, 커넥터 및 피팅
전기 부품	방열판, 전자 케이스 및 커넥터	소형 전기 기기용 하우징 및 인클로저, 커넥터
항공 우주	구조 구성 요소, 신체 부위, 브래킷	아연은 밀도가 높기 때문에 항공 우주에서는 거의 사용되지 않습니다
전동 공구	전동 공구용 하우징 및 인클로저, 잔디 깎는 기계의 일부.	주로 이러한 도구에 대한 핸들을 만드는 데 사용됩니다.
가정용품	소비자 가전 및 부품, 휴대용 도구	주로 가정용 도구의 장식 구성 요소 및 손잡이용.

 

 

일반적으로 알루미늄과 아연 다이캐스팅 부품은 유사한 응용 분야를 공유합니다. 우리는 제조업체가 두 합금을 사용하는 용도에 초점을 맞췄습니다. 예를 들어, 아연 다이캐스팅 부품은 엔진 구성 요소 및 방열판을 만드는 데에도 사용될 수 있습니다.

 

그러나 아연은 밀도가 높기 때문에 항공 우주 산업에서 거의 사용되지 않습니다. 사실, 아연 사용은 고급 차량의 인테리어 디자인 제조에 제한적입니다.

다음 두 제목에서는 아연 다이캐스팅과 알루미늄 다이캐스팅을 비교하여 두 시나리오 모두에서 하나를 선택해야 하는 이유를 제공합니다.

 

 

 

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4. 아연 다이캐스팅의 특징

1) 빠른 생산 주기

아연은 융점이 낮아 더 빠른 고온 챔버 다이 캐스팅에 적합합니다. 고온 챔버 다이캐스팅에서 금속 잉곳의 가열 및 주입이 기계에서 발생합니다. 그러나 알루미늄에 사용되는 냉간 챔버 다이캐스팅의 경우 금속은 먼저 다른 구획에서 가열된 후 냉간 챔버로 강제 주입된 다음 최종적으로 주입됩니다.

 

따라서 아연 다이캐스팅은 더 효율적이고 빠른 제조 공정입니다. 이러한 효율성은 시간이 제한 요소인 대량 생산에 특히 유용합니다. 따라서 합금 선택을 지정하지 않는 프로젝트를 다루는 경우 아연 다이캐스팅을 사용할 수 있습니다. 아연 합금이 의도한 제조에 적합한지 확인하십시오.

 

2) 얇은 벽 부품 제작에 적합

아연 합금 충격 특성과 인장 강도는 얇은 벽 구조를 제작하는 데 이상적입니다. 용융 형태일 때 아연은 복잡한 디자인과 얇은 벽 단면을 만드는 데 적합한 우수한 유체 특성을 보여줍니다. 그러나 아연은 상대적으로 밀도가 높기 때문에 경량 제조에는 좋은 선택이 아닙니다. 그러나 안정성과 구조적 무결성이 필요한 부품에 적합합니다.

 

3) 잔류 응력 감소

아연 다이캐스팅의 특징인 감소된 용융 온도 및 사출 압력은 합금 응고 중 잔류 응력을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 따라서 아연 다이캐스팅 부품의 응력 경향이 감소합니다. 이 기능은 엄격한 치수 안정성 및 공차 요구 사항이 있는 부품 제작에도 도움이 됩니다.

 

4) 깨지기 쉬운 다이캐스팅 금형에 적합

아연 다이캐스팅은 다이캐스트 금형이 알루미늄과 같이 고온과 더 낮은 사출 압력을 경험하는 것을 허용하지 않기 때문에 더 긴 공구 수명을 보장하는 데 도움이 됩니다. 따라서 아연 금속은 깨지기 쉬운 다이캐스팅 금형 작업에 더 좋습니다. 아연을 주조하면 금형에 가해지는 응력이 줄어들어 마모 경험이 줄어듭니다. 따라서 아연 성형은 보다 비용 효율적이고 지속 가능한 다이캐스팅 접근 방식입니다.

 

 

 

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5. 알루미늄 다이캐스팅 고려사항

알루미늄은 부품 제조에 가장 많이 사용되는 금속 중 하나입니다. 그러나 녹는 점이 높기 때문에 다이캐스팅에 가장 적합한 선택이 아닐 수 있지만 우수한 기계적 특성으로 인해 여전히 이 기술에 인기 있는 선택입니다.

 

다음은 다이캐스팅 부품에 알루미늄 사용을 고려해야 하는 이유입니다.

 

1) 전기 전도성

강철과 아연을 포함한 대부분의 제조용 금속 및 합금과 비교할 때 알루미늄은 전기 전도성이 우수합니다. 이로 인해 알루미늄 다이캐스팅은 전기 다이캐스트 부품에 널리 사용되는 선택입니다. 그 전도성은 광범위한 응용 분야, 특히 효율적인 열 방출이 필요한 응용 분야에서 최적의 기능과 내구성을 보장합니다.

 

2) 중량 대비 강도 비율

알루미늄의 우수한 기계적 특성 외에도 강도 대 중량 비율은 금속을 부품 제조에 인기 있는 선택으로 만드는 가장 필수적인 기능 중 하나입니다. 알루미늄은 가볍기로 유명합니다. 그러나 인상적인 특징은 상당한 강도, 특히 무게입니다.

따라서 알루미늄 다이캐스팅은 경량 제작에 적합하면서도 부품의 구조적 무결성을 지원하기 위해 합리적인 인장 강도를 유지합니다. 이러한 알루미늄 다이캐스트 부품은 중량 감소가 중요한 항공 우주 및 자동차 부문에 적용됩니다.

 

3) 높은 작동 온도

아연, 납 및 주석과 같은 금속에 비해 알루미늄은 상대적으로 높은 융점을 가지고 있습니다. 이것은 알루미늄 다이캐스팅 부품을 고온에 노출되는 응용 분야에 더 적합하게 만듭니다. 따라서 알루미늄 다이캐스팅은 구성 요소가 고온을 보장해야 하는 제조에 좋은 선택이 될 것입니다. 높은 융점은 부품이 극한 조건에 노출될 때 대부분의 구조적 및 기계적 특성을 유지하도록 합니다.

 

 

 

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