연성 주철 부품 제작 시 라이저 및 칠러의 역할과 설계 시 주의사항
연성 주철 부품의 품질은 사용된 재료와 공정뿐만 아니라 라이저와 칠러의 설계에도 크게 영향을 받는다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 훌륭한 설계는 라이저 길이를 줄이고 연성 주철 부품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 생산 비용을 직접적으로 절감하고 경제적 이익을 증진시킬 수 있습니다. 따라서 이러한 효과를 얻기 위해서는 라이저와 칠러의 역할과 설계 과정에서 주의해야 할 사항들을 정확히 이해하는 것이 필수적입니다!
주조 라이저 및 칠러의 역할
주조 성형 과정에서 부피 변화로 인한 수축 결함을 방지하기 위해 필요한 금속액을 공급해야 합니다.
주조 라이저 및 칠러의 역할
1) 주조물의 고온부 냉각 속도를 가속화하여 주조물이 동시에 응고되도록 함으로써 주조물의 변형이나 균열을 방지하고 편석을 줄일 수 있습니다.
2) 라이저와 함께 사용하면 주조물의 국부적인 냉각 속도가 빨라지고, 주조물의 순차적 응고 조건이 강화되며, 라이저 수축 보상 및 라이저 수축 보상 범위 확장에 도움이 됩니다. 이는 주조물의 수축 및 수축 결함을 방지할 뿐만 아니라, 라이저의 개수 또는 부피와 수축 보상 기울기를 줄여 연성 주철 주조물의 공정 수율을 향상시킬 수 있습니다.
3) 주조품의 특정 특수 부위의 냉각 속도를 가속화하여 주조품의 표면 경도 및 내마모성을 향상시키고 기지 구조를 미세화하는 목적을 달성합니다.
4) 수축을 줄이거나 방지하기 위해, 라이저를 설치하기 어렵거나 라이저로 인한 수축을 보상하기 어려운 곳에는 칠을 하십시오.
5) 연성 주철의 경우, 냉각을 위해 칠을 사용하면 주조물의 표면 또는 중심부의 온도 구배를 증가시킬 수 있으며, 이는 흑연화 팽창의 활용도를 높이고 라이저의 수축 보상 효과를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
연성 주철의 응고 방식은 페이스트 응고입니다. 설계 시에는 이러한 응고 방식을 고려하여 설계해야 하며, 설계한 공정이 정확한지 검증하기 위해 응고 시뮬레이션도 수행해야 합니다. 물론 전체 공정을 고려할 때는 라이저와 칠을 최대한 함께 고려해야 합니다. 따라서 칠과 라이저 설계 시에는 다음과 같은 사항에 특히 주의해야 합니다.
상승관은 수축을 보상할 만큼 충분한 용융 철을 공급할 수 있어야 합니다.
라이저는 기능적이어야 합니다. 블라인드 라이저는 윌리엄스 코어와 에어 아이를 갖추어야 하고, 오픈 라이저는 히팅 슬리브를 갖추어야 합니다.
라이저에는 벽 두께와 용융 철의 야금학적 품질에 따라 달라지는 특정 수축 공급 거리가 있습니다. 수평 수축 공급 거리는 단면 두께의 10~2배, 수직 수축 공급 거리는 단면 두께의 15~4배일 수 있습니다.
연성 주철은 주형과 접촉할 때 단단한 막을 형성한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 이 막(2~3mm)은 두꺼운 벽 부품보다 얇은 벽 부품에 더 중요합니다.
냉각은 용융된 철의 수축을 결코 상쇄할 수 없으며, 단지 그 수축을 다른 부분으로 전달할 뿐입니다.
냉각 효과의 최대치는 두께의 절반 또는 벽 두께의 절반 중 더 작은 값입니다.
냉각된 부분은 라이저의 수축 이송 거리를 줄여줍니다. 라이저의 "주변" 부분은 냉각할 수 없습니다. 라이저에 가까울수록 냉각 두께는 얇아집니다.
전체 설계 과정에서 우리는 냉각이 주조물의 탄성 계수를 감소시킬 뿐 수축 보상의 목적을 달성하지 못한다는 오해를 바로잡아야 합니다. 현재 많은 사람들이 냉각이 수축 문제를 해결할 수 있고 수축을 제거할 수 있다고 막연하게 생각합니다. 실제로 냉각은 해당 부위의 연성 주철 부분의 탄성 계수를 감소시킬 뿐이며, 수축은 다른 부분으로 확산됩니다.
