연성 주철의 로스트폼 주조에서 발생하는 기공 결함
로스트폼 주조의 다공성 결함의 발현
피하 모공: 일반적으로 주조 표면 아래 1~3mm에 위치하며, 대부분 직경 1~3mm의 작은 모공들이 일렬로 배열되어 있습니다. 주조 상태에서는 발견하기 어렵고, 열처리 또는 가공 후에 나타납니다.
내부 기공: 주조물 내부에 분포하며, 구형, 타원형 등 다양한 모양을 가질 수 있고 크기도 다양하여 주조물 내부의 밀도를 감소시킵니다.
표면 기공: 주조물의 표면에 위치하며 주조물의 외관 품질에 직접적인 영향을 미치고 주조물 표면이 고르지 않고 거칠어지게 할 수 있습니다.
로스트폼 주조에서 다공성 결함의 원인
금형 재질 및 코팅: 금형 밀도가 높고, 주조 과정에서 많은 열분해 가스가 발생합니다. 이 가스가 제때 배출되지 않으면 기공이 생기기 쉽습니다. 또한, 페인트의 통기성이 좋지 않으면 금형 내 열분해 가스 배출이 방해되어 가스가 금형 내부에 축적되고 기공이 형성될 수 있습니다.
용융 금속의 경우, 용융 철의 가스 함량이 높으면(예: 수소, 산소 등의 가스 함량이 과도하면) 응고 과정에서 가스가 빠져나갈 시간이 부족하여 기공이 형성됩니다. 또한 구상화제 및 접종제의 부적절한 첨가, 고르지 않은 교반 등 구상화 및 접종 처리가 제대로 이루어지지 않으면 반응성 가스가 발생하여 기공이 형성될 수 있습니다.
주조 공정 측면에서 보면, 주조 온도가 너무 낮으면 용융 금속의 유동성이 떨어지고 가스 배출이 어려워지며, 주조 속도가 너무 빠르거나 너무 느리면 가스가 혼입되고, 너무 느리면 주형의 분해 가스가 다량 축적됩니다.
로스트폼 주조의 기공 결함에 대한 해결책
금형 및 코팅 최적화: 저밀도 및 저가스 발생 금형 재료를 선택하고, 통기성, 강도 및 내화성이 우수한 코팅을 선택하며, 코팅 두께를 적절하게 제어합니다.
다음은 기공 결함을 방지하기 위한 로스트폼 코팅의 개선 조치에 중점을 둡니다.
원료 선택
입자 크기 분포가 적절하고 굵은 입자, 중간 입자, 미세 입자가 적절히 혼합된 고품질 내화 골재(예: 멀라이트, 코런덤 등)를 선택하여 기공 채널을 형성하고 통기성을 향상시키십시오.
통기성 재료를 적절히 첨가하십시오. 질석, 펄라이트 등을 첨가하면 가열 시 팽창하여 코팅의 다공성을 높이고 통기성을 개선할 수 있습니다. 또한 암면, 유리섬유 등의 섬유질 재료를 적절히 첨가하여 코팅 내부에 공기 통로를 형성할 수도 있습니다.
적합한 결합제를 선택하십시오. 실리카 졸, 규산나트륨 등과 같이 통기성이 좋은 결합제를 우선적으로 사용하고 첨가량을 조절하십시오. 너무 많이 첨가하면 기공이 막혀 통기성이 저하됩니다.
코팅 준비 공정
교반 공정을 최적화하십시오: 적절한 교반 속도와 시간을 사용하여 원료를 고르게 혼합하고, 응집을 방지하고, 기공의 균일한 분포를 확보하고, 통기성을 향상시키십시오.
– 코팅 점도 조절: 첨가하는 용제의 양을 조절하여 점도를 제어합니다. 점도가 낮으면 가스 배출에 유리하지만, 너무 낮으면 코팅 품질에 영향을 미칩니다. 적절한 점도는 실제 상황에 따라 결정해야 합니다.
탈기 처리 수행: 제조된 코팅은 진공 탈기 및 기타 방법을 통해 탈기하여 교반 과정에서 혼입된 가스를 제거함으로써 주조물에 기공이 형성되는 것을 방지할 수 있습니다.
코팅 작업
코팅 두께 조절: 주조물의 구조 및 요구 사항에 따라 코팅 두께가 균일해야 합니다. 코팅이 너무 두꺼우면 가스 배출을 방해할 수 있습니다. 일반적으로 얇은 벽 주조물의 코팅 두께는 1~2mm이고, 두꺼운 벽 주조물의 코팅 두께는 2~3mm입니다.
적절한 코팅 방법을 사용하십시오. 브러싱, 스프레이, 침지 등 다양한 방법이 있으며 각각 고유한 특징이 있습니다. 브러싱은 코팅의 균일성을 보장하고, 스프레이는 효율적이며, 침지는 복잡한 형상의 주조물에 적합합니다. 주조물의 특성에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다.
건조처리
적절한 건조 온도를 선택하십시오. 온도가 너무 낮으면 수분이 완전히 증발하지 않아 통기성이 저하됩니다. 온도가 너무 높으면 코팅 표면에 딱딱한 막이 생기고 내부 가스가 배출되지 않습니다. 일반적으로 150~200℃가 적정 온도입니다.
건조 시간 조절: 도막 두께와 주조 재료에 따라 도막 성능에 영향을 주지 않으면서 물이 완전히 제거될 수 있도록 건조 시간을 결정하십시오. 일반적인 건조 시간은 2~6시간입니다.
용융 금속 품질 관리: 용광로 장입물 관리를 강화하고, 깨끗하고 건조한 용광로 장입물을 사용하며, 가스 발생원을 줄입니다. 구상화제와 접종제의 첨가량과 방법을 엄격히 관리하고, 구상화 후 슬래그를 완전히 제거합니다.
주조 공정 및 주조 온도 조정: 주조물의 구조와 재질에 따라 용융 금속이 주형을 원활하게 채우도록 주조 온도와 속도를 적절히 선택하고, 가스 배출 및 수축 보상을 용이하게 하는 합리적인 주조 및 상승 시스템을 설계합니다.
그렇다면 붓는 온도는 어떻게 설정해야 할까요?
로스트폼 연성 주철 주조의 일반적인 주입 온도는 1380~1480℃입니다. 실제 생산 시에는 다음과 같은 요소를 고려하여 조정해야 합니다.
주조 구조
박벽 주물: 용융 철이 주형을 채울 수 있도록 유동성이 좋아야 하므로, 주입 온도는 1450~1480℃의 상한선으로 설정하여 냉간 폐쇄 및 주입 실패와 같은 결함을 방지해야 합니다.
두꺼운 벽 주조품: 과도한 온도로 인한 수축 및 수축 등의 결함을 방지하기 위해 주입 온도를 1380~1420℃로 적절히 낮출 수 있습니다.
패턴 소재
EPS 패턴: 일반적으로 1380~1450℃면 충분합니다. EPS의 기화 온도가 비교적 낮고 분해 시 흡수되는 열량이 상대적으로 적기 때문입니다.
STMMA 패턴: 가스 방출량이 EPS보다 많고 농도가 높습니다. 패턴이 완전히 기화 및 분해되도록 하려면 주입 온도는 1420~1480℃ 사이여야 합니다.
생산 환경
여름철 고온 환경: 용융된 철은 열을 천천히 발산하므로 주입 온도를 5~10℃ 정도 적절히 낮출 수 있습니다.
겨울철 저온 환경: 용융된 철은 열을 빠르게 발산하므로 주입 온도를 5~10℃ 정도 적절히 높여야 합니다.
금형 및 모래 상자 측면에서 보면, 금형의 압축률이 고르지 않고, 압축률이 너무 높은 부분은 통기성이 떨어져 가스 배출이 원활하지 않습니다. 또한 모래 상자의 밀폐가 제대로 되지 않아 부압이 부족해 가스 배출 효과가 저하될 수 있습니다.
금형 및 모래 상자의 상태를 개선하십시오: 금형의 다짐도를 조절하여 균일한 다짐을 확보하십시오. 모래 상자의 밀봉 상태를 점검하여 부압 시스템이 정상적으로 작동하고 충분한 부압을 제공하는지 확인하십시오.
