로스트폼 주조 변형이란 주조물의 기하학적 형상이 도면과 일치하지 않는 현상을 말합니다. 예를 들어, 주조물이 휘거나, 타원형이 되거나, 벽 두께가 고르지 않은 경우 등이 있습니다. 로스트폼 주조 변형은 사전 발포, 금형 제작, 코팅, 모래 충진 등의 공정에서 부적절한 조작이나 공정 관리 소홀로 인해 발생합니다.
발포체 주조물의 변형 원인
(1) EPS 원료가 부적합하거나 사전 발포 후 비드가 부적합한 경우
(2) 패턴 제작 및 흰색 부품 조립 과정에서 패턴이 변형됩니다.
(3) 내화 코팅 준비 및 코팅의 부적절한 작동
(4) 모래 충전 성형 및 진동 다짐의 부적절한 작동
(5) 주조 중 패턴의 부분 가열 또는 금형 내 진공 분포의 불균형. 위의 요인이 단독으로 발생할 경우 주조 변형이 발생할 수 있으나 심각하지는 않으며, 여러 요인이 동시에 중첩될 경우 주조 변형이 크게 증가합니다.
주조 변형 방지를 위한 기술적 조치
발포제
EPS 원료의 발포제 함량은 6.0%~6.5% 사이여야 하며, 최소 5.5% 이상이어야 합니다. 발포 입자는 매끄럽고 크기가 균일해야 합니다.
모형 제작
① 예비 발포 공정 중 증기압이 0.04MPa에 도달하면 배관 및 예비 발포기 내의 물을 배출하십시오. 예비 발포기에 유입되는 가열 증기에 수분이 많이 포함되어 있거나 가열 증기의 응축수가 제때 배출되지 않으면 2차 발포 및 압착 과정에서 EPS 입자의 수분 함량이 높아집니다. 건조(즉, 숙성) 시간이 짧거나 숙성 온도가 낮으면(<20-25°C) 비드가 쉽게 작은 조각이나 덩어리로 뭉쳐 변형되기 쉽습니다.
② 사전 팽창 비드의 숙성 시간은 일반적으로 10~12시간이어야 합니다. 사전 팽창 비드의 숙성 시간을 엄격하게 제어하지 않으면 모델 크기의 변형을 제어하기 어렵습니다.
③ 벽 두께가 3.5~4mm인 파이프 부속품의 경우, 사전 팽창 비드의 밀도는 약 26g/cm3로 조절해야 합니다.
④ 성형 전에 금형 배기 플러그가 막히지 않았는지, 충전 압력이 0.05MPa 이상인지 확인하십시오. 그렇지 않으면 충전 충진도에 영향을 미치고 국부적인 비드 패턴이 형성되어 패턴 강도가 저하되고, 양생 및 후속 공정에서 패턴이 변형될 수 있습니다.
⑤ 성형 과정에서 더 높은 증기압을 사용하면 숙성 과정 중 패턴의 수축을 줄일 수 있습니다.
⑥ 프레스 공정 중 성형 후 패턴의 냉각 정도를 제어해야 합니다. 금형을 탈형하기 전에 패턴을 80℃ 이하로 완전히 냉각시키고 2차 발포를 중단하여 치수 안정성이 우수한 패턴을 얻고 금형 탈형 중 패턴 변형을 방지해야 합니다.
⑦ 틀을 뜬 후에는 50~60℃에서 3~8시간 동안 건조시켜 충분히 숙성시켜야 합니다.
접합 및 금형 조립 공정
① 접착제의 품질은 금형의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 접착 전에 패턴의 분할면은 평평하고 수직이 되도록 연마해야 합니다. 접착 시에는 가볍고 균일한 힘을 가해야 합니다.
② 구조가 느슨하고 강성이 낮은 (얇은 벽의) 주조물의 경우, 금형 조립 중에 공정 지지대를 추가하여 모델의 강성을 향상시킬 수 있습니다.
③ 코팅을 적용할 때는 모델의 안쪽과 바깥쪽이 동시에 코팅에 잠기도록 적절한 위치를 선택하십시오.
④ 코팅 두께가 적절합니다. 코팅층은 모형의 표면 강도를 향상시키고 운송 및 성형 과정에서 모형이 변형되는 것을 방지할 수 있습니다.
⑤ 건조하는 동안 모델이 불균형한 힘으로 인해 변형되는 것을 방지하기 위해 적절한 위치에 놓아주세요.
모래 충진 성형 공정
① 사출 성형 시 주형과 주조물 사이의 거리, 그리고 모델 클러스터 사이의 거리는 너무 가깝지 않아야 하며, 일반적으로 90~120mm가 적당합니다. 이는 모델의 불균일한 가열을 방지하기 위한 기본 조건입니다.
② 주형 모래 온도는 모래 충전 성형 작업 중 모델의 국부적인 변형을 방지하기 위해 50℃ 이하로 제어됩니다.
③ 적절한 매립형 주형 위치, 모델의 큰 평면은 수직 또는 경사 주입 위치에 있어야 합니다.
④ 모형 내부와 외부의 모래 채움층의 높이가 균일해야 합니다.
⑤ 건조 모래가 모형의 모든 부분을 채우도록 진동 공정 매개변수를 적절히 선택하여 건조 모래의 부분적인 밀집 현상을 방지해야 합니다. 과도한 진동은 모형의 변형을 초래할 수 있습니다.
주입 과정
① 주입하는 동안 철액의 흐름이 갑자기 커지거나 작아지거나, 번쩍거리거나, 끊기지 않도록 철액을 안정적이고 빠르고 지속적으로 주입하십시오.
② 음압은 로스트폼 주조에서 가장 중요하고 기본적인 요소입니다. 주입 과정 중 음압은 0.02MPa 이상이어야 하며, 초기 진공도는 약간 더 높게 설정할 수 있습니다(>0.035~0.05MPa). ③ 펌프를 정지시켜 진공을 해제하여 주조물이 자유 수축 상태가 되도록 하고 주조 응력을 줄여야 합니다. 펌프를 너무 일찍 정지시키면 주조물 표면이 완전히 응고되지 않아 표면 경화층의 강도가 낮아 주조물의 변형이 발생하고 치수 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 반대로 펌프를 너무 늦게 정지시키면 진공 고체 주형의 강도가 일반 모래 주형보다 높아 주조물이 수축하고 열 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 주조물의 구조, 주입 온도, 주조물 크기 및 벽 두께를 고려하여 적절한 정지 시간을 선택해야 합니다. 일반적으로 벽 두께가 20mm 이상이고 무게가 100kg 이상인 경우, 주입 후 5분 정도(벽 두께에 따라 다름) 펌프를 정지하는 것이 좋습니다. 100kg 미만의 주조품의 경우, 주입이 완료된 후 펌프를 정지하고 진공을 해제하십시오. 100kg 이상(>30mm)의 두꺼운 벽 주조품의 경우, 냉각 속도를 높이기 위해 부압 유지 시간을 적절히 연장할 수 있습니다. 얇은 벽 파이프 피팅의 경우, 주입이 완료된 후 펌프를 정지하고 진공을 해제할 수 있습니다.
