금속 주조 방법: 공정, 방법 및 팁에 대한 단계별 가이드

금속 주조는 세계에서 가장 오래된 제조 기술 중 하나이며, 여전히 가장 유용한 기술 중 하나입니다. 밸브 본체와 펌프 임펠러부터 농업용 기어와 굴삭기 버킷 톱니까지, 수천 개의 산업용 부품이 용융 금속을 세심하게 모양을 잡은 금형에 부어넣으면서 생명이 시작됩니다. 우리는 2003년부터 중국 닝보에 있는 공장에서 맞춤형 주조 및 단조품을 생산해 왔습니다. 이 가이드에서는 금속 주조 방법을 단계별로 설명합니다. 이는 우리 엔지니어들이 매일 적용하는 것과 동일한 기본 사항을 일반 언어로 작성합니다.

금속을 주조한다는 것은 무엇을 의미합니까?

금속 주조는 금속을 액체 상태로 녹여 완성된 부품의 네거티브 형태를 유지하는 중공 주형에 붓고 냉각 및 응고시키는 공정입니다. 금속이 경화되면 주형을 열거나 떼어내고 주물을 청소하고 필요한 경우 열처리한 후 기계 가공하고 검사합니다.

주조는 견고한 막대 스톡을 기계로 가공하기 어렵거나 느리거나 낭비적인 형태를 생성하기 때문에 가치가 있습니다. 여러 조각을 함께 용접해야 했던 플랜지, 보스, 내부 통로 및 스위핑 곡선을 단일 주조로 결합할 수 있습니다. 또한 철, 탄소강, 합금강, 스테인리스강, 알루미늄, 황동, 청동 등 다양한 합금에 사용할 수 있으며 소수의 프로토타입부터 수십만 개의 부품까지 경제적으로 확장됩니다.

올바른 주조 공정 선택

금속이 녹기 전에 가장 중요한 결정은 어떤 주조 공정이 귀하의 부품, 수량 및 예산에 맞는지 결정하는 것입니다. 우리가 가장 자주 사용하는 세 가지 방법은 샌드 캐스팅, 인베스트먼트 캐스팅, 다이 캐스팅이며 각각 서로 다른 최적의 위치를 차지합니다.

경험상 큰 부품과 적당한 양의 경우 샌드 캐스팅을 선택하고, 형상과 정밀도가 요구되는 경우 인베스트먼트 주조를 선택하고, 매우 많은 양의 작은 비철 부품이 필요한 경우 다이 캐스팅을 선택합니다.

금속 주조 방법, 단계별

1단계: 디자인 및 패턴 만들기

모든 캐스팅은 도면이나 3D 모델로 시작됩니다. 이 설계를 바탕으로 주조소는 패턴을 만듭니다. 즉, 냉각 중 금속 수축을 보상하고 중요한 표면에 가공 여유를 남기기 위해 의도적으로 약간 큰 크기로 만든 부품의 물리적 복제품입니다. 모래 주조에서 패턴은 일반적으로 목재, 수지 또는 금속입니다. 매몰 주조에서는 알루미늄 다이에 주입된 왁스 복제물입니다. 이러한 허용량을 올바르게 확보하는 것은 수년간의 파운드리 경험이 실제로 보여주는 부분입니다.

2단계: 금속 선택

선택한 합금에 따라 강도, 내마모성, 내식성, 무게, 가공성 및 비용이 결정됩니다. 회색 철은 진동을 줄여 모터 부품에 적합합니다. 스테인레스 스틸은 해양 및 유체 취급 환경에서 부식에 강합니다. 42CrMo와 같은 합금강은 기어와 샤프트에 무겁고 반복적인 하중을 전달합니다. 가격만 고려하기보다는 항상 부품의 작동 조건에 금속을 맞추십시오.

3단계: 금형 제작

사형 주조에서는 준비된 모래를 플라스크 내부의 패턴 주위에 압축합니다. 패턴이 제거되어 캐비티가 남고, 게이트 및 라이저라고 불리는 채널이 추가되어 용융 금속을 전달하고 주조물이 수축하면서 공급됩니다. 인베스트먼트 주조에서는 왁스 패턴을 나무에 조립하고 단단한 껍질이 형성될 때까지 세라믹 슬러리로 반복적으로 코팅한 다음 가열하여 왁스를 녹입니다. 다이캐스팅에서 금형은 수만 번의 샷을 견딜 수 있도록 제작된 정밀 가공된 강철 다이입니다.

4단계: 녹이고 붓는다

금속은 유도로나 도가니에서 엄격하게 제어되는 온도로 녹습니다. 이는 초보자가 예상하는 것보다 더 중요합니다. 너무 차갑게 부은 금속은 주형을 채우기 전에 얼어붙어 잘못된 작동과 콜드 셧을 유발할 수 있으며, 과열된 금속은 가스를 흡수하여 모래 주형에 타버릴 수 있습니다. 주입 자체는 난류 없이 꾸준하고 연속적이어야 하며, 그래야 슬래그와 공기가 주물 내부로 휘젓지 않습니다.

5단계: 식힌 후 흔들어서 마무리

일단 부어지면 금속은 외부에서 안으로 응고되며 냉각 속도는 최종 입자 구조와 강도에 영향을 미칩니다. 냉각 후, 모래 주물은 주형에서 흔들리고, 매몰 주물은 세라믹 껍질을 깨뜨려 분리됩니다. 게이트와 라이저를 절단하고 쇼트 블라스팅으로 표면을 청소한 후 부품을 최종 검사하기 전에 열처리, 임계 치수의 CNC 가공, 페인팅, 코팅 또는 광택 처리와 같은 표면 처리를 거칠 수 있습니다.

세 가지 주요 방법 자세히 살펴보기

모래 주조

샌드 캐스팅은 업계의 주력 제품입니다. 금형 재료는 저렴하고 툴링 비용은 낮게 유지되며 공정에서는 수백 그램에서 수 톤에 이르는 부품을 처리합니다. 일반적인 제품에는 실린더 본체, 플랜지 샤프트, 모터 부품, 파이프 연결 및 해양 하드웨어가 포함됩니다. 우리는 가이드에서 워크플로를 더 자세히 분류합니다. 모래 주조 작동 원리 , 다양한 모래 시스템이 최종 표면에 미치는 영향을 포함합니다.

모래 주조 유압 실린더 구성 요소 보어, 면 및 나사산의 마무리 가공에 적합한 모래 주조 유압 실린더 블랭크입니다. 사형 주조는 저렴한 금형 비용으로 대형 부품을 처리하기 때문에 중장비 및 산업 기계에 사용되는 실린더 본체에 실용적인 경로입니다. 제품보기 →

이와 같은 부품은 거친 블랭크로 주조된 다음 보어, 면 및 나사산이 엄격한 공차를 충족하도록 마무리 가공됩니다.

투자 주조

분실 왁스 주조라고도 알려진 인베스트먼트 주조는 세 가지 중 가장 정밀한 디테일과 가장 엄격한 공차를 제공하며 종종 가공을 줄이거나 아예 없애기도 합니다. 펌프 부품, 강철 커넥터, 철 기어, 철도 하드웨어, 정밀 기계 부품 등 벽이 얇고 표면이 매끄러운 복잡한 부품에 적합한 제품입니다. 하나의 쉘을 만드는 데 각 왁스 패턴이 소비되기 때문에 조각당 비용은 더 높지만 가공 비용 절감으로 보상하는 것 이상일 수 있습니다.

정밀 투자 주조 부품 복잡하고 벽이 얇은 부품을 위한 정밀한 디테일, 엄격한 공차 및 매끄러운 주조 표면을 제공하는 로스트 왁스 매몰 주조입니다. 사형 주조 개요에 이어 이 예에서는 가공 감소로 부품당 비용이 상쇄되는 위치를 보여줍니다. 제품보기 →

다이 캐스팅

다이캐스팅은 용융된 비철금속(보통 알루미늄, 아연 또는 황동)을 고압 하에서 경화된 강철 다이에 주입합니다. 각 샷은 단 몇 초만 소요되며 결과 부품은 밀도가 높고 치수가 일관되며 주조 상태가 깨끗합니다. 다이는 비용이 많이 들기 때문에 경제적 측면에서는 대량 생산을 선호합니다. 당사의 황동 다이캐스팅 작업은 장식용 하드웨어부터 CNC 가공으로 마감된 정밀 기능 부품까지 다양합니다.

품질 관리: 좋은 주물이 만들어지는 곳

금속을 붓는 것은 작업의 절반에 불과합니다. 결함 관리는 경험이 풍부한 주조소가 유지하는 곳입니다. 가장 일반적인 주조 결함과 일반적인 원인은 다음과 같습니다.

• 다공성 — 일반적으로 용융 관행, 게이트 설계 또는 불충분한 공급으로 인해 발생하는 가스 또는 수축 공극
• 콜드 셧 및 오런닝 - 금형이 채워지기 전에 금속 전면이 얼어붙는 현상으로, 종종 낮은 주입 온도나 얇은 단면으로 인해 발생합니다.
• 모래 및 슬래그 함유물 - 주물에 내장된 이물질, 모래 품질 및 꾸준한 주입을 통해 제어됨
• 치수 왜곡 - 냉각 중 잘못된 수축 허용 또는 구속으로 인해 발생

우리는 ISO9001 기반의 품질 보증 시스템을 운영하고 있으며, 치수 검사 및 표면 처리를 통해 용융 화학으로부터 주조물을 검사하므로 고객의 조립 라인이 아닌 주조소에서 문제가 발견됩니다.

작업장에서 공장 현장까지: 생산 규모의 주조

취미생활을 즐기는 사람에게는 집에서 작은 알루미늄 부품을 주조하는 것이 보람찬 주말 프로젝트가 될 수 있습니다. 하중을 운반하고 가압된 유체를 밀봉하거나 생산 기계를 계속 작동시키는 구성 요소의 경우 산업용 주조는 야금, 금형 엔지니어링, 열처리 및 정밀 가공을 결합하는 훨씬 더 까다로운 분야입니다.

이러한 조합이 바로 우리가 비즈니스를 구축한 기반입니다. 맞춤형 주조 및 단조품 제조업체로서 당사는 고객을 도면에서 완성 부품까지 한 곳에서 안내합니다. 고강도 부품용 단조; CNC 가공, 페인팅, 코팅을 자체적으로 처리합니다. 전형적인 예는 모래 주조 밸브 본체가 정밀 가공되어 유체 시스템에서 안정적으로 안착되고 밀봉되는 밸브 부품 생산입니다.

정밀 모래 주조 밸브 부품 자체 CNC 가공으로 마감된 샌드 캐스트 밸브 본체는 유체 시스템에서 안정적으로 안착 및 밀봉됩니다. 도면에서 완제품 서비스의 마지막 예로 펌프 및 밸브 부품에 주조와 기계 가공이 어떻게 결합되는지 보여줍니다. 제품보기 →

귀하의 프로젝트에 주조 또는 단조 금속 부품이 필요한 경우 당사 팀은 닝보 Yifei 기계 부품 유한 회사 기꺼이 귀하의 도면을 검토하고 귀하의 볼륨과 용도에 가장 비용 효율적인 프로세스를 추천해 드리겠습니다.

금속 주조 방법을 배우는 것은 가공, 합금, 성형, 주입, 마무리 등 일련의 결정과 각 결정이 최종 부품을 형성하는 방법을 이해하는 것을 의미합니다. 이러한 기본 사항을 숙지하면 거의 모든 금속 부품을 살펴보고 그 내부의 주조물을 볼 수 있습니다. 패턴 제작부터 기계 가공 및 완성된 주조에 이르기까지 전체 체인을 처리할 파트너를 원하는 경우 도면을 보내주시면 나머지는 당사의 파운드리 경험에 맡기시면 됩니다.