다이캐스팅은비철금속성형의중요한수단중 하나입니다. 다이캐스팅공정중에캐비티내 용융금속의다양한유동상태로인해차가운장벽, 패턴, 기공및 분리와같은바람직하지않은현상이발생할수 있습니다. 이러한바람직하지않은현상을방지하기위해서는캐비티내 용융금속의흐름을제어하는것이매우필요합니다. 캐비티내 용융금속의흐름을제어하는핵심은다이캐스팅다이게이팅시스템의연구와설계에있습니다.

다이캐스팅금형의생산공정

다이캐스팅금형제작의 CAD/CAE/CAM/CAT 프로세스.

다이캐스팅금형주입시스템의설계

다이캐스팅다이게이팅시스템의연구에서게이트위치와모양은용액의흐름상태와충전방향을제어하는중요한요소입니다. 먼저게이트의위치와러너의모양에초점을맞추고게이트, 러너, 슬래그백, 오버플로트로프및 배기덕트를설계한다음 CAE 소프트웨어를사용하여캐비티내부의용액흐름을분석합니다. 내부러너와내부게이트의위치와크기는충전방식에결정적인영향을미칩니다.

내부게이트의디자인

완제품에게이트를설정할때는일반적으로다음절차에따라수행됩니다:

스프루 및배기시스템설계

내부게이트는용융금속이캐비티에서가장잘 흐르고배기가채워지며캐비티의모든모서리가용융금속으로채워질수 있는위치에설정해야합니다. 가능하면내부게이트를사용하세요. 여러개의내부게이트가필요한경우용융금속의흐름이서로간섭하거나분산되지않고캐비티에서만나지않도록(즉, 금속흐름이한 방향으로흐르도록유도) 주의를기울여캐비티와류에서용융금속이수렴되지않도록해야합니다.

다이캐스팅의크기가큰 경우하나의러너로만러너의필요한단면을얻을수 없는경우가있으므로여러개의러너를사용해야합니다. 그러나내부러너의설정은용융금속이한 방향으로만흐르도록유도하여캐비티의용융금속이합쳐질때 와류를방지해야한다는점에유의해야합니다.

용융금속스트림은용융금속이다이캐스팅의두꺼운벽 부분에도달할수 있도록캐비티에서가능한한 적게회전해야합니다.

용융금속흐름은가능한한 짧고균일해야합니다.

내부러너의단면적은내부러너쪽으로갈수록점차줄어들어가스유입을줄여다이캐스팅의콤팩트함을향상시키는데 도움이됩니다. 내부러너는흐름과정에서부드럽게전환되어급격한회전과흐름의충격을최대한피해야합니다.

여러개의캐비티가있는경우각 캐비티의부피비율에따라러너의단면을줄여야합니다.

캐비티의공기와윤활유의휘발가스는흐르는용융금속에의해배기홈으로밀려난다음배기홈에서캐비티를빠져나가야합니다. 특히용융금속의흐름이블라인드홀에가스를남기고배기홈을조기에막지않아야합니다.

금속스트림은열 방출이좋지않을때 열충격을형성해서는안 됩니다. 리브가있는다이캐스팅의경우금속은가능한한 리브방향으로흐르도록해야합니다. 용융금속이쉽게손상된금형부품과코어를직접씻어내는것은피해야합니다. 불가피한경우열 충격을피하기위해스프루에격리구역을설정해야합니다.

일반적으로내부러너가넓고두꺼울수록흐름이균일하지않을위험이커집니다. 동시에지나치게두꺼운게이트를사용하지말고게이트를절단할때 변형되지않도록주의하세요.

캐비티배기

오버플로트로프는주조시 초기에분사된용융금속을제거하고금형의온도를일정하게유지하는데 사용됩니다. 액체흐름홈은금형에가스를포함하기쉬운위치에설정되며, 용융금속의흐름상태를개선하고용융금속을캐비티의모든구석으로안내하여좋은주조표면을얻기위해배기가스에사용됩니다. 배기홈은오버플로홈과슬래그백의전면에연결되거나캐비티에직접연결됩니다.

배기슬롯의총 단면적은내부러너의단면적과거의같아야합니다.

절단면의배기홈 위치는캐비티내 용융금속의흐름상태에따라결정됩니다. 용융금속이분사되어사람을다치게하는것을방지하기위해배기홈은 "직선이아닌" "곡선"으로만드는것이가장좋습니다. 절단면의배기홈의깊이는일반적으로 0. 05mm-0. 15mm입니다. 캐비티의배기홈의깊이는일반적으로 0. 3mm ~ 0. 5mm; 금형가장자리의배기홈의깊이는일반적으로 0. 1mm ~ 0입니다. 15mm; 배기슬롯의폭은일반적으로 5mm ~ 20mm입니다.

이젝터핀과푸시로드사이의배기간격은캐비티의배기를위해매우중요하며, 일반적으로 0. 01mm-0. 02mm로제어하거나버가생성되지않을때까지확대합니다.

고정코어배기또한효과적인배기방식입니다. 일반적으로코어주변에서 0. 05mm-0. 08mm의간격을제어하여코어포지셔닝넥이배기슬롯폭과두께가 1mm-2mm로열리고캐비티의가스가넥을따라배기슬롯밖으로열리도록합니다. 캐비티의바닥에서배출됩니다. 배기슬롯의거칠기를무시해서는안됩니다. 사용중에페인트가먼지에달라붙어배기에영향을미치는것을방지하기위해높은수준의부드러움을유지해야합니다.

흐름분석평가및 대응방안

금형설계공정에서금속흐름은가능한한 한방향으로흐르도록해야합니다. 흐름을분석한후 캐비티에서와전류가발견되면내부게이트리드각도또는크기를변경하여와전류상태를제거해야합니다.

용융금속이만나면용융금속이흐름을멈추기전에일정거리동안계속흐르게하십시오. 따라서과냉각된 용융금속과공기화합물이오버플로트로프와슬래그백으로유입되도록접합부의공동외부에오버플로트로프와슬래그백을추가해야하며후속용융금속이깨끗하고실온에서유지되도록해야합니다. 다른부품의충전속도가다른경우기본적으로동일한충전속도의목표를달성하기위해내부게이트의두께또는너비를조정 (필요한경우점차적으로증가)해야하지만내부러너를최대한넓혀서달성해야합니다.

흐름분석후 충진지연부분을발견하고내부러너를추가할수도있습니다. 벽이얇은다이캐스팅부품의경우더 짧은충진시간을선택해야하므로내부러너의단면을늘려충진시간을줄여표면품질을개선해야합니다.

높은컴팩트함이필요한두꺼운벽면의다이캐스팅의경우효과적인통풍을보장해야합니다. 다이캐스팅에는중간충전시간을사용해야합니다. 따라서내부러너의단면을조정하여해당충전시간을확보하고더 나은표면품질과내부품질을얻어야합니다.

요컨대, 다이캐스팅금형설계과정에서많은바람직하지않은현상을피하기위해주의를기울여야합니다. CAE 해석방법을사용할수있는오늘날의시대에도스프루 설계초기단계에서요약된 경험을먼저게이팅시스템으로고려하고유기적으로결합, 분석, 개선및 업그레이드하여절반의노력으로승수효과를얻을수 있습니다.