알루미늄합금주조의주조기술에서가장일반적인것은저압주조입니다. 저압주조는자동차휠 및기타부품에대한우수한품질보증을제공하며대부분의자동차제조업체에서대체할 수없는우수성을인정받았습니다. 이기사에서는주로저압주조의역사, 원리, 공정특성및 요구조건을소개하여업계관계자에게해당참조를제공하는것을목표로합니다.
저압주조법은수십년 동안사용되어왔으며특히알루미늄합금주조에서중요한위치를차지하고있습니다. 저압주조법은강력한기능을갖춘주류방법으로재료의강도를높이고재료의성능을향상시킬수 있습니다. 저압주조는매우실용적인주조방법입니다. 주조된주물은품질이우수하고이 방법은비교적높은수준의자동화를갖추고있습니다.
1. 저압주조의역사
저압주조공법은 100년이넘는역사를가지고있습니다. 1920년대에알루미늄합금주조에저압주조공법을적용한국가는프랑스와독일이었지만아직시험적용단계에머물러있었습니다. 1945년에이르러영국에서빗물파이프와맥주용기생산에주로저압제조가대규모로사용되기시작했습니다. 1958년미국인들은저압주조공법을자동차엔진부품주조에적용했습니다. 이것이저압주조가널리사용되는계기가되었습니다. 세계자동차업계는이 마법의주조공법에주목하기시작했고, 1950년대후반에중국에도이 공법이도입되었습니다.
우리나라에서는 1961년에저압주조가사용되기시작했습니다. 저압주조공법으로공랭식실린더헤드의제조가마법처럼실현되면서이 공법은높은가치를인정받기시작했습니다. 그이후로저압주조기술은자동차산업에서지속적으로적용되어왔으며, 특히알루미늄합금주조의경우저압주조기술의절반에달하는재료활용률이매우높습니다. 이기술로생산되는알루미늄합금주물의품질이우수하고생산되는제품의종류가지속적으로확대되고있습니다. 1970 년대에저압주조기술은자동차바퀴생산에사용되기시작했습니다. 현대에사람들은자동차의경량화에주목하기시작했습니다. 저압주조기술은더 나은성능, 더높은내부품질및 더엄격한기계적특성을가진부품을제조하기시작했습니다.
2. 기본원칙
저압주조의기본원리는주로압력을가하여용융된 수프를금형안으로밀어넣고용융된 수프는천천히채워서서서히응고되며게이트부분의응고는압력을가하는시간입니다. 이렇게응고된주물은완벽합니다. 응고방향은게이트방향에서시작하여압력과충돌하지않으며압력에의해방해를받지않으며응고과정과냉각이자연스럽고원활하게완료됩니다.
3. 저압주조공정의특성
저압주조의압력과속도는주입중에유연하게조정할수 있으므로다양한주조모양에따라주조를수행할 수있습니다. 저압주조는주로용융금속의안정적인충전을보장할 수있는바닥사출형 충전을채택하고용융금속에대한공간의간섭을효과적으로피할수 있으며주조형성후 품질결함의형성을피할수 있습니다. 압력의작용으로성형주물은고품질, 매끄러운표면및 고성능을갖습니다. 동시에저압주조는노동강도를크게줄이고환경이더 좋으며장비가편리하고실용적입니다. 다른주조방법에비해저압주조는특정특성이있으며매우뚜렷한공정특성을가지고있습니다.
3. 1 일반주조와비교한 특징저압주조는금속주형, 모래주형, 석재연삭주형등을사용할수 있습니다. 적용범위가매우넓기때문에저압주조방법은일반주조방법에비해많은장점이있습니다. 저압주조는비철금속및 철금속에적합하며많은일반적인주조방법으로는달성할 수없습니다. 저압주조의충전은주로바닥구조유형을채택하여압력과속도를유연하게조정할수 있기때문에매우안정적입니다. 압력의작용으로용융금속의응고가매우충분하고이용률이높으며유동성이더 좋으며주조의품질이향상됩니다. 주조가복잡할수록더 많은장점을보여줄수 있습니다.
3. 2 다이캐스팅과비교한특징
저압주조는다양한유형의주물을제조하는데 사용할수 있으며실제상황에따라유연하게열처리를수행할 수있습니다. 벽이얇은주물뿐만아니라벽이두꺼운주물을제조하는데 사용할수 있으며주조공정중에공기의간섭을완전히피할수 있습니다. 고품질주물, 매끄러운표면, 미세한구조및 적은거품을얻을수 있습니다. 또한주물의기계적특성은매우뛰어나며더 많은유형, 더미세하고저렴한비용으로제공됩니다.
3. 3 단점게이트의위치와수량, 내벽의두께에따라제품에특정제한이적용됩니다. 용융금속의우수한유동성을충분히반영하고게이트에서응고가시작되도록하기위해주조주기가증가하고응고속도도느려집니다. 용융금속이캐비티를채우면용융금속표면의기계적특성이제한됩니다.
4. 저압주조에필요한조건
4. 1 온도
녹은수프의온도는종류와모양에따라영향을받지만전체적인차이는크지않습니다. 온도가적절한지여부는제품의품질과미학에직접적인영향을미치므로온도를합리적인범위내에서제어해야합니다. 금형온도도무시할수 없다는점에유의해야합니다.
용융금속응고의관점에서금형온도의분포는주로게이트에서위쪽방향으로점차낮아지지만주조주기가길어지고응고속도에영향을미치므로상부및 수평냉각을수행해야합니다. 생산주기, 용융금속온도및 기타측면을신중하게고려하고조정해야주조의내부및 외부품질에큰 영향을미치므로실제상황에따라게이트의온도차이를증가시켜현상유지를변경할수 있습니다.
4. 2 가압시간
가압시간은주로용융금속이충전에서게이트에서응고될때까지걸리는시간을말합니다. 가압시간은다양한요인에의해영향을받을수 있으므로실린더헤드시간을고려해야합니다. 연장은가능한한 길어야하며, 연장의기준은주로무게를기준으로합니다. 가압시간은온도조건에쉽게영향을받습니다. 온도가안정되면가압시간도매우안정적입니다.
용융금속의응고시간은열의변화와온도감소로인해불안정해질수 있습니다. 주물의수가계속증가하기때문에온도가매우불안정하고동시에게이트의단면적은감소하여응고시간이변경되어주물의품질에내부결함이발생합니다. 따라서수프시스템에대한온도, 게이트및 공급파이프와같은요인의영향에큰주의를기울여야합니다.
4. 3 시간설정
응고시간은가압이완료된후 제품의탈형까지걸리는시간을말합니다. 주물이이형된후에는실제로완성된것이아니라주물이변형되지않고주물의품질이보장되도록하기위한것입니다. 이부분에필요한시간은응고에필요한시간에추가되어야합니다. 응고시간은오래걸리지않으며온도와관련이있으며응고속도는가압시간보다빠릅니다. 응고시간을단축하기위해냉각속도를높일수 있습니다.
4. 4 가압조건
충전효과를보장하기위해가압속도를조정하는데주의를기울이고너무빠르거나너무느리면충전효과와주조품질에영향을미칩니다. 특히속도가느리면용융수프의유동성이떨어지는문제가발생하고속도가너무빠르면제품이가스에의해방해를받아품질결함이발생할수 있습니다. 따라서가압속도를조절하는것이필수적입니다. 유속은유로모양의차이에따라영향을받기때문에실제상황에따라속도를제어해야합니다.
5. 결론
요약하면저압주조기술은큰 장점을가지고있으며알루미늄합금주조의주류주조기술입니다. 다른주조방법에비해이기술은높은주조품질, 고정밀, 우수한성능및 높은수준의자동화를통해광범위한응용분야를가지고있습니다. 저압주조기술은처음부터 100 년의역사를가지고있으며더 나은개발추세로합금주조산업에영향을미치고있습니다.
