생사 성형 기술을 사용하여 연성 철 부품 생산 중 원통형 관형 모래 코어의 심각한 기공 처리

오늘은 연성철 부품의 코팅 샌드 코어에서 발생하는 기공 결함 사례를 분석해 보겠습니다. 소재는 GGG40으로, 수직형 생산라인을 통해 생산됩니다.

주물 사심 하부의 단단한 부위로 인해 주물 원형관 내부의 가스 배출이 어렵다. 따라서, 용철의 응고과정에서 사심에서 발생된 가스는 주물 내부의 최종 응고영역(핫스팟)에 '갇혀' 원활하게 배출되지 못하게 된다. 설립 이유와 체계적인 해결 방안을 구체적으로 살펴보면 다음과 같습니다.

핵심 원인 분석: 사핵의 최대 가스 배출이 용철 응고 시점과 일치하지 않습니다. 코팅된 모래 코어가 고온의 용철과 만나면 수지 바인더가 빠르게 연소 및 분해되어 다량의 가스를 생성합니다. 이러한 가스가 원활하게 배출되지 않으면 용선에 침입하여 최종 응고된 표면에 기공을 형성하게 됩니다.

해결책:

1. 모래 코어 자체를 최적화합니다(가장 중요한!): 모래 코어의 가스 발생을 줄입니다. 사용 중인 코팅 모래의 브랜드와 모델을 확인하세요. 일반적으로 저배출 가스 수지와 경화제를 사용하는 저배출 가스 코팅 모래로 전환하는 것이 좋습니다. 모래 코어의 통기성 향상: 코팅된 모래 공급업체와 통신하여 모래 코어의 강도 요구 사항을 적절하게 줄입니다. 강도가 너무 높다는 것은 수지 첨가량이 많고 가스 발생량이 높다는 것을 의미합니다. 강도가 낮을수록 스타일링 및 캐스팅 요구 사항을 충족하는 것이 좋습니다. 모래 코어의 밀도가 너무 높은지 확인하십시오. 코어를 만들 때 모래 주입 압력이 너무 높아서 모래 코어가 지나치게 조밀해지지 않도록 해야 합니다. 샌드 코어의 원활한 배기 보장: 샌드 코어를 만들 때 배기 채널을 만들어야 합니다! 직경 3cm의 이 작은 코어의 경우 환기 바늘을 사용하여 모래 코어 중앙에 여러 개의 작은 배기 구멍을 뚫을 수 있거나, 붓는 동안 미리 내장된 왁스 실을 사용하여 녹여 배기 채널을 형성할 수 있습니다. 코어 헤드의 배기 채널이 매끄럽고 방해받지 않고 가스가 코어 헤드를 통해 금형 또는 모래 배기 시스템으로 원활하게 빠져나갈 수 있도록 샌드 코어 헤드의 맞춤 간격을 확인하십시오.

2. 응고 순서 및 가스 트랩: 연성이 있는 철은 페이스트와 같은 응고 특성을 가지며 쉘이 형성된 후에도 내부는 오랫동안 액체 상태로 유지됩니다. 주물의 벽 두께는 균일하지만 내벽의 중앙 영역이 최종 응고 영역입니다. 배출되지 못한 가스는 금형 캐비티 내부에 고압을 형성하고, 용철 크러스트의 표면이나 응고가 시작되는 약한 순간(보통 중간 및 상부의 내벽)에 아직 액체 상태인 금속 내부로 침입하게 된다. 흑연의 팽창 및 응고 압력으로 인해 이러한 가스는 결국 최종 응고 영역에 "고정"되어 피하 기공 또는 침습성 기공을 형성합니다.

3. 용선의 화학적 특성은 상황을 악화시킵니다. 과도한 잔류 마그네슘(Mg) 함량은 용선의 표면 장력을 증가시켜 침입한 기포가 부유하고 빠져나가는 것을 더 어렵게 만듭니다. 철 액체 산화(높은 산소 함량) 또는 불완전한 용광로 충전(녹, 기름 얼룩)은 자기 침전 기공의 경향을 증가시켜 침입성 가스와 함께 심각한 기공을 형성합니다.

2、 체계적인 솔루션은 1차에서 2차 순으로 조사 및 테스트되어야 합니다.

1. 가스 발생을 줄이기 위한 샌드 코어 최적화(가장 직접적이고 효과적인 조치): 코팅된 모래 공급업체에 즉시 연락하고 가스가 적은 코팅된 모래로 전환합니다. 이 소재는 특수 수지와 첨가제를 사용하여 가스 발생을 줄이고 최대 가스 발생을 지연시켜 이러한 문제를 해결하도록 특별히 설계되었습니다. 모래 코어의 배기가 완전히 방해받지 않는지 확인하십시오(가장 중요함!): 직경이 30mm인 모래 코어의 경우 코어 제조 공정 중에 배기 시스템을 설치해야 합니다. 최선의 방법: 미리 내장된 배기 왁스 와이어를 사용하십시오. 코어 제조 과정에서 하나 이상의 왁스 와이어가 내장되고 주조 중에 왁스 와이어가 녹아 완벽한 배기 채널을 형성합니다. 간단한 방법: 모래 코어의 중심을 통해(또는 근처) 또는 환기 바늘을 사용하여 환기 구멍을 삽입합니다. 이러한 채널이 코어 헤드에 연결되어 있는지 확인하십시오. 코어 설계 최적화: 금형 내 코어의 위치를 ​​확인하여 가스가 금형 외부로 빠져나가는 최종 채널인 샌드 코어를 배치한 후 코어와 샌드 몰드 사이의 간격이 완전히 밀봉될 수 없는지 확인합니다. 필요한 경우 코어 헤드 사이의 간격을 늘리거나 특수 배기 슬롯을 만들 수 있습니다.

2. 주입 온도를 높이기 위한 공정 최적화(용철과 사심 사이의 상호 작용 조정): 이는 현장에서 가장 빠르고 효과적인 임시 조치입니다. 주입 온도(예: 1380°C → 1400-1420°C)를 적절하게 높이면 용선이 액체 상태로 유지되는 시간을 연장하고 가스가 배출되는 데 더 많은 시간을 제공할 수 있습니다. 모래 코어 소결의 표면을 더 빠르게 만들어 "유리화된" 단단한 껍질을 형성함으로써 깊은 수지가 계속해서 가스를 방출하는 것을 방지합니다. 주의: 온도가 너무 높으면 다른 문제(예: 모래 달라붙음)가 발생할 수 있으므로 평형점을 찾아야 합니다. 주입 속도 가속화: 난기류를 피하면서 주입 시간을 단축합니다. 신속하게 확립된 금속 정압은 가스 침입을 더 잘 억제하고 응고가 더 낮아지기 전에 배기를 완료할 수 있습니다. 원활한 주입 보장: 용융된 철로 인해 모래 코어가 직접 플러싱되는 것을 방지하고 난류 및 컬링을 줄이기 위해 바닥 주입 시스템을 채택합니다. 3. 제련 및 철 액체 제어(자기 문제를 제거하고 부상을 추가하는 것을 방지하기 위해) 잔류 마그네슘 함량을 엄격하게 제어합니다. 과도한 Mg 잔류물은 기공의 "촉매"입니다. 구형화 처리 후 잔류 Mg 함량이 공정에서 요구하는 하한(예: 0.03% -0.04%) 내에서 제어되고 너무 높아서는 안 됩니다. 청정로 자재 사용 : 녹, 기름얼룩이 심한 고철 및 재활용 자재를 제거하고, 분해되어 [H], [O], CO 가스 발생을 방지합니다. 슬래그의 철저한 제거: 구상화 처리 및 타설 전에 슬래그가 금형 캐비티 안으로 굴러 들어가는 것을 방지하기 위해 슬래그를 철저히 제거해야 합니다.

요약 및 조치 우선순위 권장사항

1. 최우선(즉시점검) : 샌드코어에 배기덕트가 있는지 확인! 그렇지 않다면 이것이 먼저 해결되어야 할 문제이다. 왁스실을 묻어두거나 통풍구를 묶어보세요.

2. 2순위(신속 테스트): 주입 온도를 20~30°C 높이고 기공률 개선을 관찰합니다. 효과가 크다면 모래 코어의 가스 발생 문제를 강하게 지적하는 것입니다.

3. 세 번째 우선순위(공급업체에 문의): 비교 테스트를 위해 저배출 가스 코팅 모래 샘플을 요청합니다. 이는 종종 문제 해결의 열쇠입니다.

4. 네 번째 우선순위(검출 및 기록): 구상화 후 철액의 잔류 Mg 함량을 확인하여 합리적인 낮은 범위 내에 있는지 확인합니다.