로스트 폼 캐스팅의 주입 시스템 설계 및 주입구 배치

로스트 폼 캐스팅의 주입 시스템 설계 및 주입구 배치

1. 방향성 응고: 핫스팟에 주입구 배치

고온의 용철을 두꺼운 열점으로 직접 보내면 이 영역의 온도가 상승하여 유지되고 "얇은 부분이 먼저 응고되고 두꺼운 부분이 나중에 응고됩니다"라는 온도 구배가 설정됩니다. 이는 라이저와 함께 효과적인 공급을 촉진하며 이론적으로 수축 보상에 이상적입니다.

그러나 입구는 기하학적 핫스팟의 중심에 직접 배치되어서는 안 됩니다. 대신 라이저가 최종 공급을 완료할 수 있도록 인접한 두꺼운 벽 영역에 배치해야 합니다. 입구를 핫스팟의 중심에 직접 배치하면 핫스팟의 열 질량이 더욱 커져 수축 다공성의 위험이 악화됩니다.

당연히 이 접근 방식의 실현 가능성은 주조의 특정 구조에 따라 달라집니다. 실제로 주물은 종종 복잡한 형상과 다양한 벽 두께를 특징으로 합니다. 따라서 게이팅 시스템을 설계할 때 여러 요인의 상호작용 효과를 종합적으로 고려해야 합니다.

2. 동시 응고: 얇은 벽에 여러 개의 분산된 입구가 있음

벽이 얇은 부분으로 용철의 흐름을 우선시하면 온도가 올라가고, 두꺼운 부분은 자연스럽게 상대적으로 빠른 냉각을 경험하게 됩니다. 이는 주조 전체의 온도 구배를 좁혀 동시 응고를 촉진합니다. 이 접근 방식은 열 응력, 변형 및 균열을 줄여 방향성 응고가 엄격하게 요구되지 않는 벽 두께 변화가 최소화된 주조에 적합합니다.

중요한 참고 사항: 로스트 폼 주조의 동시 응고 원리는 전통적인 모래 주조에서 직접 복사할 수 없습니다. 엄격한 경계 제약이 적용됩니다.

로스트 폼 주조에서는 금속이 주형을 채우는 동시에 폼이 열을 분해하고 흡수합니다. 충전 유동장은 열장을 직접적으로 변경합니다. 더욱이, 피할 수 없는 제약에는 부압의 적용, 접착되지 않은 건조한 모래의 단단하고 항복하지 않는 특성, 탄소 잔류물의 부유 등이 포함됩니다.

2.1 핫스팟의 잉게이트: 먹이주기의 장단점

장점: 고온의 용철이 두꺼운 부분에 도입되어 국부적인 고온을 유지하고 방향성 응고 조건을 확립합니다. 게이팅 시스템은 임시 공급 채널 ​​역할을 할 수 있습니다.

2.2.폼 주조 손실의 특정 위험:

2.2.1 두꺼운 부분의 폼이 대량으로 분해되어 상당한 열을 흡수합니다. 충전 리듬이 맞지 않으면 두꺼운 부분의 온도가 올라가지 않아 효과적인 구배가 형성되지 않을 수 있습니다. 이는 단지 핫스팟을 확대하고 수축 다공성을 악화시킬 뿐입니다.

2.2.2 두꺼운 벽 폼에 직접 영향을 미치는 용융 철은 코팅을 쉽게 침식하여 모래 포함 결함을 일으킬 수 있습니다.

2.2.3연성철이 반죽 형태로 응고된다. 주입구가 너무 일찍 응고되어 공급 채널을 차단하는 경우 주입구가 핫스팟에 배치되더라도 수축 기공이 계속 발생합니다.

실제 지침: 손실된 폼 주조의 핫스팟 근처에서 공급을 통해 방향성 응고를 달성하려면 라이저와 인게이트의 직렬 연결을 우선시하십시오(용융 철은 주조에 들어가기 전에 라이저를 통해 흐릅니다). 핫스팟을 똑바로 향한 단일의 큰 단면적 입구를 사용하지 마십시오.

3. 동시 응고를 위한 얇은 벽에 여러 개의 분산된 입구

장점: 얇은 벽의 다중 지점 공급은 균일한 전체 온도 필드를 보장하고 온도 차이, 열 응력 및 변형을 최소화합니다. 벽 두께가 비교적 균일한 회주철 주조에 매우 적합합니다.

손실된 폼 주조의 특정 위험:

3.1 얇은 벽에서 공급이 일어나고 용선이 두꺼운 열점을 향해 흐를 경우 두꺼운 부분이 마지막에 응고되는 경우가 많습니다. 터미널 영역에는 폼 분해 잔류물과 저온 용선이 축적됩니다. 핫스팟은 고온의 철분이나 적절한 공급을 받지 못하여 수축 다공성과 탄소 함유물/접힘이 결합됩니다.

3.2얇은 벽 위치에서 코팅을 지속적으로 플러싱하면 코팅이 쉽게 손상되어 모래 포함 결함이 발생할 수 있습니다.

4. Lost Foam Casting의 Ingate 배치 결정 원칙

4.1 방향성 응고 추구(두꺼운 연철 주물, 엄격한 무수축 요건)

이론: 두꺼운 부분/핫스팟 근처에 용철을 도입합니다.

4.2실제 실행:

4.2.1 핫스팟에 인접한 두꺼운 벽 영역에 게이트를 배치합니다. 기하학적 핫스팟의 중심에 직접 배치하지 마십시오.

4.2.2 주물에 들어가기 전에 라이저를 통해 용철을 라우팅하는 우선 순위를 정하십시오.

4.2.3높이가 높은 주물의 경우 바닥 게이팅과 계단형 충진을 우선시합니다. 이렇게 하면 금속이 아래에서 위로 채워져 탄소 잔류물과 가스가 라이저 또는 슬래그 트랩으로 상승할 수 있습니다.

4.2.4 단일 크기의 대형 입구를 엄격히 피하십시오. 여러 개의 분산된 입구를 사용하여 국지적 과열 및 침식을 줄입니다.

핫스팟은 라이저 또는 칠과 짝을 이루어야 합니다. 핫스팟의 게이트 배치에만 의존하는 것은 연성철의 수축을 제거하는 데 충분하지 않습니다.

4.2.5.동시 응고 추구(균일한 벽 두께, 응력/변형 제어 우선, 작은 국부 수축 허용)

4.3.이론: 얇은 벽에서 다점 분산 공급.

충전 경로를 단축하기 위해 벽이 얇은 영역에 여러 개의 작은 단면적 입구를 배포합니다.

냉각을 가속화하고 터미널 충진으로 인한 차가운 슬래그 축적을 방지하기 위해 주조물의 먼 끝 부분에 있는 두꺼운 뜨거운 지점은 냉기와 짝을 이루어야 합니다.

급격한 두께 변화가 있는 주조물에 순수 동시 응고를 강요하지 마십시오. 이렇게 하면 두꺼운 핫스팟에서 제어할 수 없는 결함이 발생할 수 있습니다.

4.4. 모든 조건에 대한 범용 하드 구속조건(폼 손실, 대체 응고 이론)

코팅 붕괴를 방지하기 위해 인게이트는 얇은 폼 벽의 날카로운 모서리를 향해서는 안 됩니다.

인게이트는 가공된 표면에 배치하는 것이 좋습니다. 씰링, 결합 또는 나사산 표면에 인게이트를 배치하지 마십시오.

충진 흐름장은 분해 잔류물이 주조의 가장 높은 지점으로 이동하도록 보장해야 하며 이러한 높은 지점에 슬래그 트랩이 위치해야 합니다. 핫스팟 공급이 이론적으로 적합하더라도 슬래그가 주조 본체 내에 갇히게 되면 계획을 포기해야 합니다.

입구 단면은 너무 작거나(공급 단계에서 조기 응고를 방지하여 공급 채널을 차단) 너무 커서(국부적 과열을 방지)서는 안 됩니다.

5.요약

방향성 응고는 핫스팟 근처에 입구를 배치하여 공급을 용이하게 하는 동시에 동시 응고는 얇은 벽의 다점 공급을 통해 열 구배와 응력을 최소화하는 이점을 제공합니다.

그러나 손실된 폼 주조는 모래 주조 방식을 기계적으로 복제할 수 없습니다. 핫스팟에 입구를 직접 배치한다고 해서 자동으로 수축이 제거되는 것은 아니며, 얇은 벽에 공급한다고 해서 본질적으로 동시 응고가 보장되는 것은 아닙니다. 엔지니어는 충진 유동장, 폼 분해 및 슬래그 배출, 음압, 라이저 및 냉각 통합을 고려하여 포괄적인 균형을 이루어야 합니다. 많은 시나리오에서는 절충되고 균형 잡힌 솔루션이 필요합니다.