고압 다이 캐스팅 (HPDC)은 복잡한 금속 부품을 대량 제조하는 일반적인 산업 공정입니다. 그러나 일부 주조 결함이 공정 내에서 나타날 수 있으며 결과적으로 완제품의 품질을 손상시킬 수 있습니다. 이 논문은 HPDC의 주요 제조 결함, 원인, 탐지 방법 및 피할 수있는 방법을 간략하게 설명합니다. 이러한 결함에 대한 지식과이를 다루는 제조업체는 다이 캐스팅 프로세스의 작동 용이성과 신뢰성을 향상시킬 것입니다.
고압 다이 캐스팅 (HPDC)이란?
고압 (HPDC) 하에서 다이 캐스팅은 용융 금속이 고압 하에서 강철 다이 캐비티에 주입되는 금속 주조 공정의 범주를 나타냅니다. 다이 캐비티는 형성되어 금형 인클로저처럼 작동하는 두 개의 강화 공구강으로 만들어졌습니다. 용융 금속은 일반적으로 알루미늄 또는 아연과 같이 일반적으로 비철하며 1500psi 내지 25400psi 범위의 고압으로 주입됩니다. 이 압력은 용융 금속의 증기 압력보다 훨씬 높으며, 다이 캐비티가 빠르고 적절하게 채워진 다음 설정하도록 허용하여 표면 품질과 정밀도가 매우 우수한 최종 제품 모양과 매우 유사한 캐스트 구성 요소를 얻습니다.
다이 캐스팅 과정
다이 캐스팅 과정은 다음을 포함하여 다양한 단계로 나눌 수 있습니다.
다이 준비 : 강철 다이의 제조에는 다이를 청소하고 윤활하고 지정된 온도로 가열하는 것이 포함됩니다.
용융 및 주입 : 합금 잉곳은 용광로로 충전되고 녹고 다이 캐스팅 기계의 샷 슬리브에 고정됩니다. 그런 다음 액체 금속을 다이 삽입물로 신속하게 강제하기 위해 플런저로 압력을 적용합니다.
냉각 및 응고 :이 액체 금속을 가능한 빨리 식히고 다이 블록에서 굳어지며, 이는 금형 내부의 중공 공동의 모양으로 미리 결정됩니다.
방출 : 때때로, 부품이 냉각되고 고형화 된 후에 다이 반쪽이 열리고, 주사기 부분은 이젝터 핀을 사용하여 공동에서 배출됩니다.
5. 트리밍 및 마무리 . 생성 된 부분은 과도한 금속 (플래시)에서 절단되며 가공, 표면 처리 또는 페인팅과 같은 다른 2 차 마감 공정이 적용됩니다.
주조 결함이란 무엇입니까?
공정 고압 다이 캐스팅 (HPDC)은 제조 결함이 없으며, 이는 공정, 다이의 설계 또는 사용 된 재료의 부적절한 제어의 결과 일 수 있습니다. HPDC와 관련된 이러한 일반적인 제조 결함 중 일부에는 가스 다공성, 수축 다공성, 포함, 냉간 폐쇄, 납땜, 물집 및 흐름 마크가 포함됩니다. 이러한 종류의 결함은 종종 기계적 특성이 낮아지고 표면 마감이 잘못되며 캐스팅 된 부품의 조기 실패가 발생합니다. 다음 섹션에서는 이러한 일반적인 HPDC 결함이 자세히 정교화되며, 제조업체가 품질 다이 캐스트 구성 요소를 생산할 수 있도록 원인과 예방 및 탐지 조치에 대해 논의 할 것입니다.
HPDC의 제조 결함 유형
다이 캐스팅 제조의 다공성
다공성은 종종 다이 캐스트 부품이라고하는 구성 요소 내에 존재하는 작은 개구부 또는 공간의 존재 정도로 설명됩니다. 이러한 공극은 해당 구조의 구조적 건전성을 손상시켜 현재 구성 요소의 강도 및 밀봉 능력을 감소시킬 수 있습니다. 압력 다이 캐스팅 (PDC) 기술에는 주로 두 가지 형태의 다공성 결함이 있습니다.
가스 다공성
공기 또는 가스가 주사되는 동안 액체 금속에 포획 될 때 발생하므로 둥근 또는 구형 구멍이 형성됩니다.
통풍구의 설계와 주입 매개 변수를 최적화하여 개선 할 수 있습니다.
또한 곰팡이, 그리스 또는 오일없이 곰팡이 표면을 깨끗하고 건조하게 유지하면 가스 다공성 기형을 줄이는 데 도움이됩니다.
수축 다공성
응고 과정에서 발생하는 금속의 수축으로 인해, 스펀지 공극으로 알려진 불규칙한 형식 구멍은 일반적으로 캐스트의 더 두꺼운 부분에 대해 나타납니다.
게이트 및 라이저 시스템을 개선하고 냉각 속도를 조절함으로써이를 줄일 수 있습니다.
CAE를 사용하여 열 균형 및 균일 한 벽 두께를 위해 다이 캐스트 부품을 수정할 때 싱크 마크 문제를 해결하고 수축 기공을 피해야합니다.
다이 캐스팅 제조의 포함
포함은 다이 캐스팅 과정에 갇히게되는 외부 물질이며, HPDC주기 동안 형성된다. 이 물질은 성격에 따라 금속 및 비금속 내포물로 분류됩니다.
금속 포함
일반적으로 산화물, 금속 간 합금 및 기타 금속으로 구성
녹은 금속, 다이 윤활유 또는 기계 조각으로 인해 발생합니다.
용융 준비, 여과 및 기계 유지 보수가 잘 수행되면 금속성 포함을 피할 수 있습니다.
비금속 포함
여기에는 세라믹 먼지, 모래 또는 외부 물질이 포함될 수 있습니다.
일반적으로 오염되지 않은 재료의 사용 또는 치명적인 관리로 인해 나타납니다.
비금속 포함은 원자재의 품질 보증과 다이 세척 과정의 청결에 의해 피할 수 있습니다.
| 포함 | 구성 | 소스 | 방지 방법 |
| 금속성 | 산화물, 금속 간, 금속 입자 | 용융 금속, 다이 코팅, 기계 부품 | 용융 준비, 여과, 기계 유지 보수 |
| 비금속 | 세라믹 입자, 모래, 외국 물질 | 오염 된 원자재, 부적절한 취급 | 원료의 엄격한 품질 관리, 깨끗한 다이 캐스팅 환경 |
다이 캐스팅 제조업에서 차가운 폐쇄
콜드 셧은 다이 캐스트 부품에서 선형 발생하는 불연속으로 관찰됩니다. 다이 캐스트 부분에서 두 개의 금속 흐름이 다이에서 고압의 적용을 포함하는 다양한 금속 다이 캐스팅 공정 동안 완전히 결합되지 않는다. 이러한 실패는 HPDC 제조에서 큰 문제를 일으켜 제품 강도와 캐스팅 된 제품의 표면 마감에 악영향을 미칩니다.
감기의 원인이 닫힙니다
다이 캐스팅에서 가장 중요한 콜드 셧 형성은 여러 가지 요인에 기인 할 수 있으며, 이는 서로 관련이 있습니다.
용융 금속의 온도는 충분히 높지 않고 매우 빠르게 굳어집니다.
주입 속도는 충분히 높지 않아 금속 흐름이 잘못되었습니다.
게이팅 시스템은 부족하여 구멍의 채우기가 고르지 않습니다.
통풍구가 제대로 배치되어 갇힌 공기 주머니가 있습니다.
다이 캐비티는 전체에 균일 한 온도가 없습니다.
주입 단계 동안 주입 압력 파라미터가 올바르게 설정되지 않았습니다.
제품 품질에 미치는 영향
콜드의 존재는 다이 캐스트 구성 요소 성능에 크게 영향을 미칩니다.
융합 부족으로 인한 기계적 특성의 상당한 약화
균열 경향이 높아 외부 하중에 대한 저항이 낮아짐
제품의 외관과 유용성을 손상시키는 부족한 표면 품질
다이의 주요 구성 요소에서 압력 누출 증가
완전한 시스템의 실패 위험 및 구성 요소의 수명 증가
구성 요소의 서비스 조건에서, 특정 고장 영역은 하중 곰 아래로 보입니다.
다이 캐스팅 제조의 플래시
고압 다이 캐스팅의 플래시 형성은 주입 단계 동안 다이의 두 절반 사이의 여분의 금속 오버플로 형태로 발생합니다. 고압 다이 캐스팅을 통해 만들어진 다이 캐스팅에서 자주 발견되는이 결함은 치수에 영향을 줄뿐만 아니라 마무리 공정에 추가 비용이 발생하고 다이 저항성이 단축됩니다.
플래시 형성의 이유
다이의 표면이 마모되거나 손상되고 이별 라인을 따라 올바르게 일치하지 않을 때, 이는 종종 주입 압력 하에서 다이의 접시를 초래하는 낮은 클램핑 압력으로 플래시의 존재를 유발할 수 있습니다. 이 시나리오는 주입 압력이 너무 높아서 다이 클로저 시스템이 실패하거나 휘파람에 의해 영향을받는 경우 이별 라인이 손상 될 때 악화됩니다. 정렬되지 않은 다이 부품, 사용 중 긁히는 다이 캐비티의 표면 및 다이 삽입에 대한 강화 갈비가 부족하면 압력이 적용될 때 과도한 굽힘으로 이어질 수 있습니다.
플래시를 최소화하는 방법
정기적 인 다이 유지 보수 및 수리
적절한 클램핑 력 보장
주입 매개 변수 최적화
다이 디자인에 플래시 트랩을 통합합니다
다이 캐스팅 제조의 흐름 마크
흐름 마크는 무엇입니까?
흐름 마크는 특히 게이트 부분 근처와 금속 흐름 섹션 근처의 다이 주물 표면의 특정 물결 또는 나선형 패턴에서 볼 수 있습니다. 표면의 이러한 결함은 고정화 선을 따르는 고르지 않은 패턴을 유발하며 얇은 벽 영역과 주입 지점에서 멀리 떨어진 영역에서 매우 두드러집니다. 알루미늄 압력 다이 주조에서 이러한 표면은 일반적으로 평행선을 생성하며, 이는 표면 마감의 주요 단점과 치수 정밀도의 주요 단점 역할을합니다.
흐름 마크에 기여하는 요인
금속 온도의 변화는 유량 자국 형성에서 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 이러한 경우, 과열로 인한 점도 변화, 공동은 여전히 용융 금속으로 채워져 있지만, 흐름이 방해되고 표면 불연속이 발생합니다. 주입 속도의 사소한 차이, 특히 얇은 벽 섹션에서는 금속이 불규칙하게 흐를 수있게함으로써 유량 마크 현상을 악화시킵니다. 이것은 또한 다음과 같은 많은 측면과 관련이 있습니다.
캐비티의 효과적인 충전에 필요한 범위보다 낮은 금속 온도
과도한 전단 및 결과 흐름 난기류를 유발하는 게이트 속도
통풍이 부족하여 재료 흐름에 대한 저항력과 공정의 일반적인 파괴
바람직하지 않은 흐름 패턴과 고화로 이어지는 불균일 한 다이 냉각
벽의 두께의 변화는 용융 금속의 속도의 갑작스런 증가 또는 감소가 필요합니다.
금속의 불균일 한 게이트의 비효율적 인 위치
물집은 주조 제조를 다이다
다이 캐스트 표면에서 발견되는 물집 결함은 주조 후 발생하는 측지 형태의 표면 결함입니다. 흐름 마크 또는 다공성과 달리, 이들 결함은 열처리 또는 서비스 중에도 발달 할 수있다.
물집의 원인
다이에서 물집 형성을 주로 캐스팅하는 것은 주로 고형화 동안 갇힌 가스에서 나온다. 가스 포켓은 공동에 주입 된 금속의 산화로 인해 나중에 열로 변합니다. 주조 응고의 용이성을 돕기위한 윤활제 도이 단계에서 가스가됩니다. 다이-화학 분해 생성물의 부적절한 제거, 캐비티의 다이 포켓에서의 수분, 다이 스프레이의 과다 사용 및 캐비티를 채우는 동안 금속의 산화는 모두이 결함을 유발하는 주요 요인 중 하나입니다. 이러한 문제의 발생은 일반적으로 열 노출 동안 가스 생성과 추가 다공성이 증가하기 때문에 다이 표면 온도가 상승하는 경우 일반적으로 더 나쁩니다.
예방 기술
이와 관련하여 물집 위험 관리는 적절한 다이 온도 및 윤활 시스템 관리를 수반합니다. 제어 된 커버리지가있는 자동화 된 다이 스프레이 시스템을 사용하면 윤활제가 가스 생성없이 다이 온도를 관리하지 않고 균일하게 적용 할 수 있습니다. 다이 캐비티 환기 유지 보수 표면 세정 측정 및 인클로저 형상 설계로 강화 된 다이 캐비티 환기 유지 보수는 충전 부문 난기류 및 가스 포획 효과를 상당히 최소화합니다.
오용은 캐스팅 제조를 다이다
금형 공동의 불완전한 충전
잘못된 금속에 의한 다이 캐비티의 불완전한 충전으로 인한 결함 또는 오해 결함은 오해 또는 잘못된 결함은 다이 캐비티의 불완전한 충전으로 인한 결함으로 정의됩니다. 이러한 결함은 누락되거나 완전히 형성되지 않은 기능으로 특징 지어지는 부분에서 발생합니다. 이 주조 결함은 일반적으로 전체 공동을 채우기 전에 금속이 이미 고형화 된 게이트에서 가장 얇은 단면 주물 및 다이 영역에 제한됩니다. 오해 효과는 부품의 치수 부정확성에만 국한된 것이 아닙니다. 그들은 종종 기계적 특성과 다이 주물의 표면 품질을 망칩니다.
오해에 대한 치료법
오해 결함을 다루는 것은 금속 흐름과 온도 제어에 대한 집중된 관심사가 필요한 문제입니다. 다이 및 금속 온도는 공정 범위에서 적용 범위에 최적으로 유지되어야하며 게이트 위치는 흐름 패턴을 향상시키기 위해 적절하게 위치해야합니다. 수정 된 주입 속도 및 벽 두께 변화가 변화하면서 귀찮은 영역에서의 환기 증가는 공동의 충전이 만족스럽게 달성 될 수 있도록합니다. 공정 중에 위치 조정 및 제어는 캐스팅 프로세스의 성능을 향상시키고 고압 다이 캐스팅 다이의 오해 결함을 최소화하기 위해 수행됩니다.
주조 과정에서 제조 결함에 기여하는 요인
고압 다이 캐스팅 과정에서 제조 결함의 형성은 다양한 요소에 기인 할 수 있습니다. 이러한 요소를 이해하고 제대로 해결하면 다이 캐스팅 제조업체는 결함을 효과적으로 제거하고 주조의 일반적인 품질을 향상시킬 수 있습니다. HPDC의 제조 결함과 관련된 중요한 요소 중 일부는 아래에 설명되어 있습니다.
부적절한 다이 디자인
캐스팅 다이 제조는 최종 캐스트의 품질에 관한 한 매우 중요합니다. 잘못 디자인 된 다이는 다음과 같은 다수의 캐스팅 결함을 초래합니다.
다이 구성과 관련하여 오작동을 피하기 위해 생산자는 다음을 수행하는 것이 좋습니다.
게이팅 또는 러너 시스템의 적절한 설계를 사용하여 금속이 흐르고 공기를 효율적으로 탈출 할 수 있도록하십시오.
가스의 탈출을 허용하기 위해 사출 성형을 수행 할 때 배출을위한 조항도 제공되어야합니다.
다이 디자인 시뮬레이션을 다이 디자인에 적용하고 다이 생산이 시작되기 전에 우려되는 영역을 캡처하십시오.
잘못된 프로세스 매개 변수
HPDC 프로세스의 성공은 올바른 프로세스 매개 변수를 유지하는 데 크게 의존합니다. 최적의 설정과의 편차는 다양한 제조 결함을 초래할 수 있습니다. 주요 프로세스 매개 변수는 다음과 같습니다.
용융 온도 : 너무 낮 으면 차가운 닫히고 오용을 유발할 수 있습니다. 너무 높으면 가스 다공성으로 이어질 수 있으며 납땜을 죽일 수 있습니다.
주입 압력 및 속도 : 압력이나 속도가 불충분하면 불완전한 충전 및 오해가 발생하면 과도한 압력이 플래시와 다이 마모를 유발할 수 있습니다.
냉각 속도 : 고르지 않거나 부적절한 냉각은 수축 다공성과 뒤틀림으로 이어질 수 있습니다.
잘못된 공정 매개 변수로 인한 결함을 최소화하려면 제조업체는 다음과 같습니다.
합금, 부품 형상 및 다이 디자인을 기반으로 최적의 프로세스 설정을 설정하고 유지합니다.
센서 및 자동화 시스템을 사용하여 프로세스 매개 변수를 정기적으로 모니터링하고 제어합니다.
일관성을 보장하기 위해 주기적 감사를 수행하고 필요에 따라 매개 변수를 조정하십시오.
금속 구성 및 품질
다이 캐스팅 금속 합금의 조합과 품질은 산업 결함의 원인과 관련이 있습니다. 다이 캐스팅에 대한 이러한 문제 문제는 다음을 포함하는 금속의 구성 및 품질과 관련된 문제입니다.
불순물 : 주조 금속에 존재하는 외래 재료는 코어, 포함 또는 금속의 열악한 구조를 형성 할 수 있습니다.
조성 변화 : 합금 조성의 극도로 변화하면 예측할 수없는 수축 특성이 발생하고 재료의 내부 흐름도 수정할 수 있습니다.
수소 함량 : 가스 다공성은 용융 금속 내의 수소 농도의 증가로 인해 발생할 수 있습니다.
금속 구성 및 품질 문제를 완화하기 위해 다음 단계는 제조업체에게 권장됩니다.
인식되고 신뢰할 수있는 출처에서 원료를 얻습니다.
수신 된 재료 및 조성물을 검사하여 엄격한 품질 보증 시스템을 설치하십시오.
금속을 정화하고 수소 함량을 변화시키기 위해 플럭싱에 의한 탈기와 같은 금속에 용융 처리를 적용하십시오.
다이 캐스팅 장비의 부적절한 유지 보수
다이 캐스팅 기계의 적시 관리는 품질 주물의 일관된 생산에서 매우 중요합니다. 관리하지 않으면 일부 건물 결함이 발생할 수 있습니다.
플래시 : 마모 된 다이의 표면은 일부 금속이 다이의 두 반쪽 사이에 있기 때문에 플래시를 유발합니다.
납땜 : 다이는 또한 윤활유가 충분하지 않거나 다이의 냉각으로 인해 다이 표면에 액체 금속이 붙어있는 곳에 납땜 될 수 있습니다.
치수 부정확성 : 부품 치수는 구성 요소 마모 또는 오정렬로 인해 동일하지 않을 수 있습니다.
장비 유지 보수와 관련된 결함의 영향을 제거하거나 최소화하기 위해 회사는 다음과 같습니다.
모든 다이 캐스팅 기계에 대한 체계적인 예방 유지 보수 일정을 수행하십시오.
코어, 인서트 및 기타 착용 부품의 마모 또는 손상을 부지런히 점검하고 필요한 경우 복원 작업을 수행하십시오.
납땜 및 과도한 손상으로부터 보호하기 위해 다이 표면의 내부 및 외부 냉각 및 윤활을 제어하십시오.
결론
결론적으로, 다공성, 포함, 콜드 셧, 플래시, 흐름 마크, 물집 및 오용과 같은 고압 다이 캐스팅에서 일반적인 제조 결함을 이해하고 해결하는 것은 고품질 부품을 생산하는 데 중요합니다. 부적절한 다이 설계, 잘못된 공정 매개 변수, 금속 구성 및 품질 문제, 다이 캐스팅 장비의 부적절한 유지 보수를 포함하는 이러한 결함의 원인을 식별함으로써 제조업체는 목표 예방 및 제어 조치를 구현할 수 있습니다. 결함을 최소화하면 제품의 품질과 성능을 향상시킬뿐만 아니라 고객 만족도와 충성도를 향상시킵니다.
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다이 캐스팅 결함에 대한 FAQ
고압 다이 캐스팅에서 가장 일반적인 결함은 무엇입니까?
다공성, 차가운 닫기, 불완전한 및 표면 결함과 같은 표면 결함은 고압 다이 캐스팅에서 가장 흔한 놀라운 결함입니다. 이러한 결함은 온도 제어 또는 건강과 같은 충분한 피로없이 주조 과정 외부의 일부 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
다이 캐스팅 과정에서 다공성 결함을 어떻게 제어합니까?
다이 캐스팅의 다공성 결함은 다이의 적절한 통풍으로 일관된 용융 온도를 유지하고 주입 속도를 제어함으로써 피할 수 있습니다. 또한, 오른쪽 합금을 사용해야하며, 금속을 금형으로 뿌려 놓는 난기류는 마진 확산을 줄여야합니다.
고압 다이 캐스팅에서 차가운 닫기의 이유는 무엇입니까?
프로파일을 채우는 데 사용되는 용융 금속 스트림이 완전히 결합되지 않을 때 고압 다이 캐스팅에서 콜드 셧이 관찰됩니다. 이것은 용융 온도가 낮거나 주입 속도가 좋지 않거나 다이의 과도한 냉각으로 인해 발생할 수 있습니다.
물집 및 흐름 마크와 같은 표면 결함은 다이 주물에 어떤 영향을 미칩니 까?
물집 및 흐름 마크와 같은 표면 결함은 다이 캐스트 부품의 미학뿐만 아니라 모양 정밀 및 물리적 특성에도 영향을 미칩니다. 이러한 결함은 필요한 품질을 달성하기 위해 추가 마무리 (예 : 연마 또는 연삭)에서 추가 비용이 발생할 수 있습니다.
HPDC의 주조 결함을 최소화하는 데 도움이되는 주요 매개 변수 모니터링은 무엇입니까?
공정 파라미터가 다이 온도, 용융 온도, 주입 속도 및 환기가 잘 제어되면 고압 다이 캐스팅의 주조 결함을 최소화 할 수 있습니다. 다이 캐스팅 머신을 양호한 작업 순서로 유지하고 우수한 품질의 합금을 사용하면 결함 감소에 도움이됩니다.
