제조 영역에서 단일 캐스팅 다이는 다양한 금속 부품을 형성하는 데 중추적 인 역할을합니다. 전용 단일 캐스팅 다이 공급 업체로서, 나는 알루미늄 및 구리 합금으로 작업 할 때 뚜렷한 특성과 요구 사항을 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물은 널리 사용되는 두 개의 합금에 대한 단일 캐스팅 다이의 차이점을 탐구하여 고유 한 특성, 응용 프로그램 및 다이 설계 및 생산과 관련된 고려 사항에 대한 조명을 흘립니다.
재료 특성
알루미늄 및 구리 합금은 근본적으로 다른 재료 특성을 가지고 있으며, 이는 단일 캐스팅 다이의 설계 및 성능에 중대한 영향을 미칩니다.
알루미늄 합금
알루미늄은 저밀도, 고강도 대 중량 비율 및 우수한 부식 저항으로 유명합니다. 이러한 특성은 자동차, 항공 우주 및 소비자 전자 제품과 같은 산업에서 인기있는 선택입니다. 알루미늄 합금을 주조 할 때, 구리 합금에 비해 더 낮은 융점 (약 660 ℃)이 상당한 이점이다. 녹고 쏟아지는 데 필요한 에너지를 줄이고 단일 주조 다이의 열 응력을 줄입니다.
그러나, 알루미늄 합금은 비교적 높은 열 팽창 계수를 갖는다. 이것은 캐스팅 과정에서 용융 알루미늄이 냉각되고 굳어지면서 더 중요한 차원 변화를 겪는다는 것을 의미합니다. 다이 디자이너는 최종 캐스트 부분이 필요한 치수 정확도를 충족시키기 위해이 확장 및 수축을 설명해야합니다.
구리 합금
반면에 구리 합금은 높은 전기 및 열전도율, 우수한 기계적 강도 및 우수한 내마모성으로 평가됩니다. 일반적으로 전기 부품, 배관 설비 및 고성능 기계 부품에 일반적으로 사용됩니다. 구리 합금은 일반적으로 1083 ℃ 내지 1190 ℃ 범위의 알루미늄 합금보다 훨씬 높은 융점을 갖는다. 이 높은 융점은 내열성 및 열 안정성 측면에서 단일 주조 다이에 대한 요구를 더합니다.
구리 합금은 또한 알루미늄에 비해 열 팽창 계수가 낮습니다. 이것은 응고하는 동안 치수 변화와 관련된 다이 설계의 일부 측면을 단순화 할 수 있지만, 주조 중 고온 환경은 다이에 더 많은 열 - 저항성 재료를 사용해야합니다.
다이 재료 선택
다이 재료의 선택은 알루미늄과 구리 합금의 성공적인 캐스팅에 중요합니다. 다른 다이 재료는 각 합금의 특정 요구 사항에 따라 선택됩니다.
알루미늄 합금 용
알루미늄 합금의 주조 온도가 상대적으로 낮기 때문에 열전도도가 우수하고 중간 정도의 내열성을 갖는 다이 재료가 사용될 수 있습니다. 알루미늄 주조를위한 일반적인 다이 재료에는 H13 공구강이 포함됩니다. H13 강철은 우수한 열 피로 저항을 가지고 있으며, 이는 주조 과정에서 다이가 반복적으로 가열되고 냉각되므로 중요합니다. 또한 흐르는 용융 알루미늄에 의해 생성 된 연마력을 견딜 수 있습니다.
또 다른 옵션은 니켈 - 기반 합금입니다. 이 합금은 좋은 부식성을 제공하며, 이는 시간이 지남에 따라 다이의 부식을 일으킬 수있는 요소를 포함 할 수있는 알루미늄 합금을 주조 할 때 유리합니다.
구리 합금의 경우
구리 합금의 높은 주조 온도를 고려할 때, 우수한 내열성을 가진 다이 재료가 필수적입니다. 텅스텐 - 기반 합금 및 일부 높은 니켈 합금이 종종 사용됩니다. 텅스텐은 매우 높은 융점과 우수한 열 - 내성 특성을 가지고 있습니다. 상당한 변형없이 구리 합금 주조의 고온 환경을 견딜 수 있습니다.
또한, 일부 세라믹 재료는 구리 합금을 주조하기 위해 탐색되고있다. 세라믹은 내열성이 높고 화학적 안정성을 가지고 있지만 복잡한 다이 모양으로 가공하기가 부서지기 어려울 수 있습니다.
다이 디자인 고려 사항
단일 주조의 설계 알루미늄 및 구리 합금의 디자인은 각 합금의 독특한 특성을 수용하기 위해 크게 다릅니다.
게이팅 및 라이저 디자인
알루미늄 합금 주조에서 게이팅 및 라이저 시스템은 난기류를 최소화하면서 다이 캐비티의 부드럽고 충전되도록 설계되었습니다. 용융 될 때 알루미늄은 점도가 상대적으로 낮기 때문에 게이팅 시스템은 더 작은 크로스 섹션 영역으로 설계 될 수 있습니다. 라이저는 고정기 동안 수축을 보상하기 위해 추가 용융 금속을 공급하는 데 사용됩니다. 알루미늄의 열 팽창이 더 크기 때문에 적절한 공급을 보장하기 위해 라이저 크기와 위치를 신중하게 계산해야합니다.
구리 합금 주조의 경우 게이팅 시스템은 더 높은 점도 용융 금속을 처리하도록 설계되어야합니다. 더 큰 교차 - 단면 영역은 종종 적절한 흐름을 보장하기 위해 필요합니다. 라이저 설계는 또한 구리 합금의 느린 응고율을 설명해야합니다. 구리 합금은 열 팽창이 낮기 때문에, 고정기 동안 생성 된 공극을 채울 수있는 충분한 용융 금속을 제공하는 데 더 중점을 둡니다.
냉각 시스템 설계
냉각은 두 합금 모두에게 다이 디자인의 중요한 측면입니다. 알루미늄 합금 캐스팅에서 우물 - 설계된 냉각 시스템은 응고 속도를 제어하고 핫스팟의 위험을 줄이는 데 도움이됩니다. 이것은 캐스트 부분의 표면 마감 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 냉각 채널은 일반적으로 열을 효율적으로 제거하기 위해 다이 캐비티에 가깝게 배치됩니다.
구리 합금 주조의 경우, 냉각 시스템은 높은 주조 온도로 인해 훨씬 더 중요합니다. 냉각 채널은 다이의 과열을 방지하기 위해 열을 빠르고 균일하게 제거하도록 설계되어야합니다. 또한 냉각 채널의 재료에 특별한주의를 기울여 고온 환경을 견딜 수 있도록합니다.
캐스팅 과정
알루미늄 및 구리 합금의 주조 과정은 단일 주조 다이를 사용할 때 약간의 차이가 있습니다.
알루미늄 합금 주조
알루미늄 합금의 가장 일반적인 주조 과정은 다이 캐스팅입니다. 다이 주조에서, 용융 알루미늄은 고압 하에서 단일 주조 다이에 주입된다. 이 프로세스를 사용하면 높은 차원 정확도와 우수한 표면 마감을 가진 복잡한 모양의 부품을 생산할 수 있습니다. 알루미늄의 비교적 낮은 융점은 고속 다이 캐스팅 작업에 적합합니다.
중력 주조는 알루미늄 합금, 특히 더 크고 덜 복잡한 부분의 또 다른 옵션입니다. 중력 주조에서, 용융 알루미늄은 중력에 의해 다이 캐비티에 부어 간단하고 비용이 많이 드는 방법입니다.
구리 합금 주조
구리 합금은 종종 모래 주조 또는 투자 캐스팅을 사용하여 캐스트됩니다. 모래 주조는 비교적 단순한 형상이있는 구리 합금 부품의 대규모 스케일 생산에 적합합니다. 구리 합금의 높은 온도 주조 요구 사항을 수용 할 수있는보다 유연한 공정입니다.
투자 캐스팅은 복잡한 모양의 높은 정밀 구리 합금 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 이 과정에는 왁스 패턴을 생성하고 세라믹 쉘로 코팅 한 다음 용융 구리 합금을 쉘에 붓기 전에 왁스를 녹이는 것이 포함됩니다.
응용 프로그램 및 시장 수요
알루미늄 및 구리 합금에 대한 단일 주조의 응용은 각 합금의 고유 한 특성과 해당 제품에 대한 시장 수요에 의해 구동됩니다.
알루미늄 합금
자동차 산업은 알루미늄 캐스트 부품의 주요 소비자입니다. 연료 효율을 향상시키기위한 경량 차량에 대한 수요가 증가함에 따라 알루미늄 합금의 단일 주조 다이는 엔진 블록, 변속기 케이스 및 구조 구성 요소를 생산하는 데 사용됩니다. 항공 우주 산업은 또한 높은 강도 대 중량 비율을 위해 알루미늄 주물에 크게 의존합니다.
소비자 전자 시장에서는 알루미늄 캐스트 부품이 스마트 폰, 랩톱 및 기타 장치의 하우징에 사용됩니다.
구리 합금
전기 산업은 구리 합금 주물의 가장 큰 소비자입니다. 구리 합금의 단일 주조 다이는 전기 커넥터, 버스 바 및 모터 구성 요소를 생산하는 데 사용됩니다. 배관 산업은 또한 부식성 및 내구성으로 인해 수도꼭지, 밸브 및 파이프 피팅에 구리 합금 주물을 사용합니다.
결론
결론적으로, 알루미늄 및 구리 합금의 단일 주조 죽은 재료 특성, 다이 재료 선택, 다이 설계, 주조 공정 및 응용 측면에서 유의 한 차이가 있습니다. 단일 캐스팅 다이 공급 업체로서, 이러한 차이를 이해하는 것은 각 합금의 특정 요구 사항을 충족하는 높은 품질의 다이를 제공하는 데 필수적입니다.
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참조
- Campbell, J. (2003). 주조. 버터 워스 - 하이네만.
- Flemings, MC (1974). 응고 처리. 맥그로 - 힐.
- 금속 핸드북 : 캐스팅 (15 권). ASM 국제.
