재료 성형 방법은 부품 설계의 중요한 내용일 뿐만 아니라 제조업체의 큰 관심 사항이자 재료 가공 과정의 핵심 요소이기도 합니다. 오늘 Xiaobian은 금속 재료의 다양한 성형 공정을 소개합니다.
1、 캐스팅
부품의 모양과 크기에 맞는 금형 캐비티에 액체 금속을 붓고 냉각 및 응고되어 블랭크나 부품을 얻는 생산 방법을 일반적으로 금속 액체 성형 또는 주조라고 합니다.
공정 흐름: 액체 금속 → 금형 충전 → 응고 수축 → 주조.
프로세스 특징 :
1. 임의의 복잡한 형상, 특히 내부 공동 형상이 복잡한 제품을 생산할 수 있습니다.
2. 강력한 적응성, 무제한의 합금 유형 및 거의 무제한의 주조 크기.
3. 광범위한 재료 공급원, 폐기물 재용해 및 낮은 장비 투자.
4. 높은 스크랩 비율, 낮은 표면 품질 및 열악한 작업 조건.
주조 분류:
(1) 모래 주조
모래 주조(Sand casting): 모래 주형에서 주물을 생산하는 주조 방법입니다. 강철, 철 및 대부분의 비철 합금 주물은 사형 주조를 통해 얻을 수 있습니다.
기술 과정 :
기술 기능 :
1. 특히 내부 공동이 복잡한 복잡한 모양의 블랭크를 만드는 데 적합합니다.
2. 넓은 적응성과 저렴한 비용;
3. 주철과 같이 가소성이 낮은 일부 재료의 경우 모래 주조는 부품이나 블랭크를 제조하는 유일한 성형 공정입니다.
응용 분야: 자동차 엔진 실린더 블록, 실린더 헤드, 크랭크샤프트 및 기타 주물
(2) 투자 주조
인베스트먼트 주조: 일반적으로 패턴이 가용성 재료로 만들어지고 패턴 표면에 여러 층의 내화물로 코팅되어 몰드 쉘을 만든 다음 패턴이 몰드 쉘에서 녹는 주조 방식을 말합니다. 고온 로스팅 후 모래로 채워질 수 있는 분리된 표면이 없는 주형을 얻기 위해. 흔히 “분실된 왁스 주조”라고 불립니다.
프로세스 특징 :
이점:
1. 다이캐스팅 중에 금속 액체는 높은 압력과 빠른 유속을 견뎌냅니다.
2. 좋은 제품 품질, 안정적인 크기 및 좋은 호환성;
3. 높은 생산 효율과 다이 캐스팅 다이의 여러 번 사용;
4. 대량 생산에 적합하며 경제적 이점이 좋습니다.
단점 :
1. 주물은 작은 기공과 수축 기공이 발생하기 쉽습니다.
2. 다이캐스팅은 가소성이 낮고 충격 하중 및 진동 작업에 적합하지 않습니다.
3. 복잡한 외관의 주물을 주조할 수 있으며 주조 합금은 제한되지 않습니다.
단점: 공정이 복잡하고 비용이 높음
적용 분야: 터빈 엔진 블레이드와 같이 형상이 복잡하고 정밀도가 높거나 가공이 어려운 소형 부품을 생산하는 데 적합합니다.
(3) 다이캐스팅
다이캐스팅: 고압을 사용하여 액체 금속을 정밀 금형 캐비티에 고속으로 누르고 액체 금속을 압력 하에서 냉각 및 응고시켜 주조물을 형성합니다.
프로세스 특징 :
이점:
1. 다이캐스팅 중에 금속 액체는 높은 압력과 빠른 유속을 견뎌냅니다.
2. 좋은 제품 품질, 안정적인 크기 및 좋은 호환성;
3. 높은 생산 효율과 다이 캐스팅 다이의 여러 번 사용;
4. 대량 생산에 적합하며 경제적 이점이 좋습니다.
단점 :
1. 주물은 작은 기공과 수축 기공이 발생하기 쉽습니다.
2. 다이캐스팅은 가소성이 낮고 충격 하중 및 진동 작업에 적합하지 않습니다.
3. 고융점 합금 다이캐스팅 중에는 금형의 수명이 짧아 다이캐스팅 생산 확대에 영향을 미칩니다.
응용 분야: 다이캐스팅은 처음에는 자동차 산업과 계측 산업에서 사용되었으며 점차 농업 기계, 공작 기계 산업, 전자 산업, 국방 산업, 컴퓨터, 의료 장비, 시계, 카메라 및 생활 하드웨어 등 다양한 산업으로 확대되었습니다.
(4) 저압 주조
저압 주조 : 저압 (0.02 ~ 0.06mpa)의 작용으로 액체 금속을 금형에 채우고 압력을 가하여 결정화하여 주조물을 형성하는 방법을 말합니다.
기술 과정 :
기술 기능 :
1. 붓는 동안의 압력과 속도를 조정할 수 있으므로 다양한 주조 금형 (금형, 모래 금형 등), 다양한 합금 및 다양한 크기의 주조물에 적용할 수 있습니다.
2. 바닥 사출 금형 충전이 채택되고 액체 금속 금형 충전이 안정적이고 비말이 없어 가스의 개입과 금형 벽 및 코어의 수색을 방지하고 주조의 적격 비율을 향상시킬 수 있습니다.
3. 주조물은 압력 하에서 결정화되며, 조밀한 구조, 명확한 윤곽, 매끄러운 표면 및 높은 기계적 특성을 가지며, 이는 크고 얇은 벽 부품의 주조에 특히 유리합니다.
4. 공급 라이저가 생략되고 금속 이용률이 90~98%로 증가됩니다.
5. 낮은 노동 강도, 좋은 작업 조건, 간단한 장비, 기계화 및 자동화를 실현하기 쉽습니다.
응용 분야: 주로 전통적인 제품(실린더 헤드, 휠 허브, 실린더 프레임 등).
(5) 원심주조
원심주조(centrifugal casting) : 회전하는 주형에 액체금속을 붓고 원심력의 작용으로 주형에 채워 응고시키는 주조법.
기술 과정 :
공정 특성
이점:
1. 게이팅 시스템과 라이저 시스템의 금속 소비가 거의 없으므로 공정 수율이 향상됩니다.
2. 중공 주물 생산에는 코어를 사용할 수 없으므로 긴 관형 주물 생산에서 금속 충전 용량을 크게 향상시킬 수 있습니다.
3. 주조품은 밀도가 높고 기공 및 슬래그 혼입과 같은 결함이 적으며 기계적 특성이 높습니다.
4. 배럴 및 슬리브 복합 금속 주물을 제조하는 것이 편리합니다.
단점 :
1. 특수 형상의 주물을 생산하는 데에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
2. 주조품의 내부 구멍 직경이 정확하지 않고 내부 구멍 표면이 거칠고 품질이 좋지 않으며 가공 공차가 큽니다.
3. 주물은 비중분리 현상이 발생하기 쉽습니다.
어플리케이션:
원심 주조는 주조 파이프를 생산하는 데 처음으로 사용되었습니다. 원심 주조 기술은 국내외 야금, 광업, 운송, 배수 및 관개 기계, 항공, 국방, 자동차 및 기타 산업에서 철강, 철 및 비철 탄소 합금 주조물을 생산하는 데 사용됩니다. 그 중 내연기관의 원심 주철관, 실린더 라이너, 샤프트 슬리브 등의 주물 생산이 가장 일반적입니다.
(6) 중력 다이캐스팅
금속주형주조(Metal Mold Casting) : 중력의 작용으로 액체금속을 금속주형에 채우고, 주형 내에서 냉각·고화시켜 주물을 얻는 성형방법을 말한다.
기술 과정 :
공정 특성
이점:
1. 금형의 열전도율과 열용량이 크고 냉각 속도가 빠르고 주조 구조가 조밀하며 기계적 성질이 사형 주조보다 약 15% 높습니다.
2. 치수 정밀도가 높고 표면 거칠기가 낮은 주물을 얻을 수 있으며 품질 안정성이 좋습니다.
3. 모래 코어는 사용되지 않거나 거의 사용되지 않기 때문에 환경을 개선하고 먼지와 유해 가스를 줄이며 노동 강도를 줄일 수 있습니다.
단점 :
1. 금형 자체에는 공기 투과성이 없으므로 금형 캐비티의 공기와 모래 코어에서 생성된 가스를 내보내려면 특정 조치를 취해야 합니다.
2. 금형은 양보가 없으며 주조물이 응고되면 균열이 발생하기 쉽습니다.
3. 금형의 제조주기가 길고 비용이 높습니다. 따라서 대량생산을 통해서만 좋은 경제적 성과를 낼 수 있다.
용도: 금형 주조는 알루미늄 합금, 마그네슘 합금과 같은 복잡한 형상의 비철 합금 주조품의 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라 철 및 강철 금속 주조물과 잉곳의 생산에도 적합합니다.
(7) 진공 주조
진공 주조: 다이 캐스팅 공정 중에 다이 캐비티의 가스를 펌핑하여 다이 캐스팅의 기공 및 용존 가스를 제거하거나 크게 줄여 다이의 기계적 특성과 표면 품질을 향상시키는 고급 다이 캐스팅 공정입니다. 주물.
기술 과정 :
공정 특성
이점:
1. 다이캐스팅의 공기 구멍을 제거하거나 줄이고 다이캐스팅의 기계적 특성과 표면 품질을 향상시키며 도금 성능을 향상시킵니다.
2. 금형 캐비티의 배압을 줄이고 비압이 낮고 주조 성능이 좋지 않은 합금을 사용하며 소형 기계로 대형 주조물을 다이캐스팅하는 것이 가능합니다.
3. 충전 조건이 개선되고 더 얇은 주물을 다이캐스트할 수 있습니다.
단점 :
1. 다이 실링 구조가 복잡하고 제작 및 설치가 어렵기 때문에 비용이 많이 든다.
2. 진공 다이캐스팅 방식을 적절하게 제어하지 않으면 효과가 그다지 크지 않습니다.
(8) 스퀴즈 다이캐스팅
스퀴즈 캐스팅(Squeeze casting): 액체 또는 반고체 금속을 고압에서 응고시켜 유동 성형하여 부품이나 블랭크를 직접 얻는 방법입니다. 액체금속의 높은 이용률, 단순화된 공정, 안정적인 품질 등의 장점을 가지고 있습니다. 잠재적인 응용 가능성이 있는 에너지 절약형 금속 성형 기술입니다.
기술 과정 :
직접 압착 주조: 코팅 스프레이, 합금 주입, 금형 폐쇄, 가압, 압력 유지, 압력 완화, 금형 분할, 블랭크 탈형 및 재설정;
간접 압착 주조: 코팅 분사, 금형 폐쇄, 공급, 금형 충전, 가압, 압력 유지, 압력 완화, 분리, 블랭크 탈형 및 재설정.
기술 기능 :
1. 기공, 수축 공동 및 다공성과 같은 내부 결함을 제거할 수 있습니다.
2. 낮은 표면 거칠기와 높은 치수 정확도
3. 주조 균열의 발생을 방지할 수 있습니다.
4. 기계화, 자동화 실현이 편리하다.
용도: 알루미늄 합금, 아연 합금, 구리 합금, 결절성 주철 등과 같은 다양한 유형의 합금을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
(9) 로스트 폼 캐스팅
리얼 몰드 캐스팅(Real Mold Casting)이라고도 알려진 로스트 폼 캐스팅(Lost Foam Casting)은 캐스팅의 크기와 형태에 따라 접착된 왁스나 폼 모델을 모델 클러스터로 결합한 새로운 형태의 주조 방식이다. 내화 코팅을 코팅하고 건조시킨 후 진동 모델링에서 건조한 석영 모래에 묻혀 음압으로 부어 모델을 가스화시키고 액체 금속이 금형 위치를 차지하고 응고 및 냉각되어 새로운 주조 방법을 형성합니다.
공정 흐름 : 사전 발포 → 발포 성형 → 코팅 침지 → 건조 → 모델링 → 붓기 → 모래 적하 → 청소
기술 기능 :
1. 주조는 정밀도가 높고 모래 코어가 없어 처리 시간이 단축됩니다.
2. 분리면이 없고 유연한 디자인과 높은 자유도-
3. 깨끗한 생산, 오염 없음;
4. 투자 및 생산 비용을 절감합니다.
적용 분야: 복잡한 구조, 무제한의 합금 유형 및 생산 배치를 갖춘 다양한 크기의 정밀 주조물을 생산하는 데 적합합니다. 회주철 엔진 박스, 고망간강 엘보우 등
(10) 연속주조
연속 주조: 고급 주조 방법입니다. 그 원리는 쇳물을 주형이라고 불리는 특수한 금속 주형에 지속적으로 붓고, 주물(껍질이 벗겨진)을 응고시킨 후 주형의 반대쪽 끝에서 계속해서 빼내는 것입니다. 어떤 길이나 특정 길이의 주물도 얻을 수 있습니다.
기술 과정 :
기술 기능 :
1. 금속은 급냉되기 때문에 결정이 치밀하고 구조가 균일하며 기계적 성질이 좋다.
2. 금속을 절약하고 수율을 향상시킵니다.
3. 공정이 단순화되고 성형 및 기타 공정이 생략되므로 노동 강도가 감소합니다. 필요한 생산 면적도 크게 줄어듭니다.
4. 연속 주조 생산은 기계화, 자동화를 실현하기 쉽고 생산 효율성을 향상시킵니다.
적용 분야: 연속 주조법은 강철, 철, 구리 합금, 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금(예: 잉곳, 슬래브, 바 블랭크, 파이프 등)과 같은 단면 형상이 변하지 않은 긴 주조물을 주조하는 데 사용할 수 있습니다.