주조불량

Casting defect
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주조결함이란 금속주조공정에서 바람직하지 않은 요철이다.일부 결함은 허용할 수 있지만 다른 결함은 수리할 수 있습니다. 그렇지 않으면 제거해야 합니다.이들은 크게 가스 다공성, 수축 결함, 금형 재료 결함, 주입 금속 결함 및 야금 [1]결함의 5가지 범주로 분류됩니다.

용어.

「결함」과「」의 용어불연속성'은 주조물에 있는 두 개의 구체적이고 분리된 것을 말합니다.결점은 주물 내에서 수정 또는 제거되어야 하는 조건으로 정의되며, 그렇지 않으면 주물을 거부해야 합니다."불완전성"이라고도 하는 불연속성은 "주조의 물리적 연속성에 대한 중단"으로 정의됩니다.따라서 주물이 완벽하지 않지만 여전히 유용하고 공차적인 경우에는 "불연속성"[2]으로 간주해야 합니다.

종류들

여러 가지 원인으로 인해 발생하는 결점의 유형은 다양합니다.특정 결점에 대한 솔루션 중 일부는 다른 [3]결점의 원인이 될 수 있습니다.

모래 주물에서는 다음과 같은 결함이 발생할 수 있습니다.이 중 대부분은 다른 주조 공정에서도 발생합니다.

수축 결함

수축결함은 두꺼운 금속이 응고됨에 따라 표준 공급금속이 수축을 보상할 수 없을 때 발생할 수축을 보상할 수 있습니다.수축 결점은 들쭉날쭉하거나 선형으로 나타납니다.수축 결함은 일반적으로 [4]주물의 코프 부분 또는 드래그 부분에서 발생합니다.수축결함은 개방수축결함과 폐쇄수축결함의 두 가지 유형으로 나눌 수 있다.개방 수축 결함은 대기에 개방되어 있으므로 수축 공동이 형성되면 공기가 이를 보상합니다.외기 결함에는 파이프와 함몰된 표면이라는 두 가지 유형이 있습니다.파이프는 주조물 표면에 형성되어 주조물 안으로 파고드는 반면, 함몰된 표면은 [5]주조물 표면을 가로질러 형성된 얕은 공동입니다.

수축 다공성이라고도 하는 폐쇄 수축 결점은 주조물 내에서 발생하는 결점입니다.고립된 액체 웅덩이는 핫스팟이라고 불리는 응고된 금속 안에 형성됩니다.수축결함은 보통 핫스팟의 상단에서 발생합니다.이들은 핵생성점을 필요로 하므로 불순물 및 용해 가스는 폐쇄 수축 결함을 유발할 수 있습니다.결점은 육안으로 볼 수 있지만, 육안으로 볼 수 없는 [5][6]대각도와 미세각도로 나뉩니다.

가스 다공성

가스 다공성은 주물이 냉각된 후 주물 내부에서 기포가 형성되는 것입니다.이는 대부분의 액체 물질이 다량의 용해 가스를 수용할 수 있지만, 동일한 물질의 고체 형태는 그렇지 못하기 때문에 가스가 [7]냉각될 때 물질 내에 기포가 형성되기 때문입니다.가스 다공성은 다공성이 주물 표면에 나타나거나 모공이 [8]금속 내부에 갇힐 수 있으므로 그 부근의 강도가 저하될 수 있습니다.질소, 산소, 수소는 가스 다공성의 [6]경우 가장 많이 발생하는 기체이다.알루미늄 주물에서는 수소가 다량 용해되어 수소 가스 [9]다공성이 발생할 수 있는 유일한 가스입니다.무게가 몇 kg인 주물의 경우 모공의 크기는 보통 0.01~0.5mm(0.00039~0.01969인치)입니다.대형 주물에서는 [8]직경이 최대 1밀리미터(0.040인치)에 이를 수 있습니다.

가스 다공성을 방지하기 위해 재료는[10] 진공 [11]상태, 아르곤이나 이산화탄소 등의 저용해성 가스 환경 또는 공기와의 접촉을 방지하는 플럭스 아래에서 용해될 수 있습니다.가스 용해도를 최소화하기 위해 과열 온도를 낮게 유지할 수 있습니다.액체 금속을 몰드에 주입하는 과정에서 발생하는 난류는 가스를 발생시킬 수 있으므로, 그러한 난류를 최소화하기 위해 몰드를 합리화하는 경우가 많습니다.다른 방법으로는 진공 탈가스, 가스 플러싱 또는 침전이 있습니다.강수에는 가스가 다른 원소와 반응하여 꼭대기까지 떠다니는 드로스를 형성하는 화합물이 포함됩니다.예를 들어, 구리에서 인을 첨가하여 산소를 제거할 수 있으며, 강철에 알루미늄 또는 실리콘을 첨가하여 [7]산소를 제거할 수 있습니다.세 번째 소스는 녹은 금속과 몰드의 그리스 또는 기타 잔류물의 반응으로 구성됩니다.

수소는 금속과 곰팡이의 습도 또는 잔류 수분이 반응하여 생성됩니다.곰팡이를 말리면 이러한 수소 [12]생성원을 제거할 수 있습니다.

미세수축 공동은 가스를 포함할 수도 있기 때문에 가스 다공성과 미세수축을 구별하기 어려울 수 있습니다.일반적으로 주물이 적절히 상승하지 않거나 응고 범위가 넓은 재료를 주조할 경우 미세 공극이 형성됩니다.만약 어느 쪽도 그렇지 않다면 다공성은 가스 [13]형성에 의한 것일 가능성이 높습니다.

주철 부품에 블로우홀 결함이 있습니다.

작은 기포는 기포라고 불리지만, 큰 기포는 블로우홀[14] 또는 기포라고 불립니다.이러한 결함은 주물 모래의 공기, 증기 또는 연기 또는 용융 또는 곰팡이의 기타 기체에 의해 발생할 수 있습니다(금속 수축으로 인한 진공 구멍(위 참조)은 느슨하게 '블로우홀'이라고도 함).융해 준비 및 금형 설계를 포함한 적절한 주조 공장 관행은 이러한 결함의 발생을 줄일 수 있습니다.대부분의 경우 금속으로 된 외피로 둘러싸여 있기 때문에 블로우홀은 검출이 어려울 수 있으며 고조파, 초음파, 자기 또는 X선(예: 산업용 CT 스캔) 분석이 필요합니다.

주입 금속 결함

다음 항목도 참조하십시오.포함(미네랄) » 야금

주입 금속 결함에는 오동작, 냉간 차단 및 포함물이 포함됩니다.액상 금속이 몰드 캐비티를 완전히 채우지 못해 채워지지 않은 부분이 남아 있을 때 오차가 발생합니다.콜드 셧다운은 두 개의 액체 금속 전선이 몰드 캐비티에서 올바르게 융합되지 않고 약한 지점을 남길 때 발생합니다.둘 다 용해된 금속의 유동성 부족 또는 너무 좁은 단면으로 인해 발생합니다.금속의 화학적 조성을 변경하거나 주입 온도를 높여 유동성을 높일 수 있습니다.다른 가능한 원인은 부적절한 통풍으로 [15]인한 배압입니다.

미스런과 콜드 셧다운은 밀접하게 관련되어 있으며 둘 다 몰드 캐비티를 완전히 채우기 전에 재료 동결을 수반합니다.결점 주변의 영역이 의도한 것보다 훨씬 [16]약하기 때문에 이러한 결점 유형은 심각합니다.재료의 거세성과 점도는 이러한 문제에 있어 중요한 요소가 될 수 있습니다.유동성은 주조할 수 있는 최소 섹션 두께, 얇은 섹션의 최대 길이, 실현 가능한 주조 세부 사항의 섬세함 및 주형 끝부분 채우기의 정확성에 영향을 미칩니다.재료의 유동성을 측정하는 방법은 다양하지만, 일반적으로 표준 몰드 형태를 사용하고 재료가 흐르는 거리를 측정하는 것이 포함됩니다.유동성은 재료의 구성, 동결 온도 또는 범위, 산화막의 표면 장력, 그리고 가장 중요한 주입 온도의 영향을 받습니다.주입 온도가 높을수록 유동성이 커집니다. 그러나 과도한 온도는 재료와 금형 사이의 반응을 초래할 수 있습니다. 다공질 금형 재료를 사용하는 주조 공정에서는 재료가 금형 재료를 [17]관통할 수도 있습니다.

재료가 흐를 수 없는 지점을 연속성 점이라고 합니다.이 점은 고형분율, 고화된 입자의 구조 및 유체의 국소 전단 변형률에 따라 달라지기 때문에 몰드 설계에서 예측하기 어렵습니다.보통 이 값의 범위는 0.4 ~0.[18]8입니다

포함물은 고체인 경우 드로스, 액체인 경우 슬래그의 금속 오염입니다.일반적으로 용해로 또는 레이들 라이닝에서 침식되거나 몰드에서 오염되는 주입 금속(일반적으로 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물)의 불순물입니다.알루미늄 합금의 경우 액체 알루미늄에서 함유물의 농도를 측정하고 필요한 수준으로 유지하기 위한 조치를 취함으로써 함유물의 농도를 제어하는 것이 중요합니다.

포접물의 농도를 낮추는 방법은 여러 가지가 있습니다.산화물 형성을 줄이기 위해 금속은 플럭스, 진공 또는 불활성 분위기에서 용해될 수 있습니다.다른 성분들이 혼합물에 첨가되어 드로스가 몰드에 쏟아지기 전에 벗겨질 수 있는 꼭대기까지 떠오르게 할 수 있다.이것이 실용적이지 않을 경우 금속을 바닥에서 주입하는 특수 레이들을 사용할 수 있습니다.또 다른 옵션은 세라믹 필터를 탕구 시스템에 설치하는 것입니다.그렇지 않으면 액체 금속이 주입될 때 회전하는 소용돌이 게이트가 형성되어 가벼운 포함물이 중앙으로 밀려나 [19][20]주조물에서 벗어날 수 있습니다.드로스 또는 슬래그 중 일부가 용융 금속에 접혀 있으면, 그것은 교락 결함이 됩니다.

야금 결함

이 카테고리에는 핫티어와 핫스팟의 두 가지 결함이 있습니다.열간 [21]균열이라고도 하는 열간 균열은 주물이 냉각될 때 발생하는 주조 실패입니다.이는 금속이 뜨거울 때 약하고 재료의 잔류 응력이 냉각될 때 주물이 고장날 수 있기 때문입니다.적절한 몰드 설계를 통해 이러한 유형의 [3]결함을 방지할 수 있습니다.

핫스팟은 주변보다 부피가 커 주변 재료보다 더 느리게 냉각된 주조 단면입니다.이 경우 이 부위가 비정상적으로 수축되어 다공성 및 균열이 발생할 수 있습니다.이러한 유형의 결함은 적절한 냉각 방법을 사용하거나 [3]금속의 화학적 구성을 변경하여 방지할 수 있습니다.뜨거운 눈물을 최소화하는 추가적인 방법은 주조 재료를 과열시키지 않고 [22]몰드의 온도를 높이는 것입니다.

프로세스별 결함

다이캐스팅

다이캐스팅에서 가장 일반적인 결함은 오동작과 냉간 차단입니다.이러한 결함은 콜드 다이, 낮은 금속 온도, 더러운 금속, 환기 부족 또는 윤활유 과다로 인해 발생할 수 있습니다.기타 가능한 결함으로는 가스 다공성, 수축 다공성, 뜨거운 눈물 및 흐름 표시가 있습니다.플로우 마크는 탕구 불량, 날카로운 모서리 또는 과도한 [23]윤활제로 인해 주물 표면에 남아 있는 자국입니다.

연속 주조

종방향 안면 균열은 연속 주조 공정에서만 발생하는 특수한 유형의 결함입니다.이 결함은 1차 냉각과 2차 냉각의 고르지 못한 냉각으로 인해 발생하며, 화학 성분 사양에 맞지 않는 용융강 품질, 재료의 청결도 및 균질성을 포함합니다.

모래 주조

"Scabbing"은 여기서 리다이렉트 됩니다.계속되는 파업에도 불구하고 작동하는 동작에 대해서는 Strikebreaker를 참조하십시오.

모래 주조에는 몰드 고장으로 인해 발생할 수 있는 많은 결함이 있습니다.몰드는 보통 두 가지 이유 중 하나로 인해 고장납니다. 잘못된 재료가 사용되거나 잘못 [24]박혀 있습니다.

첫 번째 유형은 몰드 침식으로, 액체 금속이 몰드를 채우면 몰드가 마모됩니다.대부분의 다른 주조 공정은 보다 견고한 주형을 가지고 있기 때문에 이러한 유형의 결함은 보통 모래 주조에서만 발생합니다.생산된 주물에는 거친 반점과 여분의 재료가 있습니다.몰딩 모래는 주조 금속에 통합되어 주물의 연성, 피로 강도 및 파괴 인성을 감소시킵니다.이는 강도가 너무 작거나 쏟아지는 속도가 너무 빠르기 때문에 발생할 수 있습니다.대형 러너 또는 다중 [24][25]게이트를 사용하도록 탕구 시스템을 재설계하여 주입 속도를 줄일 수 있습니다.이와 관련된 결함의 원인은 액체 상태일 때 코프의 몰딩 모래 일부가 주조물 안으로 떨어지는 액체입니다.몰드가 제대로 [26]박히지 않은 경우에도 이러한 현상이 발생합니다.

두 번째 유형의 결함은 금속 침투로, 액체 금속이 몰딩 모래에 침투할 때 발생합니다.이로 인해 표면 마감이 거칠어집니다.이는 모래 입자가 너무 거칠거나 몰드 워시가 부족하거나 주입 온도가 너무 [26]높기 때문에 발생합니다.금속이 주형에 침투하는 대체 형태인 베인(veining)은 모래의 균열로 인해 발생합니다.

주입 온도가 너무 높거나 녹는점이 낮은 모래를 사용하면 모래가 주조물에 융합될 수 있습니다.이렇게 되면 주조물의 표면이 부서지기 쉽고 유리처럼 [26]보이게 됩니다.

런아웃은 금형 또는 [26]플라스크 결함으로 인해 액체 금속이 금형 밖으로 누출될 때 발생합니다.

딱지는 주물을 자랑스럽게 하는 얇은 금속층입니다.분리하기 쉽고 항상 아래쪽의 버클이 드러납니다. 이는 주조 표면의 움푹 패인 부분입니다.래트테일(rattail)은 버클과 비슷하지만 얇은 선의 움푹 패인 부분이며 딱지와 관련이 없습니다.또 다른 유사한 결함으로는 풀다운이 있는데, 풀다운은 모래 주물의 코프에서 발생하는 버클입니다.이러한 모든 결함은 본질적으로 시각적이며 [27]공작물을 폐기할 이유가 없습니다.이러한 결함은 주입 온도가 지나치게 높거나 탄소질 [26]재료가 부족하여 발생합니다.

몰드 벽이 표면 전체에 걸쳐 무너질 때 붓기가 발생하며,[26] 부적절한 몰드로 인해 발생합니다.

번온은 금속 산화물이 실리카 모래의 불순물과 상호작용할 때 발생합니다.그 결과 완성된 주물 표면에 모래 입자가 박혀 있습니다.이 결함은 액체 금속의 온도를 낮추고 몰드 워시를 사용하며 모래 [28]혼합물에 다양한 첨가제를 사용하여 방지할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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참고 문헌