다이 캐스팅 공정의 비밀을 공개합니다: 전체 가이드

다이캐스팅 공정은 기계, 금형, 합금의 세 가지 주요 요소를 통합합니다. 압력, 속도, 시간을 단일 공정으로 통합하며 주로 열간 금속 가공에 사용됩니다. 다이캐스팅은 압력의 존재로 인해 다른 주조 방법과 차별화됩니다.

다이 캐스팅 은 현대 금속 가공 공정에서 빠르게 발전하고 있는 기술로, 절삭을 최소화하는 특수 주조 방식입니다.

다이캐스팅은 높은 압력과 속도로 금형에 용융 금속을 채운 다음 금속이 이 고압에서 결정화되고 응고되어 주물을 형성하는 과정을 거칩니다. 고압과 고속은 다이캐스팅의 주요 특징입니다.

일반적으로 사용되는 압력은 수십 메가파스칼, 충전 속도(내부 스프 루 속도)는 초당 약 16~80미터, 용융 금속이 금형 캐비티를 채우는 시간은 약 0.01~0.2초로 매우 짧습니다.

정의

이러한 방식으로 제품을 제조하는 방법은 높은 생산 효율성, 단순화 된 공정, 우수한 주조 공차 수준, 우수한 주조 공차로 인해 우리나라 주조 산업에서 필수적인 부분이되었습니다. 표면 거칠기높은 기계적 강도와 수많은 가공 절차 및 장비를 제거할 수 있어 원자재를 절약할 수 있습니다.

다이캐스팅은 다이캐스팅 기계, 다이캐스팅 금형, 합금의 세 가지 주요 요소를 유기적으로 결합하고 종합적으로 적용하는 공정입니다. 다이캐스팅 과정에서 금형 캐비티에 금속이 채워지는 과정은 압력, 속도, 온도, 시간 등의 요소를 포함하는 통합된 프로세스입니다.

동시에 이러한 요소는 서로 상호 작용하고 제한하면서 서로를 보완하고 지원합니다. 이러한 요소를 올바르게 선택하고 조정하여 조화와 일관성을 달성해야만 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.

따라서 주조 구조의 가공성, 다이캐스팅 금형의 발전, 다이캐스팅 기계의 성능 및 구조적 우수성, 선택한 다이캐스팅 합금의 적응성 및 용융 공정의 표준화는 다이캐스팅 공정 중에 강조되어야 할 뿐만 아니라 압력, 온도 및 시간과 같은 공정 파라미터가 주조 품질에 미치는 중요한 역할도 고려해야 합니다. 다이캐스팅 공정에서 이러한 파라미터를 효과적으로 제어하는 것이 우선시되어야 합니다.

압력

주입력

사출력은 다이캐스팅 기계의 사출 메커니즘에서 사출 피스톤의 동작을 구동하는 힘입니다. 다이캐스팅 기계의 기능을 반영하는 주요 매개 변수입니다. 사출력의 크기는 사출 실린더의 단면적과 작동 유체의 압력에 의해 결정됩니다.

주입력의 계산 공식은 다음과 같습니다:

P_주입력 = P_{사출 실린더} × π × D²/4

Where:

• P_주입력 - 사출력(N)
• P_{사출 실린더} - 사출 실린더 내 작동 유체의 압력(Pa)
• D - 사출 실린더의 직경(m)
• π = 3.1416

특정 압력

단위 면적당 압력 챔버의 용융 금속에 가해지는 압력을 비압력이라고 합니다. 비압은 압력 챔버의 단면적에 대한 사출 힘의 비율을 변환한 결과이기도 합니다.

계산 공식은 다음과 같습니다:

P_{특정 압력} = P_주입력/F_{압력 챔버 단면적}

Where:

• P_{특정 압력} - 비압력(Pa)
• P_주입력 - 사출력(N)
• F_{압력 챔버 단면적} - 압력 챔버 단면적(m²)

즉, F_{압력 챔버 단면적} = πD²/4. 여기서 D(m)은 압력 챔버의 직경입니다.

• π = 3.1416

압력의 효과

(1) 주물의 기계적 특성에 대한 특정 압력의 영향

비압력이 증가함에 따라 결정 구조가 미세해지고 미세 결정층이 두꺼워지며 충진 특성 개선으로 표면 품질이 향상되고 공기 구멍의 영향이 감소하여 인장 강도는 증가하지만 연신율은 감소합니다.

(2) 충전 조건에 미치는 영향

합금 용융물이 높은 비압력으로 금형 캐비티를 채우면 합금 온도가 상승하고 유동성이 향상되어 주조 품질 향상에 도움이됩니다.

특정 압력 선택

(1) 주물의 강도 요구 사항에 따른 고려 사항

주물을 강도 요구 사항이 있는 주물과 일반 요구 사항이 있는 주물로 나눕니다. 강도 요구 사항이 있는 주물의 경우 밀도가 높아야 합니다. 이를 위해서는 높은 부스팅 비압력이 필요합니다.

(2) 주물의 벽 두께에 따른 고려 사항

일반적으로 벽이 얇은 주물을 다이캐스팅할 때는 금형 캐비티의 유동 저항이 더 크고 게이팅 시스템의 두께도 더 얇기 때문에 저항이 더 큽니다.

따라서 필요한 게이팅 속도를 보장하려면 더 큰 충전 비압이 필요합니다. 벽이 두꺼운 주물의 경우, 한편으로는 선택한 게이팅 속도가 낮고 금속 응고 시간이 길기 때문에 더 작은 충전 비압을 사용할 수 있지만, 다른 한편으로는 주물이 일정한 밀도를 갖기 위해서는 충분한 부스팅 비압이 필요합니다.

복잡한 모양의 주물의 경우 더 높은 충전 비압을 사용해야 합니다. 또한 합금의 종류, 게이팅 속도의 크기, 다이캐스팅 기계의 출력과 같은 요인도 고려해야 합니다. 클램핑 능력, 금형의 강도 등을 모두 적절히 고려해야 합니다. 충전 비압의 크기는 주로 선택한 게이팅 속도에 따라 계산됩니다.

부스팅 비압의 크기는 아래 표의 값을 참조하여 합금의 종류에 따라 선택할 수 있습니다. 금형 캐비티의 통기 조건이 양호하고 게이팅 시스템의 두께와 주물의 벽 두께의 비율이 적절한 경우 더 낮은 부스팅 비압을 사용할 수 있습니다.

그러나 환기 조건이 나쁘고 게이팅 시스템의 두께와 주물 벽 두께의 비율이 작을수록 부스팅 비압이 높아져야 합니다.

권장 부스팅 특정 압력 범위 표

관련 부대

정의

다이캐스팅 공정 중 충전 단계가 끝나고 압력 증가 단계로 전환될 때 금속(주조 주입 시스템, 오버플로 시스템)을 통해 금형 캐비티 벽면으로 전달되는 응고 금속에 작용하는 상대 압력(부스트 압력)을 금형 팽창력(배압이라고도 함)이라고 합니다.

금형 클램핑력(폐쇄력이라고도 함)은 다이캐스팅 기계를 선택할 때 가장 먼저 결정해야 하는 중요한 파라미터입니다.

계산 방법

금형 팽창력이 파팅 표면에 작용할 때 이를 파팅 표면 팽창력이라고 합니다. 금형 캐비티의 다양한 측벽에 작용하는 경우 측벽 팽창력이라고 합니다.

금형 팽창력은 다음과 같이 표현할 수 있습니다:

P_확장력 = P_{부스트 압력} × A_{예상 면적}

Where:

• P_확장력 - 금형 팽창력(단위: N - 뉴턴)
• P_{부스트 압력} - 부스트 압력(단위: Pa - 파스칼)
• A_{예상 면적} - 금형 팽창력을 지닌 예상 면적(단위: m2-제곱미터)

정상적인 상황에서는 금형 클램핑 력이 계산된 금형 팽창력보다 커야 합니다.

그렇지 않으면 용융 금속이 유압으로 배출되는 동안 금형 파팅 표면이 팽창하여 금속이 튀고 금형 캐비티에 압력이 형성되지 않습니다. 이로 인해 주조 치수 공차를 확보하기 어렵거나 성형이 어려워질 수 있습니다.

몰드 클램핑 력은 일반적으로 다음 공식의 요구 사항을 충족해야 합니다:

P_{클램핑 력} ≥ K × P_확장력

Where:

• P_{클램핑 력} - 다이캐스팅 기계의 잠금력(N - 뉴턴)
• K_{안전 계수} (일반적으로 K=1.3을 사용)
• P_확장력 - 금형 팽창력(N - 뉴턴)

사출 속도

1. 일반적으로 펀치 속도와 내부 스프 루 속도의 두 가지 유형이 있습니다.

2. 저속 사출의 경우 펀치는 용융 금속을 초당 0.3미터 속도로 내부 스프 루로 밀어 넣습니다.

3. 빠른 사출을 위해 내부 스프 루는 초당 4-9미터의 속도로 금형 캐비티를 채웁니다. 사출 속도를 높이면 기능을 열 에너지로 변환하여 유동성을 개선하여 유동 마크와 콜드 랩을 제거하고 기계적 특성과 표면 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다.

사출 속도 선택 및 고려 요소:

1. 열전도율 및 비열, 응고 온도 범위.

2. 금형 온도가 낮으면 속도가 낮을 수 있고, 그렇지 않으면 속도가 높을 수 있습니다.

3. 복잡한 주조는 빠른 사출 속도를 사용합니다.

내부 스프 루 속도는 초당 15-70미터입니다(용융 금속의 경우).

4. 펀치 사출 속도와 내부 스프 루 속도 간의 관계: 펀치 사출 속도가 높을수록 용융 금속 스프 루 속도가 높아집니다.

속도 선택

1. 직접 스프 루 속도는 초당 15-25미터입니다.

2. 크로스 스프 루 속도는 초당 20-35미터입니다.

3. 내부 스프 루 속도는 넓은 게이트의 경우 초당 30~70미터입니다.

4. 3밀리미터 미만의 얇은 주물의 경우 내부 스프 루 속도는 초당 38-46미터입니다.

5. 5mm 두께의 주물의 경우 내부 스프 루 속도는 초당 46-40미터입니다.

6. 5mm 이상의 두꺼운 주물의 경우 내부 스프 루 속도를 47-27mm/초로 선택합니다.

조정 방법: 펀치 사출 속도 조정, 챔버 직경 변경, 내부 스프 루 단면적 변경.

테스트 및 분석

1. 다이캐스팅 파라미터 테스터, 1단계, 2단계 및 부스트 전환점 시간.

2. 부스트 시작 시점이 다이캐스팅 품질에 미치는 영향: 첫 번째 단계가 80%를 채우기 시작한 후 두 번째 단계와 부스트 시작 전환점 시간으로 전환하고 마지막으로 압력을 유지하지 않으면 품질에 영향을 미칩니다.

3. 펀치 마모가 다이 캐스팅 파라미터에 미치는 영향;

4. 사출 챔버와 펀치의 마모 원인 분석: 사출 챔버와 펀치 사이의 간격이 0.1밀리미터 미만이면 펀치와 챔버 사이의 앞뒤 마찰로 인해 고온이 발생하여 쉽게 손상될 수 있습니다.

챔버 직경이 커지고 펀치가 작아지며 펀치에 알루미늄 칩이 끼어 챔버 전송 속도와 압력에 영향을 미칩니다.

따라서 펀치는 고온 내성 윤활유를 사용해야하고 사출로드에는 냉각수가 있어야하며 동시에 펀치 재료를 선택해야하며 일반적으로 연성 철 또는 베릴륨 청동을 선택해야합니다.