Lost-Wax 캐스팅으로도 알려진 투자 캐스팅은 수세기 동안 복잡하고 고품질의 금속 부품을 만드는 데 사용 된 매우 정확한 제조 공정입니다. 투자 캐스팅 공급 업체로서 저는 투자 캐스팅 프로세스의 성공을 보장하는 데 라이저가 중요한 역할을 이해합니다. 이 블로그 게시물에서는 투자 캐스팅을위한 적절한 라이저를 설계하는 방법에 대한 통찰력을 공유 할 것입니다.
투자 캐스팅에서 라이저의 역할을 이해합니다
디자인 프로세스를 탐구하기 전에 투자 캐스팅에 라이저가 필요한 이유를 이해하는 것이 필수적입니다. 금형에 녹은 금속의 고화기에, 그것은 수축합니다. 이 수축을 보상하기 위해 용융 금속의 추가 공급원이 없다면, 수축 공동과 같은 결함 및 최종 주조의 다공성으로 이어질 수 있습니다. 피더라고도하는 라이저는 캐스팅 공동에 연결된 용융 금속의 저수지입니다. 그것들은 응고 할 때 캐스팅에 녹은 금속의 지속적인 공급을 제공하여 주조가 완전히 채워지고 캐스팅 자체가 아닌 라이저 내에서 수축이 수용되도록합니다.
라이저를 설계 할 때 고려해야 할 요소
1. 기하학 주물
캐스팅의 모양과 크기는 라이저 설계에서 중요한 요소입니다. 크로스 크로스 또는 두껍고 얇은 부분을 가진 복잡한 주물은보다 신중하게 고려해야합니다. 예를 들어, 캐스팅의 두꺼운 부분은 얇은 부분보다 느리게 확고합니다. 라이저는이 두꺼운 부분 근처에 배치되어 고형화 동안 용융 금속의 적절한 공급을 받도록해야합니다. 주조에 여러 개의 두꺼운 부분이있는 경우 여러 개의 라이저가 필요할 수 있습니다.
2. 금속 특성
금속은 수축 속도 및 열전도율과 같은 다른 응고 특성을 갖습니다. 예를 들어, 강철은 일부 비 철 금속에 비해 상대적으로 높은 수축률을 갖는다. 이러한 속성을 이해하는 것은 라이저의 크기와 수를 결정하는 데 필수적입니다. 수축률이 높은 금속은 응고 동안 부피 감소를 보상하기 위해 더 크거나 더 많은 라이저를 요구할 수 있습니다.
3. 곰팡이 재료
투자 캐스팅에 사용되는 곰팡이 재료는 라이저 설계에도 영향을 줄 수 있습니다. 금형 물질의 열 전달 특성은 용융 금속의 응고 속도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 투자 주조에 사용되는 세라믹 곰팡이는 모래 금형에 비해 열 전달 특성이 다릅니다. 열전도율이 높은 곰팡이 재료는 용융 금속이 더 빨리 응고되며, 이는 라이저 크기 및 위치에 대한 조정이 필요할 수 있습니다.
라이저 설계
1. 라이저 크기
라이저의 크기는 주조의 수축을 보상하는 데 필요한 용융 금속의 부피에 의해 결정됩니다. 라이저 크기를 계산하기위한 일반적인 방법 중 하나는 Chvorinov의 규칙으로, 캐스팅 또는 라이저의 응고 시간은 부피의 제곱에 비례한다는 것을 나타냅니다. 캐스팅 후 라이저가 고화되도록하기 위해 (v/a)^2 값은 캐스팅의 값보다 더 커야합니다. 일반적인 규칙은 라이저 부피가 주조 부피의 20-30% 이상이어야하지만 금속 및 주조 형상에 따라 달라질 수 있다는 것입니다.
2. 라이저 모양
라이저의 모양은 또한 그 효과에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적인 라이저 모양에는 원통형, 구형 및 원뿔형이 포함됩니다. 구형 라이저는 부피가 가장 높습니다 - 표면 - 면적 비율은 다른 모양과 비교하여 더 느리게 굳어집니다. 그러나 금형 설계에 통합하기가 더 어려울 수 있습니다. 원통형 라이저는 제조가 비교적 쉽고 일반적으로 투자 캐스팅에 사용됩니다. 원뿔형 라이저는 캐스팅에 용융 금속의 부드러운 흐름을 제공 할 수 있으며보다 제어 된 공급이 필요할 때 종종 사용됩니다.
3. 라이저 위치
라이저의 위치는 캐스팅의 적절한 공급을 보장하는 데 중요합니다. 라이저는 캐스팅의 가장 두꺼운 부분 또는 수축이 발생할 가능성이 가장 높은 위치에 배치해야합니다. 우물이 설계된 러너 시스템에 의해 캐스팅 캐비티에 연결되어야합니다. 러너는 라이저에서 캐스팅까지의 용융 금속의 부드러운 흐름을 허용 할 수있을 정도로 커야하지만 조기 응고를 방지 할 수있을 정도로 작습니다.
다른 투자 캐스팅 응용 프로그램에서 라이저 설계의 예
밸브 정밀 주조
~ 안에밸브 정밀 주조, 밸브에는 종종 두꺼운 플랜지와 얇은 벽 바디가있는 복잡한 형상이 있습니다. 라이저는 일반적으로 밸브의 가장 두꺼운 부분 인 플랜지 근처에 배치됩니다. 밸브에는 고품질 및 결함 - 무료 주물이 필요하므로 라이저 설계는 적절한 공급을 보장하고 수축 공동의 위험을 최소화하기 위해 신중하게 최적화되어야합니다.
스테인레스 스틸 투자 캐스팅
스테인레스 스틸 투자 캐스팅부식성과 강도로 인해 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 스테인레스 스틸은 고정기 동안 상대적으로 높은 수축률을 갖는다. 따라서 스테인레스 스틸 주물을위한 라이저는 더 크고 신중하게 설계되어야합니다. 그들은 종종 전략적 위치에 배치되어 전체 캐스팅이 냉각 될 때 녹은 금속의 적절한 공급을받을 수 있도록합니다.
정밀 캐스팅이있는 화격자 바
정밀 캐스팅이있는 화격자 바여러 갈비뼈와 특정 크로스 섹션이있는 독특한 모양이 있습니다. 라이저는 수축을 보상하기 위해 화격자 바의 가장 두꺼운 부분에 배치됩니다. 라이저와 러너 시스템의 설계는 용융 금속이 화격자 막대의 복잡한 공동을 골고루 채우도록 최적화되어야합니다.
테스트 및 최적화
초기 라이저 설계가 완료되면 그 효과를 검증하기 위해 테스트를 수행하는 것이 중요합니다. 여기에는 컴퓨터 보조 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 응고 프로세스를 예측하고 수축 공동 또는 핫스팟과 같은 잠재적 인 문제를 식별 할 수 있습니다. 소수의 부품을 시전하고 결함을 검사하여 물리 테스트를 수행 할 수도 있습니다. 테스트 결과에 따라 라이저의 크기, 모양 또는 위치를 조정하여 라이저 설계를 최적화 할 수 있습니다.
결론
투자 캐스팅을위한 적절한 라이저를 설계하는 것은 복잡하지만 필수적인 프로세스입니다. 지오메트리, 금속 특성 및 곰팡이 재료에 대한 철저한 이해가 필요합니다. 이러한 요인들을 신중하게 고려하고 위에서 설명한 설계 원리를 따라함으로써 최소한의 결함으로 고품질 캐스팅을 보장 할 수 있습니다. 투자 캐스팅 공급 업체로서 저는 고객에게 캐스팅 요구에 가장 적합한 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 투자 캐스팅 서비스에 관심이 있거나 라이저 디자인 또는 캐스팅 프로세스에 대해 궁금한 점이 있으시면, 조달 및 추가 토론을 위해 저희에게 연락하십시오.
참조
- Campbell, J. (2003). 캐스팅. 버터 워스 - 하이네만.
- Flemings, MC (1974). 응고 처리. 맥그로 - 힐.
