다이 캐스팅 용융 금속을 재형성하고 재제작하여 독특한 금속 부품으로 만들기 위해 고압의 힘과 강도를 활용하는 산업 공정입니다.
티타늄 다이캐스팅을 사용하면 다양한 산업에 적합한 주조 티타늄 기반 구성 요소와 부품을 제조할 수 있습니다. 이 글에서는 다양한 유형의 티타늄 다이캐스팅과 그 응용 분야에 대해 살펴보겠습니다.
티타늄 주조 란 무엇입니까?
티타늄 주조 공정은 티타늄 구성 요소가 먼저 사출 성형을 통해 디자인의 왁스 사본을 만들어서 형성되는 공정입니다. 그런 다음 왁스 주위에 세라믹 코팅된 쉘을 만들고 왁스를 제거하면 공동 개구부가 남습니다.
구성 요소의 구조적 모양을 가진 세라믹 쉘은 용융 티타늄으로 채워지고 냉각됩니다. 냉각되면 쉘이 파괴되고 주조 티타늄 구성 요소가 남습니다.
티타늄 주조는 자동차 산업, 항공우주 산업, 의료 산업 등에서 사용됩니다. 강도 대 중량이 높고 부식에 대한 저항성이 매우 강한 구조용 구성품과 장비를 생산하는 데 더 적합하기 때문입니다.
다이캐스팅용 티타늄 합금의 종류
티타늄 합금은 그 특성 때문에 다이캐스팅에 널리 사용됩니다. 다른 철 및 비철 금속에 비해 강도 대 중량 비율이 가장 높고, 가볍고, 부식에 강하며, 내열성이 있습니다. 티타늄 주조 공정에 사용되는 티타늄 합금 유형은 다음과 같습니다.
티 6AI-4V
티타늄 등급 5라고도 불리는 알파-베타 Ti 합금은 항공우주 분야의 기체, 패스너, 유압 시스템용 티타늄 다이캐스팅에 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 합금입니다. 자전거 프레임, 테니스 라켓, 하키 스틱용 스포츠와 프로펠러, 파이프라인용 해양 산업에도 사용할 수 있습니다.
4% 바나듐, 0.2% (최대) 산소, 0.5% (최대) 철, 6% 알루미늄, 90% 티타늄으로 구성되어 있습니다. 전반적으로 이러한 추가 원소 덕분에 극한의 온도, 경량, 부식 및 산에 대한 내성을 견딜 수 있습니다.
Ti-5AI-2.5Sn
이 유형의 티타늄 합금은 여러 가지 이유로 선호되며, 그 중 가장 중요한 것은 우수한 파쇄성, 강도, 다양한 산업 공정에서 용접성이 좋다는 것입니다. Ti-5AI-2.5Sn 합금은 또한 뛰어난 산화 저항성을 가지고 있으며, 480°C(896°F)의 서비스 온도 마크를 관리합니다.
이러한 유용한 특성 외에도 Ti-5AI-2.5Sn은 열처리 합금이 아니라는 점이 주목할 만합니다. 또한 가공에 있어서는 어렵지만 숙련된 기계공은 높은 이송 속도, 느린 속도, 더 많은 냉각수 흐름을 적용할 수 있습니다.
티 6AL 4V ELI
이 합금은 1604°C 이상의 높은 융점을 가지고 있어 티타늄 주조로의 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 따라서 여러 열에 민감한 응용 분야에서 수요가 많은 합금입니다.
또한, 공정한 용접 특성으로 인해 제조업체에서 작업하기 쉽습니다. 매우 높은 인장 강도로 항공우주 제작 및 수술용 임플란트에 사용할 수 있습니다.
티 3AI 2.5
자연적으로 발생하는 티타늄의 인장 강도의 거의 9배인 Ti 합금이 필요하다면 이것이 최고의 선택입니다. 이것은 건설 및 건축적 요구 사항에 널리 사용되는 여러 가지 뛰어난 특성을 가진 XNUMX등급 합금입니다.
대부분의 티타늄 등급보다 용접성이 우수함에도 불구하고, Ti 3AI 2.5는 강철보다 밀도가 약 59% 낮습니다. 이것이 바로 항공우주 및 해양 분야에서 널리 사용되는 이유입니다.
티타늄 다이캐스팅의 장점은 무엇입니까?
가장 널리 사용되는 제조 기술 중 하나인 티타늄 다이캐스팅에는 여러 가지 장점이 있습니다. 다음은 가장 일반적인 이점 중 일부입니다.
효율적인 대량 생산: 다이캐스팅 공정의 간단한 메커니즘 덕분에 치수 안정성과 내구성을 갖춘 동일한 티타늄 다이캐스팅 부품을 거의 또는 전혀 가공하지 않고도 생산할 수 있습니다.
복잡한 얇은 벽: 티타늄 다이캐스팅 공정은 금속 주형 및 모래 주조와 같은 다른 기술에 비해 벽이 얇은 주조물을 생산합니다. 이는 티타늄 부품의 무게를 줄이는 동시에 표면적을 늘리는 데 도움이 됩니다. 또한 비용 효율적입니다.
더 나은 표면 마감: Ti 다이캐스팅에서는 다양한 표면 질감과 마감 옵션을 얻을 수 있습니다.
치수 안정성 및 정확도: 모든 티타늄 다이캐스팅 공정의 마지막에 얻어지는 최종 구성품은 일반적으로 치수 안정성이 뛰어나고, 내구성이 뛰어나며, 정밀한 공차를 유지하여 제품이 제대로 기능하도록 합니다.
티타늄 다이캐스팅을 위한 단계
완벽한 최종 제품을 만들려면 올바른 티타늄 다이캐스팅 공정을 따라야 합니다. 이는 견고한 Ti 캐스팅을 위한 단계입니다.
원자재 가공
이 초기 단계에는 크롤 공정이나 헌터 공정을 통해 광석에서 티타늄을 추출하는 것이 포함됩니다. 하지만 소규모 생산인 경우 인근 상업 매장에서 티타늄 합금 부품을 구입할 수 있습니다.
금형 설계
모래, 세라믹 또는 금속 중 하나가 될 수 있는 금형 재료. 티타늄 다이캐스팅 공정이므로 다이 금형은 요구 사항에 따라 설계됩니다. 또한, 최종 공정에서 주조된 티타늄을 쉽게 제거할 수 있도록 다이 금형의 벽 내부에 특정 윤활제를 적용할 수 있습니다.
녹고 붓는다
이 단계에서 티타늄 합금은 고압 하에서 주입하여 다이 몰드에 녹여 주입합니다. 압력 다이 캐스팅 티타늄이라고도 합니다. 복잡한 모양과 엄격한 허용 오차를 가진 대량의 Ti 주조물을 생산합니다.
냉각 및 응고
금형 속의 용융 티타늄을 잠시 식히고 응고시켜 원하는 티타늄 주조물을 형성하는 금형의 모양을 갖도록 합니다.
곰팡이 제거 및 후처리
응고 후, 티타늄 주조물을 다이 몰드에서 꺼내고 세척, 연마 또는 버 제거와 같은 후처리를 거쳐 최종 완성된 티타늄 다이캐스팅 구성품을 얻습니다.
티타늄 다이캐스팅의 응용 분야
산업 전반에 걸쳐 티타늄 다이캐스팅을 활용할 수 있는 방법은 여러 가지가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
항공 우주 부품
티타늄 다이캐스팅은 강도가 뛰어나고 부식과 혹독한 환경을 견딜 수 있어 항공기 부품, 액세서리, 심지어 엔진 구성품을 만드는 데 필수적입니다.
의료용 부품
티타늄 다이캐스팅은 생체적합성이 매우 높은 것으로 간주됩니다. 이 특징만으로도 여러 의료용 구성품과 도구에 이상적인 선택이 됩니다. 치과 및 수술용 임플란트에 티타늄 합금을 사용할 수 있습니다. 심지어 이동성 문제가 있는 사람들을 위한 인공 관절로도 사용할 수 있습니다.
자동차 부품
가벼운 무게와 높은 강도의 조합으로 티타늄 다이캐스팅은 고급 고급차의 부품을 생산하는 데 사용할 수 있는 최고의 소재 중 하나가 되었으며, 광택이 나면서도 견고합니다. 훌륭한 서스펜션 시스템과 섀시를 만들어냅니다.
자전거
티타늄 다이캐스팅은 다양한 유형의 자전거용 부품과 구성품을 만듭니다. 내구성이 뛰어나 이러한 부품은 프레임으로 매우 오래 지속되며 다양한 라이딩 조건을 견딜 수 있습니다.
스포츠 장비
스포츠 장비도 내구성이 있어야 하며 부식에 취약해서는 안 됩니다. 티타늄 다이캐스팅 부품은 골프 클럽과 상점 부품을 오래 사용할 수 있고 언제나 좋은 상태를 유지합니다.
화학 도구
티타늄 다이캐스팅 합금을 사용하면 다양한 종류의 화학물질과 온도 수준을 처리하는 반응기와 열교환기를 제작할 수 있습니다.
맺음말
이 기사에서는 티타늄 합금이 산업적 필요에 얼마나 중요한지 보여주었습니다. 그보다 훨씬 더, 티타늄 합금을 티타늄 다이캐스팅 공정에 적용하면 수요가 많은 요구에 적합한 중요한 티타늄 부품을 생산할 수 있다는 것도 보았습니다.
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