다이 캐스팅 기계의 다양한 구성 요소를 형성하는 것으로, 일반적으로 금속 재료를 녹인 다음 고압을 사용하여 다이캐스트를 통과시킵니다. 제조 산업에서 널리 사용되는 기술 중 하나입니다.
하지만 기술 환경의 끊임없는 발전으로 이 기술은 일부 기능 영역에서 부족한 듯하며, 이로 인해 진공 다이캐스팅이 채택되었습니다. 이 글은 진공 다이캐스팅에 대한 심층적인 조사, 작동 방식, 그리고 최대한 활용하는 방법에 대한 글입니다. 계속 읽어보세요.
진공 다이캐스팅이란?
진공 다이 캐스팅, 가스 프리 다이캐스팅도 전통적인 다이캐스팅 방법입니다. 다이캐스팅에 관련된 모든 기술을 포함하는데, 다이캐스팅은 단순히 다이 캐스트나 몰드에 용융 금속을 채워 압력을 가해 구조화된 부품이나 구성 요소를 형성하는 것입니다.
이 주조와 전통적인 다이캐스팅의 주요 차이점은 진공 시스템을 추가한 것입니다. 이 시스템은 용융 금속을 주입하기 위한 준비 및 주입 중에 금형에서 공기와 가스를 제거합니다.
이 이전 단계는 다공성을 줄이는 데 큰 도움이 되어 생산 중에 물과 같은 원치 않는 액체 물질의 통과를 방지합니다. 또한 부품의 구조적 무결성을 높이고 더 매끄러운 표면 마감을 제공하는 데 도움이 됩니다.
진공 다이캐스팅 공정
당신은 잘 알고있는 경우 맞춤형 다이캐스팅 공정, 그럼 다음 단계가 당신에게 생소하지 않을 것입니다. 이는 두 프로세스가 앞서 언급한 진공 시스템의 도입을 제외하고는 매우 유사하기 때문입니다. 바로 시작해 봅시다!
금형 준비
주조는 진공 다이캐스팅 공정에서 가장 중요한 단계입니다. 여기에는 복제품, 즉 원하는 최종 부품의 패턴이나 프로토타입을 형성하여 몰드나 다이 캐비티를 만드는 데 사용됩니다.
주조는 일반적으로 연성과 높은 강도로 인해 강철로 만들어집니다. 이 단계에서는 생산 후 주조물을 원활하게 제거하기 위해 다이 캐비티에 제거제를 추가하는 것이 중요합니다.
금속 녹이기
다음 단계는 원하는 것을 얻는 것입니다 금속 재료 알루미늄, 아연, 구리 또는 마그네슘 합금 등을 용광로나 기타 가열 기술을 사용하여 필요한 온도로 가열하여 금속을 용융 상태로 만듭니다.
진공 만들기
이 특정 절차는 진공 다이캐스팅을 전통적인 다이캐스팅과 완전히 차별화하는 것입니다. 진공 시스템은 다이캐스트에서 갇힌 공기와 가스를 빨아내어 다공성을 줄이는 데 사용됩니다.
용융 금속의 주입
액체 또는 반액체 상태의 뜨거운 금속은 필요한 고압을 사용하여 금형 캐비티로 옮겨집니다. 이 시점에서 발생할 수 있는 콜드 셧, 수축 및 블로우홀과 같은 결함을 최소화하기 위해 엄격한 감독 하에 사출이 수행됩니다.
응고 및 배출
사출 후 금형 캐비티는 냉각 및 경화를 위해 따로 보관됩니다. 이 공정은 응고 중에 발생할 수 있는 결함인 수축이나 균열을 방지하기 위해 조절된 냉각 시스템에서 수행해야 합니다.
용융 금속이 응고된 구성 요소로 완전히 형성되면 다이캐스트에서 배출됩니다. 금형 준비 중에 적용된 제거제와 수행된 진공 작업으로 인해 배출 프로세스가 쉬워집니다.
이제 캐스트가 성공적으로 배출되었지만 완벽한 상태가 아닐 수도 있고 약간의 다듬기와 마무리 작업이 필요할 수도 있습니다.
진공 다이캐스팅에 사용되는 금속
알루미늄 합금
가장 널리 사용되는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 A356과 A380입니다. A356은 높은 강도, 가벼운 무게, 좋은 주조 및 가공 특성으로 인해 임펠러, 항공기, 펌프 하우징을 만드는 항공우주 산업에서 사용됩니다.
ADC 380과 동일한 알루미늄 등급 A10은 내마모성과 뛰어난 주조 및 기계적 특성으로 유명합니다. 기어 케이스, 모터 쉘 및 공구 부품 제조에 사용됩니다.
마그네슘 합금
마그네슘 합금 주로 항공우주, 자동차, 전자 산업에서 특히 높은 강도 대 중량 비율이 필요한 구조적 구성 요소를 주조하는 데 적합합니다. 알루미늄 합금보다 융점이 낮아 가열 과정에서 에너지 소비 측면에서 더 우수합니다.
아연 합금
Zamak 3 합금이라고도 함 아연 합금 3 미국에서 다이캐스팅에 널리 사용되는데, 그 이유는 뛰어난 물리적 및 기계적 특성 때문입니다. 장기적 치수 안정성과 우수한 표면 마감을 제공하여 최종 제품에 페인팅, 도금 및 코팅을 적용하기 매우 쉽습니다.
구리 합금
이것의 한 예는 청동이라고도 불리는 구리-주석 합금입니다. 그것은 높은 부식, 마모 및 염수 저항성을 가지고 있으며, 하중 지지 용량이 있어 펌프 샤프트, 밸브 바디 및 선박 피팅을 제조하는 해양 산업에서 사용하기에 적합합니다.
청동은 구리 합금이고 아연이 많이 포함되어 있지 않기 때문에 혹독한 환경에서 녹슬기 쉽지 않습니다. 대신 표면 얼룩과 변색은 일반적인 세척 방법으로 세척하고 제거할 수 있습니다.
진공 다이캐스팅의 장점
고압 진공 다이캐스팅은 전통적인 다이캐스팅과 비교했을 때 많은 이점이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
다공성 감소
진공 다이캐스팅은 사출 전에 금형에서 공기와 가스를 추출하는 것을 포함합니다. 이를 통해 용융 금속이 다이캐스트의 모든 구석구석으로 일관되게 흐르게 하여 어떤 부분도 채워지지 않거나 구멍이 생기지 않도록 합니다.
다이캐스팅 중에 기공이 줄어들면 최종 제품은 항상 매끄러운 표면 마감을 갖게 됩니다. 또한, 갇힌 공기로 인한 돌출 위험 없이 열처리를 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.
개선된 품질 부품
진공 다이캐스팅 구성품은 결함이 거의 없고 후처리가 필요하지 않을 수 있습니다. 일반적으로 모든 차체 부위에 걸쳐 향상된 밀도와 구조적 무결성과 같은 호환되는 기계적 및 물리적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다.
고정밀 및 정확도
이는 전통적인 다이캐스팅에 비해 진공 다이캐스팅의 많은 이점 중 하나입니다. 복잡하고 정교한 형상을 형성하여 용융 금속으로 다이 캐비티를 정확하게 채우는 동시에 불일치와 결함을 줄일 수 있습니다.
고성능 구성 요소, 엄격한 허용 오차 및 정밀한 사양이 필요한 애플리케이션에 권장됩니다.
강도와 인성 증가
다이캐스팅 공정 중 기공률과 공기 포집이 감소하여 부품의 강도가 증가합니다. 진공 다이캐스팅 부품은 표면 결함 없이 용접 및 가공과 같은 열처리를 쉽게 거칠 수 있습니다.
진공 다이캐스팅의 응용 분야
자동차
A 고진공 다이캐스팅 시스템은 치수 정확도, 높은 정밀도 및 우수한 기계적 특성이 요구되는 자동차 구성품 제조에 사용됩니다. 이러한 구성품에는 변속기 케이스, 실린더 헤드, 서스펜션 구성품, 대시보드 및 기타 구조적 차체 부품이 포함됩니다.
이 공정은 대량으로 고품질의 동일한 부품을 지속적으로 생산할 수 있기 때문에 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.
우주항공
양극산화 알루미늄의 고압 진공 다이캐스팅은 항공기 구성품 생산에 사용될 수 있습니다. 높은 정확도와 정밀도, 복잡한 디자인을 만드는 능력으로 인해 이 공정을 사용하여 형성된 부품은 뛰어난 내구성과 고강도를 보이는 것으로 알려져 있습니다.
진공 다이캐스팅을 사용하여 형성된 항공기 부품으로는 연료 시스템, 터빈 블레이드, 공기 덕트, 박벽 시스템 등이 있습니다.
의료 장비
티타늄과 같은 생체적합성 금속 부품을 제작할 때, 스테인리스강 합금, 백금 등이 있으며, 이 모든 금속은 의료용 임플란트와 장치 생산에 사용되며, 진공 다이캐스팅 공정을 적용할 수 있습니다.
소비재
이 기술의 가장 큰 이점은 지나치게 강조할 수 없는 것으로, 높은 정밀도로 복잡하고 정교한 디자인을 만들 수 있는 능력입니다. 프로토타입의 모양에 관계없이 용융된 재료가 다공성과 공기 간섭을 줄이는 동시에 고르게 분포되도록 보장합니다.
이 공정은 장난감, 스포츠 장비, 주방용품, 소비자용 하드웨어 구성품의 제조에 사용됩니다.
진공 다이캐스팅으로 제거할 수 있는 일반적인 결함
다공성
다공성은 다이캐스팅 중에 발생하는 주요 결함입니다. 이는 주조물에 기포가 갇히는 것이며, 제때 발견하지 못하면 다른 결함이 발생할 수 있습니다. 진공 다이캐스팅은 용융 금속을 주입하기 전에 다이 몰드에서 갇힌 가스와 공기를 근절하는 데 사용됩니다.
최종 성형된 부품의 내부 공극과 가스 포켓을 크게 줄입니다. 이 공정은 또한 구성 요소의 강도와 내구성을 높이는 데 도움이 되며 매끄러운 표면 마감을 제공합니다.
콜드 셧
콜드 셧은 두 개의 용융 금속 흐름이 제대로 융합되지 않아 균열이나 약점이 생기고 재료에 눈에 띄는 선이 형성되어 발생합니다. 이 결함은 낮은 용융 온도, 느린 사출 속도 또는 불량한 게이팅 시스템과 관련될 수 있습니다.
콜드 셧을 제어하고 방지하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 여기에는 용융 온도와 사출 속도를 높이는 것이 포함됩니다. 또한 진공 다이캐스팅에서 제어된 압력은 금속 유동성을 향상시키고 사출 중 난류를 줄입니다.
수축 결함
이 결함은 용융 금속이 주조물로 일관되지 않게 흘러서 발생합니다. 응고 과정에서 적절한 주의를 기울이지 않으면 수축도 발생합니다. 금속은 냉각 후 대조되는 것으로 알려져 있기 때문입니다.
따라서 이러한 수축 및 수축 결함을 피하기 위해 사출 전에 적절한 게이팅 설정을 보장하는 것이 중요합니다. 또한 진공 다이캐스팅을 수행하면 주조물의 모든 복잡한 부분에 균일한 흐름이 발생하여 수축을 줄이는 데 도움이 됩니다.
다이캐스팅 중에 발생할 수 있는 다른 결함이 많이 있습니다. 여기에는 포함물, 런아웃, 미스런, 워핑, 슬래그, 블리스터 등이 포함됩니다. 효율적인 다이캐스팅 공정을 보장하고 우수한 최종 제품을 얻기 위해서는 이 모든 것과 그 원인을 아는 것이 필수적입니다.
진공 다이캐스팅의 한계
전통적인 다이캐스팅 공정에 비해 장점이 있음에도 불구하고 진공 다이캐스팅은 한계가 없는 것은 아닙니다. 그 중 일부는 다음과 같습니다.
모든 금속과 호환되지 않음
전통적인 주조와 마찬가지로 진공 다이캐스팅은 모든 금속으로 달성할 수 없습니다. 이 공정에 적합한 특정 금속 합금에는 아연 합금, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금이 있습니다.
강철과 같은 철 금속은 다이 재료와 반응하는 경향이 있어 적합하지 않습니다. 또한 진공 다이캐스팅은 매우 높은 온도가 필요한 응용 분야에 사용할 수 없습니다.
높은 장비 비용
다이캐스팅 금형 제작과 초기 설정 비용은 여러 개의 새로운 밸브와 펌프로 구성된 추가 진공 시스템으로 인해 매우 비쌀 수 있습니다.
소비 시간
진공 다이캐스팅은 약간 느리고 기술적인 공정입니다. 제품의 한 부분을 완성하려면 지속적인 모니터링과 감독이 필요합니다. 따라서 대량의 부품을 생산하는 데 적절한 효율성을 제공하지 못합니다.
맺음말
진공 다이캐스팅은 주조 중 기공률을 낮추고 복잡한 디자인의 기계적 특성을 높여 금속 부품을 강화하고 매끄러운 표면 마감을 제공하는 혁신적인 제조 기술입니다.
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