주조법의 종류와 특징

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주조법의 종류와 특징에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

유동성 불량을 방지하고 살결이 고와진다.
(2) 용융금속에 높은 압력이 걸리게 되므로 주물의 조직이 치밀하고 기공이 없다. 또한 비중차이에 의하여 금속개재물의 분리 제거가 빨리 이루어진다.
(3) 수도관 등 원통형 주물의 경우에도 코어가 필요없다. 또한 작업시간이 짧고 다 량생산이 가능하다.
(4) 주물의 모양에 따라 다르지만 많은 경우 탕구나 압탕이 불필요하다.
◆ 원심주조법의 종류
(1) 진원심주조법(True centrifugal casting)
액체를 원통형의 용기에 넣어 수직 또는 수평축을 중심으로 회전시키면 액체는 용기의 내벽에 붙게 되어 속이 비게 된다. 주로 수평축을 이용하는 방법에 의하여 실린더 라이너, 슬리브, 수도관 등을 제조하며 코어가 필요없고 기공등의 결함을 배제할 수 있다. 또 재질이 치밀하고 기계적 성질이 좋으며, 코어나 압탕, 탕도가 없으므로 생산성과 회수율이 높고 원가도 싸게 된다.
(2) 반원심주조법(semi-centrifugal casting)
원판형의 차바퀴, 풀리, 스포로켓 등을 그 대칭축을 수직회전축으로 하여 회전시키면서 중앙의 탕구부터 용탕을 주입하는 방법이다. 이 경우 용탕에 작용하는 원심력 때문에 주물의 중간부위가 얇더라도 탕구로부터의 압탕효과가 크다. 또 주형을 여러 개 쌓아올려 적층주형(stack mold)으로 하면 회수율을 더욱 높일 수 있다.
(3) 원심가압주조법(centrifuged casting)
불규칙한 모양의 주물을 중앙의 탕구로부터 방사상으로 탕도를 붙여 배치하고, 탕구를 수직회전축으로 주형을 회전시키면서 주입하는 방법으로 주물의 중심축을 회전축으로 하지 않는다는 점이 다른 방법과 다르다. 보통 작고 간단한 모양의 주물을 만드는데 이용되며, 될수록 같거나 비슷한 모양의 물건을 탕구 주위에 배치하여 회전시의 균형을 맞추어 주어 진동을 줄이는 것이 좋다.
◆ 원심주조기와 주형
원심주조기에는 회전장치, 주입장치, 용탕냉각장치, 제품을 꺼내는 장치 등이 필요하다. 주입장치에는 이동식과 고정식이 있는데 이동식은 수평식 원심주조법에서 얇고 긴 주물을 만들 때 주로 사용되는 것으로 주입 중에 주형이 일정한 속도로 후퇴하는 De Lavaud 법이 대표적이다. 이 방법에 의하면 용탕이 주형의 어느 한 곳에 집중되지 않고 전면에 걸쳐 골고루 분포하게 된다. 주형으로는 금형, 연형이 주로 사용되며 금형의 재질은 보통 내열주철이나 Mo을 첨가한 내열강이다.
◆ 주조법
원심주조에서는
(1) 용탕을 주형의 전면에 걸쳐 골고루 빨리 분포시킬 것.
(2) 용탕을 주형면으로부터 내면으로 향하여 방향성 응고시킬 것.
(3) 용탕 중의 개재물은 주물의 내면에 모이게 할 것
등의 원칙을 지켜야 두께가 균일하고 건전한 주물을 얻을 수 있다. 이를 위해서는 주형의 회전속도, 주입온도, 주입속도를 적절히 설정해야 한다. 원심주조에서 주형의 회전속도를 결정할 때는 다음 방법에 의하여 한다. 주물의 중심으로부터 r(cm) 떨어진 어떤 질점에 작용하는 원심력은
(m:질량, r: 회전반경, w:각속도, N:회전속도)
이므로 직경 D인 주물의 경우 중력배수는
(W: 중력, F: 원심력, g: 중력가속도, D: 주물의 직경, N: 회전속도)
로 된다.
회전하는 용탕에는 이와 같은 원심력이 작용하므로 비중이 작은 비금속개재물들은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 이동하여 안쪽에 모이게 된다. 이때 이들의 이동은 용탕의 점성이 작을수록 용탕과 비금속개재물과의 비중차이, 원심력의 가속도, 비금속개재물의 크기가 클수록 쉬워진다. 한편 용탕으로부터 정출된 초정의 경우에도 마찬가지로 남아 있는 용탕보다 비중이 작을 때에는 주물의 안쪽으로, 클때에는 바깥쪽으로 이동하여 성분상의 편석을 일으킨다. 주철관의 경우 규소는 잘 편석되지 않으나 망간과 유황은 안쪽에, 인은 두께의 중심부에 편석되기 쉬우며 흑연은 안쪽, 시멘타이트는 바깥쪽에 편석된다.
주입된 용탕은 바깥쪽으로부터 방향성응고를 하게 되는데 이때 수축에 의하여 바깥둘레가 주형면으로부터 떨어져 그 사이에 틈새가 생기게 된다. 이 응고층은 안쪽의 용탕에 작용하는 원심력에 의하여 인장응력을 받게 되고 이때 회전속도나 주입속도가 너무 크거나 주입온도가 너무 높으면 길이 방향으로나 원주방향으로 열간균열이 생기게 된다. 또 회전속도가 너무 작거나 주입속도가 너무 크면 원심력이 부족하여 적하(raining)현상을 일으키게 된다. 이렇게 되면 내면의 산화가 급격히 일어나고 방향성응고가 방해받게 되고 수축공발생의 원인이 되기도 한다.

키워드

주조법,   탕구계,   다이캐스팅,   기계공작