주조의 종류와 특징

본문내용

서는 3mm, 주강에서는 4mm를 최소 두께로 정하고 있다.
(9) 협잡물 혼입: 주물에 불순물이 혼입되어 불량주물이 되는 원인은
1)용재의 점착력이 커서 금속탕에서 분리가 잘 되지 않을 경우
2)불순물인 용재가 압탕구나 riser에서 부유할 여유가 없이 금속탕에 빨려 들어가는 경우
3)주형 내의 주형사가 섞여 들어가는 경우가 있다.
[2] 주물의 검사 및 시험
앞에서 열거한 주물결함을 알아내는 검사 및 시험방법은 가능하면 간단하고, 확실한 결과를 얻을 수 있어야 한다. 결함을 검사 및 시험하는 방법은 크게 파괴적 방법과 비파괴적 방법으로 나눌 수 있으나, 여기에서는 다음의 기준으로 분류하여 설명한다.
(1) 육안검사: 외관검사: 치수 검사 및 표면 검사를 한다.
파면검사: 주물의 파단면을 보고 결정입자, 편석 등을 관찰한다.
형광검사: 주물의 검사면을 세척하고 형광물질을 바른 후 형광물질을 닦아내고 빛을 투사하면 균열 등의 결함부에 스며든 형광물질에서 나오는 형광에 의하여 결함의 유무 및 크기를 알아낸다.
(2) 기계적 성질시험:
제품의 설계에서 요구하는 기계적 성질인 강도, 경도, 내마모성, 충격치 등의 충족 여부를 확인하는 시험을 한다.
(3) 물리적 검사 및 시험:
현미경검사: 파단면을 연마한 후 부식시켜 현미경에서 결정입자의 크기, 조직, 편석 여부 등을 관찰한다.
압력시험: 유체압력으로 강도 및 누설 여부를 시험한다.
타진음향시험: 타진에 의한 음향으로 균열 여부를 확인한다.
방사선검사: X선 등의 촬영에 의하여 결함 여부를 확인한다.
초음파탐상검사: 초음파진동자를 대고 충격적인 진동을 주면 주물 내부를 통하여 타단까지 전파된 후 반사하여 돌아온다. 이때 중간에 결함이 있으면 그 곳에서 반사하여 온다. 이 들이 돌아오는 시간차에 의하여 결함 여부, 결함 위치 및 결함 크기를 추정할 수 있다.
자기탐상시험: 주물을 전류로 자화하여 주위에 철분과 표면장력이 작은 액을 혼합하여 바르면 결함 부위에 철분이 모이게 되어, 그 위치와 양으로써 결함의 위치 및 크기를 추정할 수 있다.
(4) 화학분석시험: 중요부의 부위를 drilling하여 얻은 chip을 화학분석함으로써 성분의 종류와 양을 알아낸다.
(5) 내부응력시험: 주물을 절단하여 수축을 자유롭게 한 후 각 온도에서 풀림열처리하였을 때 치수 변화로써 내부응력을 비교 평가한다.
(6) 유동성시험: 주형에서 용탕에 영향을 주는 인자는 비중, 표면장력, 열팽창률, 점성, 비열, 열용량, 용해잠열, 열전도율, 주입온도, 응고온도, 주형온도 등이며, 실온에서 나선 형상의 주형에 용탕을 주입하여 유동한 길이로써 유동성을 비교 평가한다.
10장 분말야금법(powder metallurgy)
분말야금법은 용어 자체가 의미하는 바와 같이 용탕을 주형에 주입해서 제품을 얻는 주조에 속하는 것은 아니지만, 분말재료를 형에 넣고 고 압력을 가하여 제품을 생산하는 것이 주조와 형식이 비슷하기 때문에 주조편의 끝에 삽입한다. 분말야금법에는 금속분말을 die에 넣고 고압으로 압축하여 제품을 생산하는 압축성형법과 압력 및 융점 이하의 열을 동시에 가하는 고온가압성형법이 있다. 또는 성형 후 열을 가하여 결합을 돕는 소결 과정을 거치는 경우도 있다. 초기에는 전구의 tungsten filament를 만드는 데 이용되었으나, 최근에는 순금속, 합금, 금속과 비금속의 혼합물이 사용되며, 특히 철, 동, aluminum, 주석, nickel, titanium 등이 많이 사용된다. 이종의 금속 또는 비금속재료를 혼합함으로써 입자간의 결합강도를 향상시키고 필요한 성질을 부여한다. 금속분말에 중요한 사항은 입자의 크기, 형상, 입자분포, 물리적 성질, 화학적 성질, 유동성, 압축성, 밀도 및 소결성 등이다. 어느 금속이나 분말로 만들 수는 있으나 위에 열거한 성질의 적부 및 경제성으로 인하여 분말야금법을 이용하는 금속은 그리 많지 않다.분말야금법에 의한 제품은 다른 주조, 단조 및 기계가공에 의한 제품에 비하여 강도, 경도, 내마모성 등이 우수하고, 정밀도가 높기 때문에 특별히 고정밀도를 요하는 제품이 아니면 일반적으로 기계가공을 하지 않는다. 분말야금법에 의한 제품에는 gear, cam, bushing, 절삭공구, 다공성을 요하는 filter 및 bearing, piston ring, valve, connecting rod 등이 있고, 크기에서는 ball-point pen의 ball과 같이 극히 작은 것에서 부터 50kg 정도까지 있으나 2.5kg 정도가 많다.
[1]분말제조(methods of powder production)
분말야금에 사용되는 입자의 입도, 입도분포, 형상, 순도 및 표면상태 등이 제품의 품질에 영향을 준다. 입자는 분쇄기(crusher), 회전 mill(rotary mill) 등에 의하여 0.1~1000㎛의 크기로 제조되며, 이 때 입자간의 접합을 막기 위하여 기름을 첨가한다. 또는 용금을 orifice을 통하여 분사시켜 물에 적하시킴으로써 구상의 입자를 얻는 방법도 있으나 입자가 크고, 절삭에 의하여 얻은 분말입자도 거친 것이 단점이다.
[2]합금 배합(blending metal powders)
제품에 물리적 및 기계적 성질를 부여하기 위하여 이종 재료의 크고 작은 입자를 조정하면서 균일하게 배합한다. 작은 입자를 적당히 첨가하면 성형된 제품의 밀도, 강도 및 탄성한계가 증가한다. 분말의 압축률을 향상시키고 금형과의 마찰을 줄여 입자의 유동을 돕기 위하여 흑연, 합성수지, 비누 등을 0.2 ~ 1.0% 첨가한다.
[3]가압성형(compaction of metal powders)
press, 압연법, 압출법 및 원심가압법 등으로 분말을 20~30ton의 하중하에서 소정의 형상 및 밀도로 성형한다.
[4] 소결(sintering)
성형한 것의 경도 및 강도를 크게 하기 위하여 융점의 0.7 ~ 0.8배의 온도에서 소결한다. 철은 1095℃, stainless 강은 1180℃, 동은 870℃, tungsten carbide는 1480℃ 정도에서 20~40min 동안 소결한다.

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