액상금속 여과에 따른 주조결함 분석 및 대책

1. 필터로 인한 결함, 원인 및 대책

2. 슬래그 혼입 결함

1. 다양한 액체 주조 합금은 제련 및 주조 공정 중에 내포물을 생성합니다. 금속 내포물은 출처에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

(1) 이물질 포함물. 이는 용광로 라이닝의 침식, 용광로의 내화성 재료, 슬래그 또는 공기의 반응으로 형성된 슬래그, 주형 모래의 침식 또는 용융 금속과 접촉하는 기타 재료의 침식에서 발생합니다.

(2) 내재적 내포물. 이 유형의 내포물은 마그네슘-유황 내포물과 같은 금속 용융물에서의 반응에 의해 형성된다. 마그네슘-유황 내포물은 구형화 공정 중에 마그네슘-실리콘-철 합금이 첨가된 후 용융 철에서의 반응에 의해 형성된다.

2. 슬래그 포함물의 원인
(1) 실리콘: 실리콘 산화물도 슬래그 개재물의 주요 성분이므로 실리콘 함량은 가능한 한 줄여야 합니다.(2) 유황: 용선의 황화물은 연성 주철 부품의 슬래그 개재물 결함의 주요 원인 중 하나입니다. 황화물의 융점은 용선의 융점보다 낮습니다. 용선이 응고하는 동안 황화물이 용선에서 침전되어 용선의 점도를 높여 용선 내의 슬래그나 금속 산화물이 부유하기 어렵게 만듭니다. 따라서 용선의 유황 함량이 너무 높으면 주조물에 슬래그 개재물이 형성되기 쉽습니다. 연성 주철 모재의 유황 함량은 0.06% 이하로 제어해야 합니다. 0.09%~0.135% 사이이면 주철의 슬래그 개재물 결함이 급격히 증가합니다.

(3) 희토류 및 마그네슘: 최근 연구에 따르면 슬래그 혼입물은 주로 마그네슘, 희토류 등의 원소의 산화로 인해 발생하므로 잔류 마그네슘, 희토류가 너무 높아서는 안 됩니다.

(4) 주입 온도: 주입 온도가 너무 낮으면 용탕의 점도가 높아 용탕 내의 금속 산화물이 표면에 떠올라 용탕 내에 잔류하기 어렵고, 온도가 너무 높으면 용탕 표면의 슬래그가 너무 얇아져 액체 표면에서 제거하기 어려워 용탕과 함께 금형으로 흘러들어가는 경우가 많다. 실제 생산에서는 주입 온도가 너무 낮은 것이 슬래그가 포함되는 주요 원인 중 하나이다.

(5) 주입 시스템: 주입 시스템은 합리적으로 설계되어야 하며 용융 금속이 금형을 원활하게 채우고 튀는 현상과 난류를 방지할 수 있도록 슬래그 차단 기능을 가져야 합니다.

(6) 주형사: 주형사 표면에 모래나 코팅이 과도하게 부착되어 있으면 용융금속의 산화물과 결합하여 슬래그를 형성하여 슬래그 혼입물을 발생시킨다. 모래 주형의 치밀성이 불균일하고 치밀성이 낮은 주형벽 표면은 용융금속에 의해 쉽게 부식되어 저융점 화합물을 형성하여 주조물에 슬래그 혼입물을 발생시킨다.

3. 슬래그 혼입 방지 대책

(1) 용선의 성분 조절 : 용선 중의 유황함량을 최대한 감소시킨다.<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) 용해 공정: 용광로에서 나온 용탕의 온도를 높이고 잠시 방치하여 비금속 개재물의 부유 및 응집을 용이하게 한다. 용선 표면의 슬래그를 깨끗이 청소하고 용선 표면에 피복제(펄라이트, 나무재 등)를 도포하여 용선의 산화를 방지한다. 적절한 주입 온도를 선택하되, 바람직하게는 1350도 이상이다.

(3) 주입시스템은 용선의 원활한 흐름을 확보해야 하며, 슬래그 수집백과 폼세라믹 필터를 설치하여 슬래그를 차단해야 합니다.

(4) 금형의 치밀성은 균일해야 하며 강도가 충분해야 하며, 금형 조립시 금형 내의 모래는 불어내야 한다.

3. 기공 결함

1. 기공은 일반적으로 주조물의 일반적인 결함으로, 종종 주조 폐기물의 높은 비율을 차지합니다.

현대 생산 조건에서 반응성 기공과 침전 기공은 비교적 드물고 침습성 기공이 더 흔합니다. 다음은 침습성 기공에 대한 분석입니다.

2. 모공의 원인

(1) 캐비티 배기가 부족하고 총 배기 단면적이 너무 작습니다.

(2) 낮은 주입 온도;

(3) 주입속도가 너무 느리다; 용융철이 금형에 원활하게 채워지지 않고 가스가 섞여 있다;

(4) 주형사의 수분함량이 너무 높음; 주형사 속의 회분함량이 높고 주형사의 통기성이 좋지 않음;

(5) 주입 시스템의 부적절한 설계로 인해 가스가 용선으로 끌려 들어갑니다.

(6) 접종제가 건조되지 않고 입자 크기가 부적절하여 용선의 탈지가 충분하지 않으며 주입 시 슬래그가 막히지 않아 슬래그 기공이 발생합니다.

(7) 주입 시 적절한 시기에 불을 붙이지 못하는 경우.

3. 모공 예방을 위한 조치

(1) 적절한 단면을 갖는 충분한 수의 통풍핀 또는 배기판이 모델에서 더 높은 위치에 설정됩니다. 일반적으로 배기 단면은 인게이트의 총 단면적의 약 1.5-1.8배여야 합니다.

(2) 주입 시스템은 반개방 반폐쇄 원리에 따라 설치해야 하며, 주입 채널에 폼 세라믹 필터 장치를 추가해야 합니다. 폼 세라믹 필터는 정류 효과가 있으며, 용융 철은 금형을 채울 때 비교적 안정적이며 금형에 영향을 미치거나 튀거나 혼입 가스를 생성하지 않습니다. 주입 시스템의 단면 크기는 주입 속도 8-10kg/s를 기준으로 계산할 때 더 적합합니다.

(3) 용철의 용융온도는 1500도보다 낮아서는 안 되며, 수동 주입 시 최종 상자의 주입 온도는 약 1400~C로 제어해야 합니다.(주물의 크기 및 벽두께에 따라 적절히 조절 가능) 자동 주입을 사용하는 것이 가장 좋으며, 주입 온도 오차는 20도 이내여야 합니다.

(4) 고압 성형에 적합한 우수한 모래 가공 시스템의 경우, 성형 모래의 수분 함량은 2.8-3.2%로 제어되어야 하며, 다짐율은 36-42% 사이여야 하며, 온도 및 압력 강도는 180-220kpa에 도달해야 합니다(모두 성형기에서의 샘플링 및 테스트를 참조). 이러한 지표를 달성하기 위해 성형 모래의 회분 함량, 추가된 보조 재료의 양, 적절한 원래 모래 입자 크기, 순환 모래의 온도 및 모래 혼합 효율을 모니터링해야 합니다.

(5) 용선의 슬래그 제거, 주탕시 슬래그 막힘 및 착화, 접종제 건조 등에 주의한다.
 

4. 콜드 셧 결함
 

1. 콜드 셧 결함의 원인
 

(1) 주입온도가 너무 낮아 용선의 충진능력이 약해진다.

(2) 모래 주형의 공기 투과성이 나쁘고 모래 속의 가스 압력이 너무 높아 용철이 제때 주형을 채울 수 없음.

(3) 게이팅 시스템의 설계가 불합리하고 러너와 내부 러너의 단면적이 작습니다.

(4) 잔여물이 주입컵에 부착되어 주입온도가 낮아집니다.

2. 콜드 셧 결함에 대한 대책
 

(1) 주입 시스템 설계를 최적화하고, 폼 세라믹 필터의 면적을 늘리고, 용선의 유량을 증가시킵니다.

(2) 주형사의 공기투과성을 향상시키고 배기덕트를 추가합니다.

(3) 주조 온도를 높입니다.

(4) 붓는 컵 주변을 청소하세요.