캐스팅이란 무엇입니까?

캐스팅은 액체 재료(일반적으로 금속 또는 합금)를 원하는 모양의 중공 강을 포함하는 금형에 부어주는 제조 과정입니다. 그런 다음 재료가 응고되도록 허용됩니다. 그런 다음 주조라고 불리는 응고된 부분이 몰드에서 분출되거나 분해되어 공정을 완료한다.

기계 장비에서의 핵심 목적은 복잡하고 강도가 높으며 내구성 있는 금속 부품을 만드는 것이며, 가공이나 단조와 같은 다른 방법으로 생산하기 어렵거나 경제적으로 생산할 수 없다.

왜 주조가 기계 설비에서 이렇게 유행하는가?

캐스팅은 없어서는 안 되는 독특한 장점을 제공합니다:

복잡한 기하학: 복잡한 내부 통로(엔진 블록의 냉각액 재킷과 같이), 복잡한 곡선 및 단일 조각의 undercuts 를 가진 부품을 생성할 수 있습니다.

대량 생산: 금형이 만들어지면 동일한 부품의 많은 수가 매우 효율적이고 비용 효율적으로 생산될 수 있습니다.

재료 다용성: 철강, 알루미늄, 청동, 아연을 포함하여 녹일 수 있는 거의 모든 금속이나 합금을 주조할 수 있습니다.

복잡한 부품의 비용 효율: 대형 또는 복잡한 부품의 경우 주조는 종종 단단한 금속 블록에서 가공하거나 많은 작은 부품에서 조립하는 것보다 훨씬 저렴합니다.

특정 공정의 경우 우수한 강도 대 중량 비율: 투자 주조와 같은 공정은 매우 강하고 가벼운 부품을 생산할 수 있다.

대형 부품을 만들 수 있는 능력: 주조는 터빈 케이스나 프레임과 같은 대규모 부품을 생산할 수 있는 몇 안 되는 방법 중 하나이다.

기계 설비 주조에 사용되는 핵심 재료

재료의 선택은 부품의 기능에 매우 중요합니다.

강철: 요구하는 응용 프로그램을 위한 높은 강도 및 인성. 터빈 케이스, 광산 장비 및 구조 부품에 사용됩니다.

구리 합금 (청동, 황동): 우수한 내식성, 좋은 베어링 특성 및 높은 열/전기 전도성. 밸브, 펌프, 기어, 베어링 및 선박용 부품에 사용됩니다.

기계 설비에서의 구체적인 응용 예제

내연기관:

엔진 블록: 냉각액과 오일을 위한 복잡한 통로를 가진 엔진의 기초. 거의 전적으로 모래 주조를 통해 만들어졌습니다 (철 또는 알루미늄에서).

실린더 헤드: 밸브와 연소실을 가지고 있습니다. 또한 주로 모래를 주조합니다.

피스톤: 종종 정밀한 곡물 구조와 좋은 강도를 위해 영구적인 금형 주조를 사용하여 만들어집니다.

펌프, 압축기 및 밸브:

펌프/압축기 하우징 (Volutes): 유체 흐름을 지향하는 복잡한 내부 기하학을 특징으로 합니다. 크기와 정밀도에 따라 모래 주조나 투자 주조에 의해 만들어집니다.

임펠러: 복잡한 블레이드 기하학은 투자 주조에 완벽하게 적합합니다.

밸브 몸체: 높은 압력을 견디고 종종 복잡한 내부 포팅을 가지고 있어야 합니다. 모래 주조나 투자 주조를 통해 만들어집니다.

전력 전송:

기어박스와 하우징: 기어와 베어링을 위한 케이스, 종종 다이 캐스팅(소형 유닛을 위한) 또는 모래 캐스팅(대형, 산업 유닛을 위한).

큰 기어: 치아가 가공되기 전에 그물에 가까운 모양의 공백으로 모래를 주조할 수 있습니다.

중기계 및 공작기계:

프레임 및 기초: 높은 강성 및 진동 감쇠를 요구합니다. 모래주철은 많은 공작기계, 프레스 기계, 농업 장비에 대한 선택의 재료입니다.

항공 우주 및 터보 기계:

터빈 블레이드/날개: 매우 복잡한 내부 냉각 채널을 특징으로 하고 극단적인 온도를 견딜 수 있어야 합니다. 정밀 투자 주조를 사용하여 초합금으로 만들어졌다.

제한 및 디자인 고려 사항

표면 마무리와 공차: 일반적으로 가공되거나 단조된 부품보다 좋지 않지만, 투자 주조와 같은 공정은 가까워진다.

결함: 과정을 신중하게 통제하지 않으면 공극도, 수축 공동, 포장물과 같은 내부 결함이 발생할 수 있다.

낮은 기계적 성능: 비록 좋지만, 표준 주조의 기계적 성능(특히 충격 인성)은 일반적으로 굵은 결정 구조로 인해 같은 재료의 단조 부품보다 낮다.

리드 타임: 금형을 만들기 (특히 모래와 투자 주조를 위한) 부품 당 비용은 낮지만 긴 초기 리드 타임을 가질 수 있습니다.

결론

주조는 현대 기계 장비 제조의 핵심이다. 그것은 경제적으로 실행 가능한 방법으로 견고하고 복잡하며 종종 큰 금속 부품을 만들 수 있는 독특한 능력을 제공합니다. 당신이 운전하는 자동차에서 전기를 공급하는 발전소까지, 주조 부품들은 수많은 기계 시스템의 기능을 가능하게 하기 위해 노력하고 있습니다. 종종 눈에 띄지 않습니다. 특정 주조 공정의 선택은 복잡성, 비용, 부피, 재료 성능의 균형을 이루는 중요한 공학 결정이다.