Mechanical Engineering Study/주조

기공의 영향, 기포(porosity), 기공(blow hole), 미세공(pin hole), 기공의 위험성, 기공 대책, 주조 결함

로망사슴 2025. 1. 6. 08:21
반응형

기공의 구체적인 영향은?

 

1. 개요

 

1) 기공 결함, 가스구멍 결함  (blow hole, pin hole) 정의

용탕 중 함유된 가스가 응고시 석출되어 주물 속에 남아있거나 탕구 방안의 잘못으로 공기가 흡입되어 잔류되는 경우 주물 내 공동이 생길 수 있는데, 큰 공동을 기공(blow hole), 작은 공동을 미세공(Pin hole)이라 하며 수축공과 구분하기 어려움  
  • 주형의 통기성 부족으로 생기는 가스구멍
  • 주물사에 수분이 많아 생긴 가스 구멍 (주물사 수분 증발)
  • 상형의 모래다짐이 과도하여 생긴 가스구멍
  • 주물사의 높은 가스발생능력에 기인된 가스구멍
 

주조 결함 정리, 주물 결함, 주조 결함 검사 시험, 비파괴검사, 소착, 미스런, 주조 유동성, 용탕

23-1-4 주물에 생기는 결함 중 냉각, 응고 시에 생기는 결함의 종류 5가지를 설명하시오. 22-2-5 주조공정 시 주물의 결함과 발생 방지방법에 대하여 설명하시오. 20-4-6 주물의 불량 유형과 그 발생

romanticdeer.tistory.com

 

[주조, 2023] 주물에 생기는 결함의 종류별 특징과 원인, 대책

1. 개요 1) 정의 주물 : 융해된 금속을 주형에 넣고 응고시켜 원하는 금속제품으로 만드는 일, 또는 그 제품 2) 결함의 종류 기공(Blow hole) 수축공(Shirinkage hole) 편석(Searegation) 변형과 균열 (Deformation

romanticdeer.tistory.com

 

 

2) 기공 발생 원인

① 용탕의 주입 불량
용탕에 가스가 많이 함유되어있거나, 주입시 공기가 말려들어가면 기공 결함이 생길 수 있음 

② 주형, 코어의 불량 
주형이나 코어에 수분이 많거나, 가스발생이 많은 경우. 주형이나 코어의 통기성이 부족해서 가스 배출이 잘 되지 않는 경우 

③ 콜드셧 (cold shut)을 동반한 기공 
탕도 방안이 부적절해서 주탕 초반에 튄 용탕이 응고된 후, 유입된 용탕과의 상호작용으로 가스가 방출되어, 해당 가스로 인해 용탕과 융합되지 못한채 남아있게되며 가스는 기공을 생성함 
  • 금형 캐비티 내 공기 및 수분에 의한 열분해 가스 혼입
  • 용탕에 지나치게 많은 가스가 녹아있음 (주철이나 주강에서는 탄소와 산소가 결합하여 일산화탄소가 생기며 기공을 유발하기도 함) 
  • 주형이나 중자(코어)에서 가스 유입 (지나친 수분, 중자 결합제(binder), 첨가제 등으로 인한 가스) 
  • 탕구 방안이 적절하지 못함
  • 주형의 투과성, 통기성이 부족  
  • 배출되지 않은 가스가 주물 내부에서 중공 부분의 구를 만듬 → 구멍의 형태로 응고 

기공

3) 기공 대책

① 주형에 충분한 배기공(가스빼기구멍)을 설치하고 탕구방안을 개선
② 주물사의 수분 함량을 조절하고 적절한 건조처리 : 주형의 가스 발생을 줄일 것 
③ 탕도 높이를 조절하고 압탕에 의한 용융금속에 압력을 가함
④ 용해 온도를 너무 높이지 않는다 (과열 X) : 용탕의 가스 흡수량을 적게할 것 
⑤ 장입재료 관리를 철저히하여 질소, 수소의 양을 감소시킴 
  • 주탕시 공기를 빨아들이지 않게 할 것
  • 정련을 충분히 할 것
  • 탕구를 크게하여 용탕에 가압 → 가스 배출 촉진
  • 통기성 크게하여 가스 배출
  • 충분한 탈산 및 재산화 방지 
  • 용탕 중 산소친화력이 강한 성분 (Ti등)이 많으면 감소
  • PF (pore free) diecasting, 고진공 다이캐스팅 등 공정 변경 
  • 주형 내 수분 감소, 수소의 공급원이 되는 알루미늄 함량 조절 → 수소 가스의 발생 감소 
 

주철 용탕 처리 - 탈가스처리, 탈산처리(Deoxidiser)

1. 개요 1) 탈가스 정의 용탕 속 가스 (수소, 산소, 질소 등)의 함유량에 따라 주물에 품질이 크게 영향을 받음 가스로 인해 주물에는 핀홀, 기포, 산화물 계통의 개재물,협잡물 혼입 등의 결함이

romanticdeer.tistory.com

 

 

고진공 다이캐스팅 (High Level Vacuum Die Casting), 다이캐스팅 열처리가 안되는 이유

1. 개요 1) 고진공 다이캐스팅 배경일반적인 알루미늄 다이캐스팅 제품의 경우 양산성이 우수하여 자동차 부품 등에 많이 적용중에 있음 하지만 다이캐스팅은 공정 중 제품 내 가스 혼입이되어,

romanticdeer.tistory.com

 

2. 기공 결함의 영향

 

1) 제품에 미치는 영향

① 기계적 강도 저하
기공결함으로 인해 인장, 항복강도, 충격저항성, 피로강도 등이 저하됨 

② 피로 수명 단축 
 응력 집주을 야기하여 피로 수 명을 단축시킴

③ 밀봉 성능 저하 
 제품의 밀봉 성능 저하.  각종 케이스류 (변속기 등)은 다이캐스팅으로 제작하는 경우가 많은데, 이때 기공이 있을시 내부 윤활유가 유출될 수 있음 

④ 외관 불량
주조 제품의 외관 품질 저하 

 

 

2) 기공의 기계적 성질에 대한 영향

기포(porosity)함량에 따른 기계적 성질 변화 추이, "Effect of Porosity on the Mechanical Properties of Sintered Nickel Steels"

위 테이블을 보면. 기공을 유발하는 기포의 함량이 높아질수록 
1) 항복강도 감소 2) 압축강도 감소 3) 압축변형률 감소 (인성 관련) 4) 탄성계수 감소 (연성은 증가) 의 결과를 보인다 
 

금속 조직별 일반적인 기계적 성질, 자성차이 - 마르텐사이트, 오스테나이트, 페라이트, 펄라이

1. 개요 1) 철금속 정의 철금속은 철을 주성분으로 하는 금속재료를 총징, 순철, 탄소강, 특수강, 주철 등에 해당 일반적으로 광택을 가지고 있고 고체상태에서 결정구조를 가지며 상온에서 고

romanticdeer.tistory.com

 

금속의 강화기구, 금속조직(결정립) 미세화 방안, 석출강화, 고용체강화, 가공경화

금속 22-2-6 금속재료의 강도를 증가시키는 방법 중 전위의 움직임을 제한하여 실용금속의 강화 수단으로 사용하는 방법을 5가지만 쓰고 설명하시오.금속 14-2-1 금속의 강화기구를 설명하시오 금

romanticdeer.tistory.com

 

소성 이론, 응력변형률 선도, 재료의 성질, 슬립, 쌍정, 전위, 비강도

23-3-2 응력변형율 선도에서 탄성영역과 소성영역을 구분하고, 소성변형을 이용한 가공법 5가지를 설명하시오.18-1-7 옵셋(offset) 항복강도에 대하여 설명하시오.17-1-2 소성가공 시 발생하는 금속재

romanticdeer.tistory.com

 

주조용 알루미늄 합금, 다이캐스팅 알루미늄 합금, 중력주조, AC4C, A356, ADC12

1. 개요 1) 알루미늄 정의 물리적 성질은 FCC, 전기전도율은 Cu의 약 65%, 비중이 철에 비해 1/3정도, 전기전도도, 내식성, 가공성이 우수 상온가공 : 280 ~ 500도 (연신율은 400~500도에서 극히 증대되어

romanticdeer.tistory.com

 

사형주조 (Sand Casting), 주조 결함, 도형제, 이형제, 사형 주조 순서, 주물사 세부 이론

주조 소모성주형주조 사형주조 ★ 정밀주조 (인베스트먼트주조, 로스트왁스법) 쉘몰드주조 풀몰드주조 로스트폼주조 금형주조 고압주조 저압주조 중력주조 특수주조 진공주조 고압응고주조 (S

romanticdeer.tistory.com

 

 

 

 

 

 

반응형