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안녕하세요 여러분, 저는 JS의 엔지니어입니다. 나는 2008 년에 처음 시작했을 때 여전히 독일 워크숍에서 저압 캐스팅 기계의 작동을 보았습니다. 용융 알루미늄 합금은 점차 호흡처럼 상승했으며 마침내 복잡한 실린더 헤드 곰팡이를 높은 정확도로 채웠습니다. 그 순간, 과정의 독창성과 효율성은 나에게 큰 인상을주었습니다.
15 년이 지났고저압 주조는 이미 나에게 친숙한 도구입니다.. 오늘은 엔지니어의 안경을 입고 제조 서클을 혁신 한이 정밀한 프로세스를 관찰하게됩니다.
저압 주조 란 무엇입니까?
저압 주조를 수행 할 때 압축 공기를 사용하여 주로 전력을 제공합니다. 우리는이 공기를 아래의 닫힌 단열재로 통과하여 용융 금속의 액체 표면에 작용할 수 있습니다. 이것은 퍼니스와 위의 금형 공동 사이에 압력 구배를 만듭니다.
이 저압 (고압 다이 캐스팅보다 훨씬 낮음)에서 용융 금속이 밀려 나고 라이저를 따라 상승합니다.주형 구멍을 부드럽게 채 웁니다.금속을 채운 후에는 공기압을 약간 높일 것입니다. 이를 통해 용융 금속이 게이트에서 게이트까지 가장 먼 곳에서 순서대로 냉각, 결정화 및 굳어집니다. 주조가 완전히 고형화 된 후 공기압이 방출됩니다. 이제 게이트에서 여전히 굳지 않은 용융 금속은 아래 퍼니스로 내려갑니다.
저압 주조 과정에서 압력, 시간, 속도 및 온도는 모두 제어 할 수 있습니다. 우리의 곰팡이는 여러 번 재사용 될 수 있지만, 내부 결함을 피하기 위해 금속이 맨 끝에서 게이트까지 단용화 될 수 있도록 설계 단계에서 열 균형을 특별히 해결해야합니다.
"저압 주조와 다른 공정의 주요 차이점은 제어 된 공기 압력을 사용하여 용융 금속의 부드러운 충전 및 방향성 고정화를 바닥에서 상단으로 달성한다는 것입니다." - American Foundry Society (AFS) "캐스팅 금속 핸드북"
무엇입니까근본적인저압 주조의 작동 과정?
1 단계 : 곰팡이를 준비하십시오
- 나는 곰팡이를 준비하는 것으로 시작합니다. 이 곰팡이 (일반적으로 모래 금형보다 훨씬 내구성이 높은 영구 강철 금형)는 최종 제품의 형태를 결정합니다.
- 곰팡이 온도가 알루미늄 융점에 가깝지만 그보다 높지 않도록 금형의 예열이 필요합니다. 차가운 곰팡이가 뜨거운 알루미늄 물과 접촉하여 "열 충격"을 만들지 않도록합니다.때로는 일부 플럭스가 뿌려져 산화로부터 금형 표면을 정제합니다.
- 몰드는 단단히 밀봉되어야하며 가스가 탈출 할 수 없어야합니다. 탈기와 같은 캐스팅 전에 수행 해야하는 몇 가지 사소한 단계가 있습니다.
2 단계 : 알루미늄 물을 얻습니다
- 나는 알루미늄 잉곳을 용광로의 알루미늄 물에 녹여 용융점 위의 온도로 가열합니다 (예 : 알루미늄은 710-720 ℃로 가열되어야합니다).
- 알루미늄 물은 곰팡이 아래 절연 용광로 (또는 도가니)에 쏟아져 온도를 일정하게 유지할 수 있으며 동시에 불순물을 제거 할 수 있습니다. 이 용광로는 필터가있는 써모스와 같습니다.
3 단계 : 압력 주조
- 절연 용광로의 가스를 압력을 가합니다. 압력은 높지 않을 것입니다.
- 이 부드러운 압력은 용융 알루미늄을 퍼니스의 튜브 (라이저)에서 위쪽으로 밀봉 된 금형 공동으로 지속적으로 밀어 넣습니다. 튀기지 않고 상당히 안정적입니다.
- 용융 알루미늄이 곰팡이의 모든 세부 사항을 차지할 수 있도록 압력이 유지됩니다.곰팡이 내의 과도한 가스는 제공된 배기 구멍을 통해 쉽게 빠져 나옵니다.
4 단계 : 응고 및 탈모
- 용융 알루미늄은 곰팡이의 천천히 굳어지고 단단합니다. 압력은 전체적으로 유지되므로 알루미늄은 수축 할 때 지속적으로 공급되어 내부 수축 수축 공동이 줄어 듭니다. 이 공정은 용융 알루미늄이 곰팡이 모양을 힘으로 각인 할 수 있도록합니다.
- 용융 알루미늄이 완전히 고형화되었을 때 홀딩 용광로의 공기 압력을 버렸습니다.
- 곰팡이를 열고 여전히 따뜻한 알루미늄 저압 주조 부품을 꺼냅니다.
5 단계 : 후 처리
- 방금 제거 된 부품의 가장자리는 버와 플래시와 함께있을 수 있으며, 청소해야합니다.
- 요구 사항에 따라이 저압 주조는 또한 두 번 밀어 넣거나 연마해야 할 수도 있습니다.
- 나는 컷 게이트 재료와 스크랩을 낭비하지 않을 것입니다. 나는 재활용을 위해 그들을 모아 녹을 것입니다.
저압 캐스팅에는 얼마나 많은 투자가 필요합니까?
나는 종종 알루미늄 합금 저압 캐스팅에 얼마나 많은 투자가 필요한지 묻습니다. 이것은 실제로 매우 중요합니다! 다음으로 몇 가지 핵심 사항으로 그것에 대해 이야기하겠습니다.
1. 장비는 가장 비쌉니다
내 개인적인 경험에서알루미늄 합금 저압 캐스팅 부분의 핵심은 장비 투자입니다.. 특별한 주조 기계가 필요합니다. 새로운 기계의 경우 소형 알루미늄 저압 주조 공장이 미화 7 만 달러에서 시작할 수 있으며, 큰 공장의 비용은 수백만 이상입니다. 중고품은 저렴할 수 있지만 위험은 높으며 나중에 유지 보수 비용이 더 많이들 수 있습니다.
또한 금형, 제어 시스템 및 안전 장치와 같은 액세서리를 잊지 마십시오. 이것들은 함께 총 장비 비용의 절반을 쉽게 설명 할 수 있습니다. 요컨대, 장비 투자는 생산 목표에 따라 다릅니다. 생산량이 작 으면 돈이 절약되고 생산이 크면 더 많은 돈이 소비됩니다.
2. 원료 비용을 과소 평가합니다
자료에 대해 이야기하고알루미늄 합금은 알루미늄 합금 저압을 주조 할 때의 영웅입니다.. 위 표에 표시된 바와 같이, 알루미늄 합금 잉곳의 전 세계 가격은 LME와 바로 관련이 있으며 국내 구매 가격은 일반적으로 LME Plus 세금 및화물을 언급합니다. 유럽에서 생산하는 경우 중국보다 약 15% 더 높습니다 (화물 + 관세). 미리 고려해야합니다!
3. 장소 및 시설
장소 없이는 처리를 시작할 수 없습니다. 투자는 좋은 공장이나 워크숍을 찾는 데 있습니다. 임대료는 위치에 따라 다릅니다. 1 계층 도시의 임대료는 10,000 위안에서 시작하여 소규모 도시에서 수천 개의 도시로 달성 할 수 있습니다. 전기와 수원의 전환을 잊지 마십시오. 이러한 고정 비용은 저렴하지 않습니다. 예를 들어, 장치를 수용하기 위해 전력 시스템의 업그레이드 비용은 수만 명의 위안의 선불입니다. 임대 토지가 사양을 충족하지 않더라도 막대한 비용으로 개조되어야합니다.
4. 인력 및 운영 비용
직원 비용은 무시할 수 없습니다. 적어도 몇 명의 숙련 된 노동자와 기술자를 고용하는 것이 좋습니다. 평범한 근로자는 한 달에 5,000 위안에서 시작하며 기술 감독자는 수만 명일 수 있습니다. 소규모 팀은 매년 10 만 ~ 20 만 위안의 인건비를 가지고 있습니다. 운영 비용에는 일일 장비 유지 보수, 교육 비용, 보험 및 환경 보호 허가가 포함됩니다. 이러한 모든 기타 비용은 한 달에 약 5,000 위안입니다. 이 투자에 대해 유감스럽게 생각하지 마십시오. 장기적으로 좋은 직원은 손실을 줄일 수 있습니다.
5. 총 투자 추정 및 주요 팁
일반적으로 알루미늄 합금 저압 주조 프로젝트에 대한 최소 투자는 약 RMB 2 백만이며, 이는 처음부터 시작하면 현실적인 출발점입니다. 그러나 저렴한 비용으로 입장하려면 중고 장비와 소규모 운영도 RMB 500,000 미만으로 줄일 수 있습니다.
나는 이것이 일회성 지불이 아니며, 할부에 투자하는 것이 더 안전하다는 것을 강조합니다. 논리는 매우 간단합니다. 장비, 재료, 장소 및 인력은 밀접하게 연결되어 있습니다.좋은 조기 계획은 많은 돈을 절약 할 수 있습니다. 마지막으로 시장 조사를 잊지 마십시오. 투자 수익률은 10%에서 20% 사이입니다. 이 사업에서 이익을 보려면 오랫동안 지속되어야합니다.
저압 주조는 중력 다이 캐스팅과 어떻게 비교됩니까?
1. 필수 차이 : 용융 금속의 "구동력"의 경쟁
| 차원 | 저압 주조 | 중력 다이 캐스팅 |
| 원동력 공급원 | 제어 가능한 공기 압력 (0.1-0.5 bar) | 순수한 중력 (외부 힘없이) |
| 충전 방향 | 하단에서 상단으로 (라이저 → 캐비티) | 위에서 아래로 (게이트 → 캐비티) |
| 금속 흐름 상태 | 층류 (난기류없이 부드러운) | 쉬운 난기류 (가스 포획의 높은 위험) |
저압 주조의 "압력 전달"은 본질적으로 제어 된 물리적 과정이며, 중력 주조는 자연 중력에 의존하므로 좁은 공정 창과 민감한 변동을 의미합니다.
2. 핵심 지표 비교 (실제 생산 데이터 기반)
| 매개 변수를 평가하십시오 | 저압 주조 | 중력 주조 |
| 치수 정확도 | ± 0.1-0.3mm (CT4-CT5 레벨) | ± 0.3-0.5mm (CT6-CT7 등급) |
| 표면 거칠기 ra | 3.2-6.3 μm (가공에 가까운) | 6.3-12.5 μm (추가 샌드 블라스팅 처리가 필요) |
| 다공성 | ≤ 1% (X- 선 검사 등급 A) | 2-5% (두꺼운 지역은 표준을 초과하기 쉽다) |
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인장 강도
|
240-280 MPA | 200-230 MPa |
| 신장률 | 8-12% | 4-7% |
| 재료 활용률 | 90-95% (라이저없이) | 60-75% (수축을 보상하기 위해 큰 라이저가 필요합니다) |
| 곰팡이 수명 | 80,000 ~ 150,000 사이클 (열 피로는 병목 현상) | 150,000 ~ 300,000 회 (고전압 충격없이) |
3. 생산 경제 비교
저압 주조의 숨겨진 비용 이점 :
사례:새로운 에너지 차량 자동차 모터 하우징 프로젝트에서JS Company :
▶ ︎ 저압 주물 : 순 중량 12kg, 빈 중량 13kg (이용률 92%).
▶ ︎ 중력 주조 : 순 중량 12kg, 빈 중량 18kg (라이저는 33%를 차지합니다).
결과 : 단일 조각의 재료 비용은 25%감소하고 연간 100,000 조각의 생산으로 600 톤 이상의 알루미늄 합금을 절약 할 수 있습니다!
중력 주조의 명시적인 비용 이점 :
| 비용 항목 | 저압 주조 | 중력 주조 |
| 장비 투자 | ￥ 8-2 백만 (단열재 포함) | 2-5 백만 엔 |
| 곰팡이 개발주기 | 3-6 개월 (열 균형 시뮬레이션 필요) | 1-3 개월 (간단한 구조) |
| 단일 항목주기 시간 | 3-8 분 (보유 압력을 60%) | 2-5 분 (압력 유지 단계없이) |
내 엔지니어링 실습 제안 :
선택 철 규칙 :
"하중 부품의 저압, 장식 부품의 중력. 얇은 벽 및 복잡한 부품의 저압, 두꺼운 벽 및 단순 부품의 중력"
중력의 한계를 깰 수 있도록 연습하십시오.
JS에서는 복합 프로세스를 통해 문제를 해결합니다.
▶ ︎ 저압 + 국소 압출 :서브 프레임의 뜨거운 관절에 사용됩니다수축을 효과적으로 제거 할 수 있습니다.
▶ 중력 주조 + 차등 압력 수축 보상 : 실린더 오일 채널의 밀도를 향상시킵니다.
알루미늄 합금은 저압 주조 공정에 적합합니까?
저는 15 년 동안 엔지니어였습니다. 금속 부품 프로젝트를 수행 할 때알루미늄 합금은 저압 주조 공정에 확실히 적합합니다. 이 과정은 산업에서 널리 사용됩니다. 주로 기포 나 균열과 같은 일반적인 문제를 피하기 위해 비교적 낮은 압력으로 용융 금속을 곰팡이로 밀어 넣을 수 있기 때문입니다.
1. 좋은 유동성
저압 주조는 저압 가스에 의존하여 포로에서 알루미늄 액체를 용광로에서 금형으로 부드럽게 밀어 넣습니다. 알루미늄 합금의 이러한 특성은 많은 압력없이 복잡한 곰팡이의 모서리를 부드럽게 채울 수 있도록하여 불충분 한 쏟아지는 쏟아지는 공기 구멍을 효과적으로 방지 할 수 있습니다.
2. 제어 가능한 수축
고정화시 알루미늄 합금은 수축되지만이 수축은 관리하기가 비교적 쉽습니다. 저압 주조의 아름다움은 다음과 같습니다.
- 부드러운 충전재 : 알루미늄 액체는 꾸준히 상승하여 공기와 불순물이 그려 질 가능성을 크게 줄입니다 (고압 주조보다 훨씬 낫다).
- 연속 공급 (키 포인트) : 알루미늄 저압 주조 공정에서 주조가 굳어 질 때까지 압력이 계속됩니다. 게이트는 금형의 바닥에 있으며, 녹은 금속을 지속적으로 제공합니다.수축 및 수축 구멍을 크게 줄일 수 있습니다, 캐스팅 내부를 밀도가 높습니다.
3. 경제적이고 안정적이며 신뢰할 수 있습니다
- 비용 절감 : 압력 저압, 낮은 기계 톤수 요구 사항 및 낮은 투자 및 유지 보수 비용이 있습니다. 알루미늄은 융점이 낮고 에너지 소비가 낮습니다.
- 안정적인 품질 : 매끄러운 충전 + 방향 응고 + 연속 압력 유지,이 펀치의 조합은 주조의 내부 구조를 밀도가 높고, 곡물이 미세하고, 기계적 특성 균일 및 고강도 및 표면이 매끄럽게 만듭니다.
- 높은 수율 : 공기 연행, 슬래그 포함 및 수축의 위험을 줄이면 공정 제어가 제자리에 있으며, 종합 수율이 보장되며, 특히 복잡한 구조 (예 : 휠 및 섀시 부품)가있는 부품에 적합합니다.
저압 주조 기술을 사용하는 분야 나 산업은 무엇입니까?
1. 자동차 산업 :
우리는 휠, 엔진 블록 및 실린더 헤드와 같은 자동차 부품을 만듭니다.저압 주조는 절대적으로 주요 힘입니다. 그것이 만드는 것들은 강력하고 신뢰할 수 있습니다. 그리고 표면은 매끄럽고 아름답고 바퀴와 같은 바퀴에 노출 된 부품을 처리 할 수 있습니다.
2. 의료 장비 (높은 요구 사항) :
수술기구와 진단 장비 부품을 만들 때, 우리는 정말로 부주의 할 수 없습니다. 재료는 고온 증기 및 강한 화학적 소독을 견딜 수 있어야합니다. 가장 중요한 것은 모공이 없어야한다는 것입니다. 그렇지 않으면 박테리아를 숨기는 것이 번거 롭습니다. 저압 주조로 만든 부품은 치료의 엄격한 무균 및 내구성 요구 사항을 충족합니다.
3. 항공 우주 (계속 개선) :
항공 우주 제품을 처리 할 때 부품은 더 나빠질 수 없습니다. 예를 들어, 랜딩 기어 부품과 일부 엔진 부품은 치수 정확도와 내부 품질에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 저압 주조에 사용되는 압력은 상대적으로 "온화한"이며, 제작 된 부품은 고밀도가 높고 균일하고 내부입니다.
4. 가정 기기 :
부엌에있는 쌀 쿠커의 괄호, 푸드 프로세서의 뚜껑 및 세탁기의 부품은 모두 다이 캐스팅으로 만들어집니다.다양한 복잡한 모양과 얇은 벽을 만들 수 있습니다디자이너의 공상을 충족시키기 위해 비용은 잘 통제되고 물건은 내구성이 뛰어납니다.
저압 주조가 사용되지 않으면 어떤 다른 주조 방법을 선택할 수 있습니까?
1. 고압 캐스팅 (다이 캐스팅) :
이것은 가장 일반적입니다. 빠르고 효율적이며 대규모, 얇은 벽 및 복잡한 모양의 부품에 특히 적합합니다. 용융 금속을 금형에 부수기 위해 순간 고압 (수십 또는 수백 메가 스칼스)에 의존합니다. 단점은 고압이 쉽게 공기와 슬래그를 쉽게 접합하고 부품 내부에 모공이있을 수 있다는 것입니다. 저압 주조의 속도와 안정성은 이러한 단점을 피합니다.
2. 모래 주조 :
가장 오래되고 가장 유연한 방법단일 조각에 큰 배치에 사용할 수 있습니다크기 제한이 거의 없으며 특히 슈퍼 크고 복잡한 단일 조각 또는 작은 주물에 적합합니다. 비용은 상대적으로 낮으며 곰팡이는 모래로 만들어집니다. 그러나 정확도와 표면 마감은 저압 주물보다 훨씬 나쁩니다. 후 처리는 번거롭고 생산 효율도 낮습니다.
3. 투자 캐스팅 (잃어버린 왁스 방법) :
복잡하고 미세한 부품과 프로세스가 어려운 재료의 일부를 만드는 주요 기술. 매우 높은 정밀도와 우수한 표면. 그러나 프로세스는 번거롭고 비용이 높으며 출력이 높지 않습니다. 저압 주물을 대체하고 이전에 작은 배치의 자동차 부품을 생산하는 데 사용 했습니까? 연습 후, 나는 비용이 그만한 가치가 없다는 것을 알았습니다.
4. 중력 주조 :
금속 액체는 자체 무게로 곰팡이로 흐릅니다. 장비는 간단하고 비용은 낮습니다. 알루미늄/구리 합금의 중소형 배치 및 중간 중간 부분에서는 괜찮습니다. 그러나, 용융 금속은 튀기고 산화되기 쉽고, 충전물은 충분히 안정적이지 않으며, 내부 품질과 표면 마감은 일반적으로 저압 주물만큼 좋지 않으며, 높은 요구 사항을 가진 부품을 만드는 것은 약간 확실하지 않습니다.
5. 카운터 중력 저압 캐스팅 :
나는 이것을 언급하는 것을 거의 잊었다! 이 이름은 고급으로 들리지만 본질적으로 "저압 캐스팅 패밀리"의보다 정교한 변형입니다. 핵심 차이점은 도가니를 금형 아래에 이동하여 게이트를 향하게하고 진공 흡입 또는 차압 원리를 사용하여 용융 금속이 곰팡이를 바닥에서 상단으로 더 매끄럽게 채울 수 있도록하는 것입니다. 일반적인 저압 주조보다 한 걸음 더 나아가고, 혼입 산화를 줄이며, 밀도와 균일 성을 향상시킬 수 있습니다.
요약
15 년 동안 현장에서 일한 후, 알루미늄 합금 저압 주조는 저압만큼 단순하지 않다고 솔직하게 말할 수 있습니다. 금속 흐름, 온도, 곰팡이 및 압력 제어를 잘 혼합하는 어려운 작업입니다! 가볍고 얇고 복잡하며 절대적으로 강하고 밀도가 높은 부품을 만드는 것이 가장 좋습니다.
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FAQ
1. 저압 주조는 무엇입니까? 제조에 사용됩니다.
저압 주물은 주로 고밀도, 모공 및 복잡한 모양을 필요로하는 중소형 얇은 벽 금속 부품을 제조하는 데 주로 사용됩니다. 일반적인 제품에는 자동차 알루미늄 합금 휠, 엔진 실린더 블록, 실린더 헤드, 항공 우주 부품, 모터 하우징 및 고정밀 유압 시스템 구성 요소가 포함됩니다.
2. 저압 주조는 어떤 형태의 부품을 만들 수 있습니까?
저압 주조는 명확한 윤곽과 균일 한 벽 두께로 복잡한 얇은 벽 부품을 제조 할 수 있습니다. 곡선 표면, 미세 갈비뼈, 내부 공동 또는 자동차 휠, 복잡한 괄호 등과 같은 비대칭 구조가있는 근처 네트 형태의 주물에 특히 좋습니다.
3. 저압 주조는 대량 생산에 적합합니까?
저압 주조는 대량 생산에 매우 적합합니다. 높은 수준의 자동화와 긴 곰팡이 수명 (보통 50,000-100,000 회)이 있습니다. 엔진 실린더 블록과 같은 표준화 된 부품을 안정적으로 효율적으로 제조 할 수 있지만 초기 금형 비용은 높으며 생산에 의해 공유해야합니다.
4. 저압 주조에서 기공을 줄이는 방법은 무엇입니까?
저압 주조는 비교적 저압 (0.01-0.1mpa)을 사용하여 곰팡이를 부드럽게 채우고 난류 용융 금속과 가스를 조립합니다. 동시에, 그것은 압력 하에서 지속적으로 공급하고 굳어 지므로 가스를 질서있게 배출 할 수 있습니다. 또한 기공을 줄이고 밀도를 크게 향상시키기 위해 방향성 응고와 협력합니다.
의지
