맞춤형 휠 및 디스크 주조 | 모래 주조 솔루션

휠 및 디스크 주조는 자동차 제동 시스템에 널리 사용되는 회전 구조 부품의 큰 범주를 나타냅니다., 기계식 전송 장비, 광산 기계 및 해양 전력 조립체.

대표적인 제품으로는 플라이휠이 있습니다., 브레이크 디스크, 벨트 풀리, 휠 허브, 기어 디스크 및 브레이크 드럼.

이 모든 부품은 축대칭 회전체와 동일한 구조적 특성을 공유합니다.: 눈에 띄는 핫스팟을 형성하는 두꺼운 중앙 허브, 허브와 외부 림 사이의 전환 연결 웹, 벽이 얇은 외주 가장자리.

급격한 벽 두께 차이로 인해 본질적인 야금학적 문제가 발생합니다., 허브 내부에 집중된 수축 기공 포함, 단면 변형 변형, 열 응력 균열, 얇은 부분의 냉각 경향, 고르지 않은 원주 경도, 슬래그 함유물 및 가스 기공.

공정 설계의 핵심 철학은 라이저를 통한 응고 순서 조절에 있습니다., 필요에 따라 방향성 응고 또는 비례 응고를 실현하기 위한 냉각 및 최적화된 게이팅 레이아웃.

샌드 캐스팅은 중대형 휠의 주요 제조 경로가 되었습니다. & 유연한 툴링으로 인해 소규모 및 중간 규모의 배치 생산량을 갖춘 디스크 주조, 낮은 선행 투자와 다양한 형상에 대한 강력한 적응성.

1. 휠 및 디스크 부품의 구조적 특성 및 주조 과제

휠 및 디스크 주조가 일반적입니다. 회전 구조 구성요소 축대칭 기하학이 특징, 단면 두께의 큰 차이, 응고 중 복잡한 열 전달 거동.

이러한 구성 요소는 일반적으로 상대적으로 단순한 외부 모양을 가지고 있지만, 내부 주조 품질은 형상 간의 상호 작용에 크게 좌우됩니다., 용융 금속 흐름, 고정화 제어.

휠 및 디스크 주조의 일반적인 구조적 특성

휠 또는 디스크 주조는 일반적으로 세 가지 기능 영역으로 나눌 수 있습니다.: 허브, 디스크/웹 섹션, 그리고 바깥쪽 테두리.

그만큼 중앙 허브 일반적으로 가장 두꺼운 부분이며 샤프트의 연결 지점을 제공합니다., 문장, 볼트, 또는 전송 시스템.

부피가 크고 냉각 속도가 느리기 때문에, 허브는 응고 중에 주요 열 핫스팟이 됩니다..

이 지역의 액체 금속은 주변 지역보다 더 오랫동안 녹은 채로 남아 있습니다., 충분한 공급이 제공되지 않으면 수축 결함이 발생할 위험이 높습니다..

그만큼 디스크 또는 웹 섹션 허브를 외부 림과 연결하고 경량 구조를 유지하면서 기계적 부하를 전달하는 역할을 합니다..

이 영역에는 점진적이거나 곡선적인 두께 변화가 포함되는 경우가 많습니다.. 부적절한 전환 설계 또는 고르지 못한 냉각으로 인해 잔류 응력이 발생할 수 있습니다., 왜곡, 그리고 뜨거운 균열.

그만큼 바깥쪽 테두리 일반적으로 단면 두께가 더 작고 허브보다 빠르게 냉각됩니다..

이 영역을 과도하게 냉각하면 허브가 공급을 완료하기 전에 조기 응고가 발생할 수 있습니다., 내부 다공성과 고르지 못한 기계적 특성으로 이어짐.

이 세 영역 간의 관계가 전체 주조 동작을 결정합니다.:

• 허브는 뜨거운 상태를 유지하는 경향이 있으므로 효과적인 공급이 필요합니다..
• 디스크는 변형을 방지하기 위해 균형 잡힌 냉각이 필요합니다..
• 림은 조기 동결을 방지하기 위해 제어된 응고가 필요합니다..

그러므로, 성공적인 주조 설계는 외부 영역에서 중앙 공급 영역을 향해 제어된 열 구배를 달성해야 합니다..

휠 및 디스크 부품의 주요 주조 과제

휠 및 디스크 주조는 일반적인 구조로 인해 복잡한 열 거동을 수반합니다. 두꺼운 허브, 얇은 웹, 그리고 바깥쪽 림.

단면 두께의 큰 차이로 인해 고르지 않은 응고가 발생합니다., 수유 어려움, 및 응력 집중.

다음 표에는 주요 주조 과제와 해당 제어 방법이 요약되어 있습니다..

2. 전체 프로세스 레이아웃 & 이별 계획

프로세스 레이아웃 모래 주조 휠 및 디스크 구성 요소는 충전 동작을 결정하는 중요한 요소입니다., 응고 순서, 치수 정확도, 그리고 최종 캐스팅 품질.

단순한 모양의 주물과는 달리, 휠 구성 요소에는 섹션 두께에 상당한 차이가 있습니다. 중앙 허브, 디스크/웹, 그리고 바깥쪽 테두리, 주조 방향과 분리 방법의 선택이 특히 중요합니다..

수평분할공정 (가장 일반적인 솔루션)

수평 절단은 휠 및 디스크 주조에 가장 널리 사용되는 방법입니다., 특히 플라이휠, 브레이크 디스크, 도르래 바퀴, 중소형 허브, 일반 산업용 디스크.

이 배열에서는, 주물이 수평으로 위치합니다., 분할 평면은 일반적으로 디스크 또는 웹 섹션을 통해 선택됩니다..

금형은 상부코핑과 하부항력으로 구분됩니다., 편리한 패턴 철수 가능, 코어 설치, 및 금형 조립.

이 방법은 두 가지 모두에 널리 호환됩니다.:

• 대량 생산을 위한 생사 성형 시스템;
• 중소형 배치 생산을 위한 수지 결합사 공정.

수평 절단의 주요 장점은 공정 레이아웃이 간단하다는 것입니다., 낮은 툴링 투자, 그리고 우수한 생산 효율성.

코어 배치는 비교적 간단합니다., 중앙 구멍이 있는 부품에 적합합니다., 내부 공동, 또는 샤프트 장착 구조.

일반적인 게이팅 배열에는 다음이 포함됩니다.:

• 중앙 상단 게이팅, 용융 금속이 허브 영역을 통해 유입되어 림을 향해 바깥쪽으로 흐르는 곳;
• 원주 측면 게이팅, 용탕이 둘레에 고르게 유입되어 충진 안정성을 향상시키는 곳.

하지만, 수평 성형에도 특정 제한이 있습니다.. 주물의 윗면과 아랫면의 열전달 조건이 다르기 때문에, 냉각은 종종 비대칭입니다.

이로 인해 다음이 발생할 수 있습니다.:

• 고르지 못한 수축;
• 단면 뒤틀림;
• 잔류응력;
• 치수 편차.

게다가, 금형 캐비티의 상부 표면은 가스 및 비금속 개재물을 가두는 경향이 더 높습니다., 이로 인해 발생할 수 있는:

• 블로우홀;
• 슬래그 함유물;
• 표면 결함.

그러므로, 정밀성이 중요한 휠 부품용, 수평 분할에는 환기 개선과 같은 추가 조치가 필요한 경우가 많습니다., 최적화된 게이팅, 제어된 냉각.

수직분할 및 수직타설 공정

수직 절단 공정은 휠 또는 디스크 주조를 수직 방향으로 배치합니다., 부품의 반경 방향을 따라 금형 분할.

이 방법은 주로 다음과 같은 경우에 사용됩니다. 고정밀 휠 허브, 튼튼한 구동 바퀴, 철도 부품, 우수한 치수 안정성이 요구되는 대형 회전 부품 및.

수평성형에 비해, 수직 주조는 보다 대칭적인 열 환경을 제공합니다..

주조물의 전체 둘레가 보다 균일한 냉각 속도를 경험합니다., 서로 다른 지역 간의 온도 차이를 크게 줄여줍니다..

주요 이점은 다음과 같습니다.:

• 진원도 및 동심도 개선;
• 냉각 후 변형 감소;
• 더욱 균형잡힌 미세구조 분포;
• 낮은 잔류 응력.

캐스팅이 수직으로 배치되어 있기 때문에, 용융 금속 흐름도 더 잘 제어할 수 있습니다., 상부와 하부 사이에 고르지 않게 채워지는 위험을 줄입니다..

하지만, 수직 파팅에는 더욱 진보된 성형 능력이 필요합니다.. 주요 과제는 다음과 같습니다.:

• 더욱 복잡한 패턴과 핵심 디자인;
• 더 높은 금형 조립 요구 사항;
• 대형 금형 취급의 어려움 증가;
• 리프팅 및 위치 지정 장비에 대한 더 큰 요구 사항.

그러므로, 이 방법은 일반적으로 다음과 같은 경우에 적용됩니다. 수지모래 생산 환경, 특히 대량 자동화 생산보다는 중간 규모 또는 맞춤형 대형 주조에 적합합니다..

경사 타설 공정 (하이브리드 최적화 방법)

경사 타설은 수평 성형 원리를 바탕으로 개선된 공정입니다..

붓는 동안, 금형이 제어된 각도로 기울어집니다., 일반적으로 주변 10°–25°, 보다 안정적인 조건에서 용융 금속이 캐비티에 들어갈 수 있도록 합니다..

이 방법은 수평 주조와 수직 주조의 장점을 결합하여 두 가지를 모두 개선합니다.:

• 충전 부드러움;
• 응고방향 제어.

기울어진 위치는 금형 표면에 대한 직접적인 금속 충격을 줄이고 충전 중 난류를 줄입니다..

동시에, 보다 유리한 열 구배를 촉진합니다., 용융 금속이 허브 영역으로 공급되도록 돕습니다..

경사 주입은 특히 적합합니다.:

• 연성 철 바퀴;
• 대형 디스크 주조;
• 허브 수축 경향이 심한 부품.

주요 이점은 다음과 같습니다.:

• 산화물 개재물 형성 감소;
• 허브 공급 효율성 향상;
• 수축 다공성의 위험 감소;
• 더 나은 치수 안정성.

하지만, 경사 주입에는 금형 각도를 정확하게 제어하기 위해 추가 장비 또는 고정 장치가 필요합니다., 표준적인 성형 라인보다는 전문 생산에 더 적합합니다..

3. 샌드 몰드 설계 및 제조 공정

모래 주형의 품질은 충전 거동을 직접적으로 결정합니다., 표면 품질, 치수 정확도, 휠과 디스크 캐스팅의 내부 건전성.

이러한 구성 요소는 일반적으로 결합되어 있기 때문에 큰 직경, 두꺼운 허브, 얇은 웹 섹션, 복잡한 열전달 조건, 성형 공정은 캐비티 안정성을 유지하는 동시에 우수한 투과성과 붕괴성을 유지하기에 충분한 강도를 제공해야 합니다..

중소형 휠 부품 대량 생산을 위한 그린 샌드 몰딩

생사 성형은 중소형 휠 및 디스크 주물을 생산하는 데 가장 널리 사용되며 경제적인 방법 중 하나입니다., ~와 같은:

• 벨트 풀리;
• 소형 플라이휠;
• 브레이크 드럼;
• 일반 산업용 디스크.

이 공정에서는 규사 혼합물을 사용합니다., 벤토나이트 점토, 물, 재사용 가능한 성형 재료를 만들기 위한 탄소 첨가제.

특히 높은 생산성과 낮은 제조 비용이 요구되는 자동화 생산 라인에 적합합니다..

생사의 성능은 물리적 특성에 크게 좌우됩니다.. 일반적인 제어 매개변수는 다음과 같습니다.:

활성 벤토나이트와 탄소 첨가제의 비율은 신중하게 제어되어야 합니다.. 벤토나이트는 접착력을 제공합니다., 석탄 먼지 또는 이와 유사한 탄소질 첨가제는 다음을 줄이는 데 도움이 됩니다.:

• 금속 침투;
• 번온 결함;
• 표면 거칠기;
• 가스 관련 표면 결함.

생산 중, 재생사 온도도 제어해야 합니다.. 뜨거운 재생 모래는 수분 분포에 부정적인 영향을 미치고 금형 품질을 저하시킬 수 있습니다., 표면 조도 불량 및 치수 불안정성 초래.

휠 및 디스크 주조용, 허브와 웹 섹션의 가장 높은 지점 주위에 가스가 축적되는 경향이 있기 때문에 일반적으로 추가 환기 조치가 적용됩니다..

일반적인 솔루션에는 다음이 포함됩니다.:

• 분할 표면을 따라 있는 환형 벤트 홈;
• 금형의 높은 지점에 있는 가스 배출 구멍;
• 밀폐된 캐비티 영역 위의 추가 벤트 라이저.

하지만, 녹색 모래 성형에도 한계가 있습니다. 금형의 강성이 상대적으로 낮고 치수 안정성이 적당하기 때문에, 일반적인 치수 정확도는 대략 다음과 같습니다. CT9 – CT11 주조 공차 기준에 따라.

게다가, 생사형의 상대적으로 느리고 제어되지 않는 냉각 특성으로 인해 두꺼운 허브 섹션에서 수축 결함이 발생할 위험이 증가합니다..

그러므로, 생사는 일반적으로 엄격한 초음파 검사나 높은 피로 성능이 필요한 견고한 연성 철 휠 허브에 선호되지 않습니다..

대형 및 고성능 휠 주조를 위한 자체 경화 수지 샌드 몰딩

대형 휠 허브용, 튼튼한 플라이휠, 철도 부품, 엄격한 비파괴 검사가 필요한 주물 등, 자기 경화형 수지 모래가 선호되는 성형 기술입니다..

녹색 모래와 달리, 레진샌드는 수지와 경화제 사이의 화학적 결합을 통해 성형 강도를 얻습니다., 외부 다짐 장비 없이 크고 복잡한 금형 제작 가능.

대표적인 재료는 다음과 같습니다:

• 70/140 메쉬 실리카 모래;
• 향상된 열 안정성을 위한 Ceramsite 모래;
• 푸란 수지 또는 알칼리성 페놀 수지 시스템.

수지 첨가 비율은 일반적으로 대략적으로 제어됩니다. 1.0%-1.4%, 경화제 복용량은 다음에 따라 조정됩니다.:

• 주변 온도;
• 습기;
• 필요한 경화 속도;
• 생산주기 요구 사항.

수지 모래는 휠 및 디스크 주조에 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.:

향상된 치수 정확도

수지 샌드 몰드의 높은 강성과 안정성으로 인해 치수 정확도가 대략적으로 도달할 수 있습니다. CT8~CT9, 이는 기존의 생사 성형보다 훨씬 우수합니다..

이는 치수 편차가 영향을 미칠 수 있는 회전 부품의 경우 특히 중요합니다.:

• 성능 균형;
• 샤프트 정렬;
• Machining allowance;
• 서비스 수명.

복잡한 코어에 대한 더 나은 기능

대형 휠 주조에는 종종 내부 공동이 필요합니다., 장착 구멍, 또는 복잡한 허브 구조. 수지 모래는 다음과 같은 생산을 가능하게 합니다.:

• 대형 코어 어셈블리;
• 얇고 복잡한 모래 코어;
• 정확한 내부 통로.

이는 맞춤형 제품에 매우 적합합니다., 일체형, 소규모 배치 생산.

더 높은 표면 품질

금형 캐비티 표면이 매끄러울수록:

• 모래 접착;
• 표면 거칠기;
• 청소 작업량;
• Machining allowance.

하지만, 수지 모래는 또한 특정 문제를 야기합니다..

수지 바인더는 주입 시 더 많은 가스를 발생시키기 때문에, 부적절한 프로세스 제어로 인해:

• 지하 블로우홀;
• 가스 다공성;
• 탄소 관련 결함.

게다가, 수지 모래 주형은 녹색 모래에 비해 강성이 높고 붕괴성이 낮습니다.. 두꺼운 부분의 주조용, 제한적인 수축은 다음의 위험을 증가시킬 수 있습니다.:

• 열 스트레스;
• 뜨거운 크래킹;
• 잔류응력 집중.

그러므로, 수지 모래 공정에서는 금형 강도 간의 세심한 조정이 필요합니다., 라이저 디자인, 및 냉각 제어.

금형 코팅 기술

금형코팅은 표면품질 향상 및 주조결함 방지에 필수적인 역할을 합니다., 특히 큰 핫 섹션과 복잡한 전환이 있는 휠 및 디스크 구성 요소의 경우.

코팅의 주요 목적은 용융 금속과 모래 주형 사이에 보호 장벽을 만드는 것입니다., 감소:

• 모래 침투;
• 금속-금형 반응;
• 번온 결함;
• 표면 거칠기.

다양한 재료에는 다양한 코팅 시스템이 필요합니다..

을 위한 회색 무쇠 바퀴 주물, 흑연 기반 코팅은 흑연이 다음을 제공하기 때문에 일반적으로 적용됩니다.:

• 좋은 열 안정성;
• 금속 침투 감소;
• 향상된 표면 마감.

을 위한 연성 철 및 두꺼운 부분의 주물, 알코올 기반의 지르콘 분말 코팅은 일반적으로 다음과 같은 이유로 선호됩니다.:

• 높은 내화도;
• 용철 침식에 대한 탁월한 저항성;
• 열 핫스팟에서 강력한 보호.

일반적인 절차에는 다음이 포함됩니다.:

1. 전체 캐비티 표면을 덮는 첫 번째 코팅 적용;
2. 완전 건조로 수분 제거;
3. 향상된 보호를 위한 2차 코팅 적용;
4. 금형 조립 전 최종 검사.

건조가 충분하지 않으면 붓는 동안 추가 가스가 발생할 수 있습니다., 과도한 코팅 두께는 투과성을 감소시키고 주조 품질에 영향을 미칠 수 있습니다..

휠 및 디스크 샌드 몰드용 벤팅 시스템 설계

가스 관리는 휠 및 디스크 주조의 중요한 측면입니다. 회전 형상이 자연스럽게 가스 축적 영역을 생성하기 때문입니다..

적절하게 설계된 환기 시스템에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.:

효과적인 환기 설계는 균형을 유지해야 합니다.: 환기가 충분하지 않으면 가스 결함이 발생합니다., 과도한 환기는 금형을 약화시키거나 금속 침투 위험을 증가시킬 수 있습니다..

4. 휠 및 디스크 주조용 게이팅 시스템 설계

게이팅 시스템은 내부 품질을 결정하는 데 결정적인 역할을 합니다., 치수 안정성, 휠 및 디스크 캐스팅의 기계적 성능.

거대한 허브를 갖춘 일반적인 회전 기하학적 구조로 인해, 상대적으로 얇은 웹 섹션, 더 얇은 외부 테두리 - 난류를 방지하기 위해 충전 공정을 주의 깊게 제어해야 합니다., 산화물 동반, 감기가 닫혔습니다, 불완전한 충전, 고르지 않은 온도 분포.

중앙 상부 게이팅 시스템: 강력한 방향성 응고 기능을 갖춘 간단한 레이아웃

중앙 상단 게이팅 시스템은 플라이휠 및 상대적으로 단순한 디스크 모양 주조를 위한 전통적인 솔루션 중 하나입니다..

이 디자인에서는, 용융 금속은 중앙 허브 영역에서 유입되어 웹 섹션을 통해 림을 향해 방사상 바깥쪽으로 흐릅니다..

이러한 배열은 충전 및 응고 중에 중앙 허브가 외부 테두리보다 더 뜨겁게 유지되므로 자연스러운 온도 구배를 제공합니다..

적절하게 설계된 라이저와 결합하는 경우, 시스템은 더 얇은 외부 섹션에서 허브쪽으로 방향성 응고를 촉진할 수 있습니다., 중앙 핫스팟에 공급 가능.

하지만, 중앙 공급 위치는 또한 몇 가지 잠재적인 문제를 야기합니다..

허브 영역이 고온 용융 금속에 지속적으로 노출되면 허브의 열 농도가 증가합니다., 이는 핫스팟을 확대하고 수축 공동 또는 미세 다공성의 위험을 증가시킬 수 있습니다..

게다가, 중앙에 있는 금속 흐름의 직접적인 영향으로 초기 충전 단계에서 난류가 발생할 수 있습니다., 산화막 형성 및 슬래그 혼입 가능성 증가.

성능 향상을 위해, 현대적인 디자인에는 종종 쏟아지는 용기에 세라믹 폼 필터가 포함되어 있습니다., 중앙에서 여러 방사형 입구 확장, 얇은 웹 영역에 직접적인 금속 충격을 방지하기 위해 흐름 방향을 조정합니다.. 이러한 수정은 난기류를 줄이고 내부 청결도를 높이는 데 도움이 됩니다..

환형 슬릿 측면 게이팅 시스템: 브레이크 디스크 및 정밀 회전 부품에 선호되는 솔루션

브레이크 디스크의 경우, 브레이크 드럼, 탁월한 치수 정확도와 동적 균형이 요구되는 기타 부품, 환형 슬릿 측면 게이팅은 가장 효과적인 솔루션 중 하나로 널리 간주됩니다..

이 구성에서는, 원형 러너가 허브 영역 주위에 배열됩니다., 여러 개의 좁은 입구가 원주를 따라 고르게 분포되어 있습니다..

용융 금속이 여러 방향에서 동시에 금형 캐비티에 들어갑니다., 균형 잡힌 충전 패턴 생성.

이 시스템의 가장 큰 장점은 전체 둘레에 균일한 온도 분포를 달성할 수 있다는 것입니다..

용융 금속이 거의 동시에 주조의 서로 다른 영역에 도달하기 때문에, 열 구배가 최소화됩니다., 잔류 응력 감소, 왜곡, 진원도 편차.

상대적으로 부드러운 충전 동작은 직접 상부 주입에 비해 난류도 줄입니다.. 난류가 적다는 것은 산화가 적다는 것을 의미합니다., 더 적은 수의 내포물, 표면 품질 향상.

따라서 가공 여유가 제한되고 치수 안정성이 중요한 브레이크 부품에 특히 적합한 설계입니다..

환형 게이팅 시스템은 또한 허브 사이의 보다 균일한 응고를 지원합니다., 편물, 그리고 바깥쪽 테두리.

올바르게 배치된 라이저 및 칠과 결합하는 경우, 벽 두께 변화가 심한 영역의 수축 결함을 효과적으로 제어할 수 있습니다..

하단 게이팅 시스템: 견고한 휠 허브를 위한 고품질 충진재

크고 무거운 휠 허브용, 구동 바퀴, 및 고부하 산업용 부품, 가능한 최고의 충진 품질을 달성하기 위해 하단 게이팅이 선택되는 경우가 많습니다..

하단 게이팅 시스템에서, 용융 금속은 금형 캐비티의 하부 영역에서 유입되어 점차 위쪽으로 상승합니다..

금속 표면은 충전 중에 상대적으로 안정적으로 유지됩니다., 튀는 현상이 크게 감소, 공기 참여, 그리고 2차 산화.

이 방법의 가장 큰 장점은 뛰어난 흐름 제어입니다.. 용탕이 수직으로 떨어지지 않고 부드럽게 상승하기 때문에, 난류 및 모래 침식의 위험이 크게 감소됩니다..

이는 소량의 산화물 개재물이나 모래 입자라도 피로 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있는 대형 주조의 경우 특히 중요합니다..

하지만, 바닥 채우기에도 한계가 있습니다. 주물 윗부분은 마지막에 채워지기 때문에, 완전한 수유가 이루어지기 전에 온도가 낮아질 수 있습니다..

그러므로, 하단 게이팅은 효율적인 라이저 시스템과 신중하게 결합되어야 합니다., 절연 슬리브, 적절한 공급 압력을 유지하고 두꺼운 허브 섹션의 수축을 보상하기 위한 외부 냉각.

효율적인 게이팅 시스템을 위한 일반 설계 지침

특정 게이팅 구성에 관계없이, 휠 및 디스크 캐스팅 설계 시 몇 가지 기본 원칙을 따라야 합니다..

폐쇄형 또는 반폐쇄형 게이팅 시스템은 난류를 줄이고 슬래그 분리를 향상시키기 때문에 일반적으로 선호됩니다..

스프루 사이의 일반적인 단면 관계, 달리는 사람, 그리고 ingate는 대략:

일종의 열대병 : 달리는 사람 : = 어때요? 1 : 1.2 : 0.8–1

이 비율은 과도한 난류를 피하면서 안정적인 금속 속도를 유지하는 데 도움이 됩니다..

슬래그 수집 구역을 형성하려면 수평 러너를 마지막 입구 너머로 확장해야 합니다., 불순물이 주조 캐비티에서 멀리 떨어져 있도록 허용.

용융 청결도를 더욱 향상시키기 위해 세라믹 폼 필터가 런너 시스템에 자주 설치됩니다..

입구 모양도 중요해요. 부채꼴, 긴 구멍, 또는 접선형 잉게이트는 용융 금속을 점진적으로 분배하고 금형 표면에 직접적인 영향을 줄이기 때문에 휠 및 디스크 주조에 자주 사용됩니다..

궁극적으로, 가장 효과적인 게이팅 설계는 다음을 달성하는 것입니다. 부드러운 충전, 제어된 열 흐름, 얇은 부분에서 공급원을 향한 점진적인 응고.

게이팅 간의 관계를 최적화함으로써, 라이저, 오한, 캐스팅 기하학, 제조업체는 수축 다공성을 크게 줄일 수 있습니다., 포함, 흉한 모습, 휠 및 디스크 주조의 기타 일반적인 결함.

5. 공급 시스템 설계: 라이저와 오한

피딩 시스템은 휠 및 디스크 주조의 내부 품질을 결정하는 중요한 요소입니다..

일반적인 구조(대형 허브)로 인해, 더 얇은 웹, 및 외부 림 - 이러한 구성 요소에는 단면 두께에 상당한 차이가 있습니다..

응고 중, 두꺼운 허브 영역은 더 오랫동안 액체 상태로 유지되고 더 큰 부피 수축이 발생합니다., 수축 공동 및 미세 다공성에 매우 취약합니다..

휠 및 디스크 주조용 라이저 설계

허브 영역은 주조에서 가장 큰 열 질량을 나타내기 때문에 일반적으로 주요 공급 대상입니다..

라이저는 일반적으로 응고의 최종 단계에서 액체 금속을 제공하기 위해 허브 위나 허브 근처에 위치합니다..

을 위한 회색 무쇠 바퀴 주물 (EN-GJL-250, EN-GJL-300), 방향성 응고가 일반적으로 적용됩니다..

원통형 또는 타원형 라이저가 허브 핫스팟에 배치됩니다., 라이저가 주조보다 늦게 동결되도록 모듈러스가 공급 영역보다 높게 설계되었습니다..

을 위한 연성이 있는 철 바퀴 주물 (en-gjs-450-10, en-gjs-600-3), 공융 응고 중 흑연 팽창으로 부분 자체 공급 기능 제공.

그러므로, 과도한 라이저 볼륨 방지. 현대 설계는 일반적으로 내부 건전성을 유지하면서 주조 수율을 향상시키기 위해 더 작은 절연 라이저와 냉각 장치를 결합합니다..

두꺼운 단면이 있는 견고한 휠 허브용, 절연 라이저 슬리브 또는 발열 라이저는 종종 공급 시간을 연장하고 수축 결함을 줄이기 위해 사용됩니다..

냉각 적용 및 응고 제어

냉각은 국소 냉각을 가속화하고 응고 패턴을 제어하는 ​​데 사용됩니다..

선택한 영역에서 열 추출을 증가시켜, 오한은 핫스팟의 크기를 줄이고 라이저를 향한 방향성 응고를 촉진합니다..

휠 및 디스크 주조용, 오한은 주로 주위에 위치:

• 열 집중이 발생하는 허브 측벽.
• 허브에서 웹으로의 전환 영역.
• 수축 위험이 높은 국부적으로 두꺼운 단면.

하지만, 냉각 배치는 신중하게 최적화되어야 합니다. 얇은 림 부분을 과도하게 냉각하면 조기 응고가 발생할 수 있습니다., 결과적으로 잘못된 실행이 발생함, 감기가 닫혔습니다, 또는 고르지 않은 경도.

그러므로, 특정 미세 구조 제어가 필요하지 않은 한 얇은 부분에서는 일반적으로 냉기가 방지됩니다..

가장 효과적인 급식 설계는 일반적으로 다음의 조합입니다. 단열 라이저 및 적절하게 배치된 냉각기, 냉기는 열 흐름을 제어하고 라이저는 최종 수축 보상을 제공합니다..

일반적인 수유 결함 및 해결 방법

부적절한 공급 설계로 인해 몇 가지 일반적인 주조 결함이 발생할 수 있습니다.:

6. 녹는, 연성 철 휠 주물의 구상화 및 접종 공정

연성주철은 우수한 강도 조합을 제공하기 때문에 견고한 휠 및 디스크 주조에 널리 사용됩니다., 강인함, 피로 저항, 그리고 착용 성능.

회주철과 비교, 연성 철에는 구형 흑연 결절이 포함되어 있습니다., 응력 집중을 크게 줄이고 기계적 특성을 향상시킵니다..

하지만, 안정적인 연성철 품질을 달성하려면 용융의 정밀한 제어가 필요합니다, 마그네슘 처리, 및 접종 과정.

용융 공정 및 화학물질 제어

용융 공정은 연성철 품질의 기초를 확립합니다..

전기 유도로는 정확한 온도 및 화학 성분 제어를 제공하기 때문에 일반적으로 사용됩니다..

휠 캐스팅의 일반적인 연성철 등급은 다음과 같습니다.:

• en-gjs-450-10
• en-gjs-600-3

일반적인 화학 조성 범위는 다음과 같습니다.:

일반적인 온도 제어:

• 두드리는 온도: 1500–1550°C
• 쏟아지는 온도: 1360-1420°C

과도한 수준은 구상화 및 기계적 성능을 저하시키므로 황과 인의 엄격한 제어가 필수적입니다..

마그네슘 결절화 치료

마그네슘 처리는 흑연을 플레이크에서 구형 결절로 변환시키는 핵심 단계입니다.. 가장 일반적인 방법은 용선에 마그네슘-규소철 합금을 첨가하는 것입니다..

치료 중, 마그네슘은 황 및 산소와 반응합니다., 강한 반응을 일으키다.

처리 온도의 적절한 제어, 합금 첨가, 안정적인 구상흑연을 얻기 위해서는 마그네슘 회수가 필요하다..

불량한 결절화는 다음을 초래할 수 있습니다.:

• 버미큘러 흑연 형성.
• 인장강도 및 신율 감소.
• 낮은 피로 저항.

고품질의 연성철 구조물은 다음과 같아야 합니다.:

• 높은 흑연 구상화도.
• 균일한 흑연 분포.
• 제어된 결절 크기.
• 성능 요구 사항에 따라 적합한 페라이트/펄라이트 매트릭스.

접종 및 흑연 정제

접종은 흑연 핵형성을 개선하고 최종 미세구조를 안정화시킵니다.. 일반적으로 두 단계로 수행됩니다.: 태핑 중 1차 접종 및 주입 중 2차 접종.

칼슘을 함유한 페로실리콘계 접종제, 바륨, 또는 지르코늄이 일반적으로 사용됩니다..

효과적인 접종이 도움이 됩니다.:

• 흑연 결절 수 증가.
• 탄화물 형성 감소.
• 기계적 성질 개선.
• 균일한 경도 분포 달성.

대형 휠 캐스팅용, 모래 주형의 느린 냉각으로 인해 흑연이 거칠어지고 강도가 감소할 수 있으므로 접종은 특히 중요합니다..

7. 쉐이크 아웃, 냉각 및 열처리 공정

흔들림, 냉각, 열처리 단계는 치수 정확도를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다., 기계적 특성, 휠 및 디스크 캐스팅의 장기 서비스 신뢰성.

응고 후 주조공정이 완료되었으나, 냉각 중 부적절한 취급이나 금형에서 조기 제거로 인해 잔류 응력이 발생할 수 있습니다., 왜곡, 그리고 심지어 크래킹, 특히 직경이 큰 부품의 경우, 고르지 않은 벽 두께, 엄격한 잔액 요구 사항.

쉐이크아웃 및 유지 시간 제어

붓고 굳힌 후, 주물은 쉐이크아웃 전에 충분한 기간 동안 모래 주형 내부에 남아 있어야 합니다..

모래 주형은 단열 기능을 제공하고 주물이 점진적으로 냉각되도록 합니다., 두꺼운 부분과 얇은 부분 사이의 온도 구배 감소.

조기 쉐이크아웃은 이러한 열 보호 기능을 너무 일찍 제거합니다., 고르지 못한 냉각을 유발하고 위험을 증가시킵니다.:

• 잔류 열응력으로 인한 허브 변형.
• 웹 왜곡 및 평면성 상실.
• 응력이 높은 부위의 표면 균열.

필요한 유지 시간은 주로 주조 크기에 따라 다릅니다., 벽 두께, 재료 유형, 및 곰팡이 특성.

일반적인 보유 시간은 다음과 같습니다.:

대형 연성철 휠용, 느린 냉각이 열 구배를 줄이고 치수 안정성을 향상시키는 데 도움이 되므로 금형 내부의 확장 냉각이 선호되는 경우가 많습니다..

쉐이크아웃 후, 주물은 조심스럽게 다뤄야 한다. 대형 휠 및 디스크 주물을 쌓거나 고르지 못한 지지대 아래에 놓아서는 안 됩니다., 금속이 여전히 높은 온도에 있는 동안 자체 무게로 인해 영구적인 굽힘 변형이 발생할 수 있기 때문입니다..

셰이크아웃 후 냉각 제어

금형에서 제거한 후, 휠 및 디스크 주물은 통제된 조건에서 계속 냉각되어야 합니다..

빠른 냉각, 특히 단면이 큰 연성철 부품의 경우, 허브와 림 영역 사이에 과도한 열 응력이 발생할 수 있습니다..

적절한 냉각 방법에는 다음이 포함됩니다.:

• 물이나 강한 기류를 이용한 강제 냉각 방지.
• 통제된 환경에서 주물을 자연적으로 냉각시킵니다..
• 중력 왜곡을 방지하기 위해 주물을 고르게 지지합니다..

연성철휠용, 제어된 냉각은 최종 미세 구조에도 영향을 미칩니다..

느린 냉각은 흑연 성장을 촉진하고 바람직하지 않은 탄화물의 형성을 감소시킵니다., 과도한 냉각 속도는 경도를 증가시키고 인성을 감소시킬 수 있습니다..

응력 완화 열처리

냉각 중에 서로 다른 단면이 서로 다른 속도로 수축하기 때문에 주조 중에 잔류 응력이 발생합니다..

두꺼운 허브, 얇은 웹, 외부 림은 서로 다른 열 수축 동작을 경험합니다., 눈에 띄는 결함이 없는 경우에도 내부 응력이 발생함.

고정밀 휠 부품용, 특히 브레이크 디스크, 구동 바퀴, 그리고 대형 허브, 응력 완화 어닐링은 일반적으로 가공 전에 수행됩니다..

일반적인 스트레스 해소 과정에는 다음이 포함됩니다.:

• 가열 온도: 500-550°C
• 개최시간: 주조 두께와 무게에 따라 결정됩니다.
• 새로운 열 스트레스를 최소화하기 위해 용광로 냉각 제어

이 처리로 잔류 응력이 감소하고 가공 안정성이 향상됩니다.. 스트레스 해소 없이, 재료를 제거하면 내부 응력이 방출되기 때문에 황삭 또는 정삭 가공 중에 주물이 변형될 수 있습니다..

8. 결론

휠과 디스크 부품의 사형 주조는 금형 설계 간의 세심한 조정이 필요한 고도로 전문화된 프로세스입니다., 게이팅 기술, 먹이 전략, 야금, 및 냉각 제어.

고품질 휠 캐스팅 생산의 핵심은 단순히 완전한 충진을 달성하는 것이 아닙니다., 그러나 전체 열 및 유체 흐름 과정을 제어합니다.:

• 올바른 주조 방향 선택;
• 안정적이고 깨끗한 충진 시스템 설계;
• 허브 열 핫스팟 관리;
• 효과적인 라이저 및 냉각 적용;
• 연성 철 야금 제어;
• 시뮬레이션 기반 최적화 사용.

적절하게 설계된 모래 주조 공정을 통해, 제조업체는 우수한 기계적 특성을 지닌 크고 복잡한 휠 및 디스크 주물을 생산할 수 있습니다., 치수 정확도, 까다로운 산업용 애플리케이션을 위한 장기적인 서비스 신뢰성.

LangHe – 중국의 휠 및 디스크 주조 전문 맞춤형 제조업체

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LangHe는 다양한 재료로 휠 및 디스크 주물을 제조합니다., 포함 회색 주철, 연성 철, 탄소강, 합금 강철, 그리고 스테인레스 스틸, 자동차 요구 사항 충족, 산업 장비, 에너지, 운송, 및 중장비 애플리케이션.

엄격한 품질관리를 통해, 고급 제조 능력, 맞춤형 엔지니어링 지원, LangHe는 내구성을 제공합니다., 비용 효율적입니다, 전 세계 고객을 위한 응용 분야별 주조 솔루션.

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