한국어 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
보석 품질 검사 및 결함 분석
왁스 로스트 캐스팅 프로세스
소개
로스트 왁스 공정은 대량 주얼리 생산에 널리 사용되며 고무 주형 제작, 왁스 주입, 왁스 트리 세팅, 석고 주형 주조, 왁스 제거 베이킹, 금속 주조 등 다양한 방법을 포함합니다. 프로세스의 각 단계를 분석하면 각 성공적인 단계는 이전 단계를 기반으로 하며, 마지막 단계의 문제가 전체 작업물의 품질에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있습니다. 이 장에서는 주로 고무 몰드, 왁스 몰드 및 금속 결함의 세 가지 중요한 측면에 대해 설명합니다.
목차
섹션 I: 고무 금형 품질 검사 및 일반적인 결함
앞서 언급했듯이 보석 고무 몰드는 천연 고무, 고온 가황 고무 및 상온 가황 고무와 같은 재료로 만들어집니다. 사용되는 고무 재료의 유형에 관계없이 공급 업체의 지침을 따르고 적절한 도구와 기술을 사용하여 고무 몰드를 만들어야합니다. 고무 몰드에 결함이 있으면 필연적으로 왁스 몰드의 품질에 영향을 미치므로 생산 전에 고무 몰드를 검사해야합니다.
1. 고무 금형 품질 검사 내용
고무 금형의 품질을 평가하려면 주로 고무 금형 구조, 내부 캐비티 표면 품질, 고무 금형 기계적 특성 및 고무 금형 공정 측정과 같은 측면에서 평가해야합니다.
1.1 몰드 구조.
금형을 제작하고 절단할 때는 정확한 금형 위치와 편리한 탈형을 보장하기 위해 금형 구조의 합리성을 고려해야 합니다.
1.2 몰드 캐비티 표면 품질.
금형 캐비티의 내부 표면은 명백한 공기 구멍, 접착, 긁힘, 먼지 축적 및 기타 결함 없이 매끄럽고 깨끗해야 합니다.
1.3 금형 기계적 특성.
금형의 탄성, 경도, 인열 저항성 및 기타 특성을 포함합니다.
1.4 몰드 프로세스 조치.
주입 시스템과 인서트 설정이 합리적인지 여부도 포함됩니다.
2. 일반적인 고무 몰드 결함
2.1 고무 몰드 컷의 부적절한 위치
분석 [사례 6-1]:
금형은 일반적으로 두 개 이상의 부품으로 구성되어 왁스 금형을 금형에서 제거할 수 있습니다. 서로 다른 금형 부품의 접합 표면이 이형 표면이며, 이형 표면에는 필연적으로 플래시 또는 버가 형성됩니다. 이 경우 분할 표면은 링의 중심선을 통과하여 두 개의 반으로 대칭적인 금형을 만듭니다. 결과적으로 왁스 몰드가 링 상단에 파팅 라인을 형성하여 연마 작업량이 증가하고 표면의 평탄도와 밝기가 손상됩니다.
솔루션:
주얼리 로스트 왁스 주조 공정에서 실리콘 고무 몰드로 왁스 몰드를 만들 때 실리콘 고무 몰드는 쉽게 구부러지고 열리기 때문에 부드럽게 탈형하기 위해 금속 몰드처럼 가장 중요한 단면을 절단할 필요가 없습니다. 따라서 공작물 전면의 외관에 대한 절단면의 손상을 줄이기 위해 일반적으로 링의 가장자리에서 절단면을 선택하고 대부분의 링을 금형의 한쪽에 배치합니다.
2.2 금형의 두 반쪽이 잘못 정렬됨
분석 [사례 6-2]:
금형이 두 개 이상의 부품으로 분할된 경우, 금형 구성품이 서로 올바르게 맞고 오정렬 문제를 방지하기 위해 포지셔닝 조치를 취해야 합니다. 그러나 이 경우 효과적인 포지셔닝 조치가 취해지지 않아 금형 오정렬 문제가 발생했습니다.
솔루션:
금형을 만들 때 금형의 위치 지정 방법을 먼저 고려해야하며 원본 버전을 배치 할 때 충분한 공간을 확보해야합니다. 일반적으로 금형에 일반적으로 사용되는 두 가지 위치 지정 방법이 있습니다. 하나는 그림 6-3과 같이 네 모서리 돌출 위치 지정이고 다른 하나는 그림 6-4와 같이 가장자리 톱니 결합선 위치 지정입니다.
2.3 고무 몰드 내부에 통풍구가 제공되지 않습니다.
분석 [사례 6-3]:
왁스 주입 공정 중에 몰드 캐비티 내부의 가스는 왁스 흐름 방향을 따라 앞으로 이동합니다. 데드 코너에 도달하면 고무 몰드 벽에 의해 방해를 받아 충전 배압이 형성되어 불완전한 충전, 왁스 모델의 기포 및 세부 부품의 불완전한 형성을 유발할 수 있습니다. 링의 경우 측면과 클로의 중앙에 통풍구가 있지만 액체의 흐름 방향과 반대로 열리므로 가스 배출에 도움이되지 않습니다. 또한 클로 위치의 통풍구는 중간에 열려 있어 데드 코너의 통풍에 큰 영향을 미치지 않습니다.
솔루션:
왁스 주입 시 고무 몰드 캐비티 내부의 공기를 원활하게 제거해야만 왁스 충진에 저항을 일으키지 않고 정확한 윤곽을 가진 왁스 모델을 얻을 수 있습니다. 고무 몰드에는 통풍구가 있어야 할 뿐만 아니라 통풍구의 위치와 방향에도 주의를 기울여야 합니다. 링의 경우, 이 경우 그림 6-6에 표시된 통풍구 개방 방법을 채택하면 공기 갇힘 현상을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
벤트 라인의 개방 위치는 제품 구조에 따라 다릅니다. 하지만 기본 원칙은 동일합니다. 벤트 라인은 데드 코너에서 액체가 흐르는 방향으로 열어야 하며 그 크기를 조절해야 합니다. 일반적으로 수술용 칼로 틈새만 잘라내는데, 때로는 왁스의 유입으로 인해 벤트 슬롯이 상당 부분 막힐 수 있습니다. 그림 6-7은 몇 가지 일반적인 공작물의 벤트 라인이 열리는 방식을 보여줍니다.
2.4 고무 몰드에서 왁스 주입 노즐의 정렬 불량
분석 [사례 6-4]:
고무 몰드의 왁스 주입 노즐은 왁스 주입 중에 왁스 주입 기계의 주입 밸브와 협력하기 위해 사용되는 장치입니다. 이 두 가지가 밀접하게 일치해야만 왁스가 고무 몰드 캐비티로 원활하게 흐를 수 있습니다. 이 경우 고무 몰드의 왁스 주입 노즐이 고무 층에 개별적으로 눌려 정렬이 잘못됩니다. 이러한 왁스 주입 노즐은 주입 중에 왁스 누출을 유발하여 왁스 몰드의 품질에 영향을 미칩니다.
그림 6-7에서 구조가 다른 주얼리 조각을 위해 고무 몰드의 통풍구를 여는 방법
솔루션:
왁스 주입 노즐의 두 반쪽 버전에는 그림 6-9와 같이 위치 지정 장치가 있거나 전체 입자 템플릿이 고무 층에 삽입될 수 있어야 합니다.
2.5 고무 몰드의 왁스 주입 노즐이 매끄럽지 않습니다.
분석 [사례 6-5]:
이 경우와 같이 고무 몰드의 왁스 주입 노즐에 문제가있는 경우 노즐이 고무 몰드를 밀어서 다량의 플래시 또는 불완전한 충전을 유발하고, 왁스 주입 중 왁스 누출, 왁스 액체 주입이 원활하지 않으며, 왁스 주입으로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
바디의 인기는 왁스 패턴의 품질에 영향을 미칩니다. 따라서 왁스 주입 전에 고무 몰드의 노즐을 점검하십시오. 왁스 재료, 불순물 등이 쌓인 경우 왁스를 주입하기 전에 먼저 청소하십시오.
2.6 고무 몰드는 부드럽고 끈적끈적합니다.
분석 [사례 6-6]:
고무 몰드는 탄성이 좋아야 하고 왁스 몰드에 달라붙지 않아야 하며 인장 강도가 높아야 합니다.
그렇지 않으면 세부 사항이 정확하지 않고 고무 몰드의 수명이 단축됩니다. 고무 몰드가 부드럽고 끈적 거리는 것은 주로 경화 시간이 짧거나 온도가 너무 낮아서 발생하는 고무 가황이 불충분하기 때문입니다. 따라서 금형의 작동 온도를 적절하게 높이고 성형 시간을 연장해야합니다.
2.7 고무 몰드가 너무 단단하여 수평을 맞출 수 없습니다.
분석 [사례 6-7]:
고무 몰드가 너무 단단하면 탄성이 높고 수평을 맞출 수 없으며 그림 6-11과 같이 고무 몰드의 두 반쪽을 함께 닫을 수 없습니다. 왁스 몰드를 꺼낼 때 쉽게 손상시킬 수 있습니다. 이 문제는 주로 과도한 금형 압력, 장기간의 가황 시간 또는 너무 높은 가황 온도로 인한 과도한 고무 가황으로 인해 발생합니다:
솔루션:
고무 금형의 특정 구조에 따라 적절한 가황 온도, 가황 시간 및 금형 압력을 결정합니다. 고무의 가황 온도와 시간은 기본적으로 고무 금형의 첫 번째 버전의 두께, 길이, 너비 및 복잡성과 관련된 특정 기능 관계를 따릅니다. 일반적으로 가황 온도는 약 150 ℃로 설정됩니다. 고무 몰드의 두께가 3 층 (약 10mm)인 경우 가황 시간은 일반적으로 20 ~ 25 분입니다. 두께가 4 층 (약 13mm )인 경우 가황 시간은 30 ~ 35 분 등이 될 수 있습니다. 첫 번째 버전이 복잡하고 작은 스타일이라고 가정해 보겠습니다. 이 경우 가황 온도를 낮추고 가황 시간을 연장해야합니다 (예 : 온도를 10 ℃ 낮추고 시간을 두 배로 늘리는 방법 사용). 고무를 채울 때 고무 시트의 양을 합리적으로 조절하여 금형 프레임에 누른 후 프레임 평면보다 약 2mm 정도 높도록합니다.
2.8 고무 층이 벗겨집니다.
분석 [사례 6-8]:
작업 중에 고무 시트 표면의 보호 필름이 조기에 제거되고 고무 층의 접착 표면이 손의 기름으로 오염되면 가황 중에 고무 층이 융합되지 않아 박리가 발생하고 이형제가 너무 많이 분사되어 일부는 고무 재료에 잠겨 고무 층의 박리 및 균열을 유발하고 고무 재료의 가소성이 저하됩니다.
솔루션:
성형에 더 좋은 플라스틱 소재를 선택하세요. 금형 프레임과 생고무 시트의 청결을 보장 할 필요가 있습니다. 성형하기 전에 금형 프레임을 가능한 한 많이 청소하고 작업자는 손과 작업대를 씻어야합니다. 생고무 시트의 표면을 손으로 직접 만지지 말고 생고무 시트를 붙인 다음 생고무 시트 표면의 보호 필름을 떼어냅니다. 접착제를 채울 때 이형제를 너무 많이 분사하지 마십시오.
2.9 고무 몰드는 기공으로 채워져 있고 스펀지처럼 보입니다.
분석 [사례 6-9]:
고무 몰드에 모공이나 스폰지 모양이 생기는 데는 몇 가지 이유가 있을 수 있습니다:
(1) 고무 몰드와 알루미늄 프레임이 단단히 채워져 있지 않습니다;
(2) 가황 중 압력이 불충분하고 금형 캐비티에 갇힌 가스 및 가황 휘발성 물질이 제때 배출되지 않으므로 압력을 적절히 높여야합니다;
(3) 가황이 불충분하거나 온도가 너무 낮거나 시간이 너무 짧아서 그림 6-12에 표시된 고무 몰드의 기공으로 인해 가황 중에 생성 된 휘발성 물질이 완전히 제거되지 않습니다;
(4) 통풍이 부적절하거나 통풍이 부족하여 고무 재질에 공기와 습기가 갇혀 있는 경우.
솔루션:
깨끗하고 건조한 접착제를 사용하고, 몰드 프레임에 배기 슬롯을 설정합니다. 접착제를 채울 때는 플러그, 랩, 채우기 방법을 사용하여 첫 번째 버전의 틈새, 오목한 부분, 스톤 인레이를 채우고 원재료 접착제와 첫 번째 버전 사이에 틈이 없는지 확인합니다. 가황 온도와 시간을 올바르게 설정합니다. 가황 초기 단계에서 가열판이 단단히 눌려 있는지 확인하고 손잡이를 조여 가열판을 몰드 프레임에 밀어 넣습니다.
2.10 고무 몰드의 작은 고무 실은 파손되기 쉽습니다.
분석 [사례 6-10]:
작은 구멍은 고무 실에 의존하기에는 너무 작아서 인서트를 추가해야 합니다.
솔루션:
그림 6-13과 같이 큰 핀을 삽입물로 추가하고 고무 몰드에 조립합니다. 왁스를 주입한 후 핀을 빼내어 규칙적인 관통 구멍을 만듭니다.
2.11 고무 몰드의 내부 캐비티 벽이 거칠다.
분석 [사례 6-11]:
고무 몰드의 매끄러운 내벽은 왁스 몰드의 표면 품질을 보장하기 위한 필수 요건입니다. 동판을 사용하면 고무에 달라붙기 쉽고 표면 품질에 영향을 미치기 쉽습니다. 왁스 사출 공정 중에 이형을 원활하게하기 위해 이형제 또는 활석 가루를 고무 몰드 캐비티에 분사하는 경우가 많습니다. 활석 가루가 쌓이면 고무 몰드 내부 캐비티 벽에 거칠기가 생깁니다.
솔루션:
고무 몰드의 내부 캐비티 벽이 매끄러운지 확인합니다.
그림 6-14는 고무 몰드 내부 캐비티 벽의 거칠기를 보여줍니다.
원래 몰드와 고무 사이의 접착을 방지하려면 먼저 은몰드를 사용해야 합니다. 구리 몰드를 사용하는 경우 성형 전에 은도금을 해야 합니다. 왁스 주입 시 이형제 또는 활석 가루의 양을 조절해야 하며, 활석 가루가 뭉쳐서 쌓이는 것을 방지하기 위해 두 가지를 동시에 사용해서는 안 됩니다. 일반적으로 한 번 두드리면 4~6개의 왁스 조각이 생성되므로 활석 가루를 자주 두드리지 않도록 합니다.
2.12 고무 몰드의 부적절한 절단 방법으로 인해 이형 제거가 어렵습니다.
분석 [사례 6-12]:
이 경우 링의 오목한 부분의 윤곽이 개구부보다 훨씬 큽니다. 고무 몰드에서 왁스 몰드를 제거하는 과정에서 막힘으로 인해 왁스 몰드를 제거하기 어렵고 강제로 탈형하면 왁스 몰드가 쉽게 파손되거나 변형 될 수 있습니다.
솔루션:
고무 몰드를 절단할 때 왁스 몰드를 제거하는 것이 편리한지 고려하세요. 일반적으로 고무 몰드는 종종 간격을두고 절단되어 통풍에 도움이되고 고무 몰드가 구부러진 후 탈형을 용이하게합니다. 오목한 부분의 고무 재료를 절단 할 때 오목한 부분의 윤곽이 개구부보다 훨씬 큰 공작물의 경우 그림 6-16과 같이 고무 스트립의 탄성 변형을 사용하여 내부 캐비티에서 빼내는 필링 절단 방법을 적용 할 수 있습니다.
섹션 II: 왁스 모델의 품질 검사 및 일반적인 결함
3. 왁스 모델의 품질 검사 내용
왁스 패턴의 품질은 주얼리의 최종 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 왁스 패턴의 품질에 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 자격이 없는 왁스 패턴은 왁스 나무 심기에 사용할 수 없으므로 불필요한 생산 및 가공 비용과 귀금속 손실을 줄일 수 있습니다.
왁스 패턴의 품질을 평가하는 데는 다음과 같은 측면이 포함됩니다:
3.1 모양과 크기.
왁스 패턴은 원래 모양을 정확하게 반영하고 외관상 변형이 없어야 하며 크기 요구 사항을 충족하고 쉽게 부드러워지거나 변형되지 않아야 하며 용접하기 쉬워야 합니다.
3.2 외관 품질.
왁스 패턴 표면은 표면 수축, 균열, 주름, 물집 또는 번쩍임 없이 매끄럽고 세련되며 깨끗해야 합니다.
3.3 내재적 품질.
왁스 패턴은 내부에 뚜렷한 기포가 없고 밀도가 높아야 하며 연소 시 재 잔여물이 거의 남지 않아야 합니다.
3.4 기계적 특성.
주얼리 왁스 패턴은 강도, 유연성 및 탄성이 우수하고 상온에서 표면 경도가 충분하여 탈왁싱 주조 과정에서 표면 마모가 발생하지 않아야 하며 고무 몰드에서 꺼낼 때 부러지지 않고 구부러지고 제거 후 자동으로 원래 모양으로 돌아갈 수 있어야 합니다. 왁스 패턴은 트리 왁싱 중에 왁스 코어에 단단히 용접되어야 하며 쉽게 떨어지지 않아야 합니다.
4. 일반적인 왁스 모델 결함
4.1 왁스 조각에 과도한 왁스 조각이나 버가 나타납니다.
분석 [사례 6-13]:
결함 설명: 왁스 조각에 과도한 왁스 조각이나 버가 나타납니다. 이 결함을 제거하지 않으면 주얼리 주조 불량 부품의 청소 작업량이 증가하고 불량 부품이 깨질 가능성이 높아지며 귀금속의 손실이 증가합니다.
왁스 몰드에 버가 발생하는 이유는 다음과 같은 측면을 포함할 수 있습니다:
(1) 왁스 기계의 공기압이 너무 높습니다.
보석류는 비교적 섬세하기 때문에 왁스에 외부의 힘을 주입해야 합니다.4
그림 6-17 왁스 몰드의 고무 몰드 캐비티에 왁스를 주입하는 방법은 일반적으로 압축 공기를 사용하는데, 이는 비교적 간단합니다. 왁스 주입 압력은 공기압에 따라 달라집니다. 공기압이 너무 높으면 고무 몰드가 파팅 표면에서 팽창하여 버가 발생할 수 있습니다.
(2) 왁스 온도가 너무 높습니다.
왁스의 유동성은 점도와 밀접한 관련이 있으며 점도는 주로 온도에 따라 달라집니다. 온도가 높을수록 점도가 낮을수록 유동성이 좋아지고 왁스가 고무 몰드 나이프 자국 깊숙이 버를 형성하기가 더 쉬워집니다.
(3) 접착 몰드 양쪽의 클램핑 력이 너무 작습니다.
몰드는 개봉을 위해 두 개의 반쪽 또는 여러 부분으로 나뉩니다. 왁싱할 때는 플레이트로 조립하고 클램핑하여 위쪽과 아래쪽에 닫힌 캐비티를 형성합니다. 클램핑력이 충분하지 않으면 왁스 액체가 외부 공기 압력에 의해 쉽게 밀려서 플래시가 발생합니다.
(4) 금형이 잘 절단되지 않거나 변형되거나 탄성이 높습니다.
성형 중에 금형이 단단히 닫히지 않으면 플래시가 발생할 수밖에 없습니다.
따라서 이에 상응하는 조치를 취해야 합니다:
(1) 왁스 기계의 기압, 일반적으로 더 많은 평면 왁스 샘플, 0.5-0.8kg / cm의 간단한 모양을 줄입니다.2 압력; 더 얇은 벽으로 샘플을 왁스 칠하고 돌을 조금 더 세팅하고 간격을 1.0-2.0kg/cm로 좁고 얇게 만듭니다.2
(2) 왁스 온도를 적절히 낮추십시오. 일반적인 공작물의 경우 왁스 온도를 70~75℃로 조절하면 왁스의 유동성을 보장할 수 있습니다.
(3) 고무 몰드 양쪽의 클램핑 력을 높입니다. 작동 할 때 기술에주의를 기울이고 양손을 사용하여 고무 몰드를 클램프 플레이트에 고정하고 손가락이 고르게 분포되어 고무 몰드에 압력을 가하고 고무 몰드의 물 입구를 왁스 주입 노즐과 정렬하고 평행하게 밀고 왁스 주입 노즐을 단단히 누르고 양손을 가만히 유지하십시오.
(4) 고무 몰드의 절단 품질과 변형을 확인합니다. 고품질 고무 재료는 노화 방지 성능이 우수하고 우수한 부드러움, 인장 강도 및 탄성을 오랫동안 유지할 수있는 고무 몰드를 만드는 데 사용됩니다. 성형 중에 성형 공정 매개 변수를 합리적으로 조정하고 과도한 성형 압력, 성형 온도 및 가황 시간을 사용하지 마십시오.
4.2 왁스 부품의 불완전하거나 차갑게 닫힌 흐름 표시
[사례 6-14] 그림 6-18과 같이 왁스 부품에 불완전하거나 차갑게 닫힌 흐름 표시가 있습니다.
결함 설명: 왁스 부분의 일부가 완전히 형성되지 않았거나 콜드 셧 라인, 흐름 자국, 박리 등이 있습니다.
불완전한 왁스 몰드와 같은 결함의 가능한 원인은 다음과 같습니다:
(1) 왁스 기계의 기압이 낮고 왁스 액체에 충분한 외부 추진력이 부족하고 흐름이 막히고 충전이 느리고 액체 흐름이 합쳐지지 않을 때. (2) 왁스 기계의 기압이 낮고 왁스 액체에 충분한 외부 추진력이 부족하고 흐름이 막히고 충전이 느리고 액체 흐름이 합쳐지지 않을 때.
(2) 왁스 액체 온도가 낮고 왁스 액체의 흐름을 유지하기에 과열이 충분하지 않습니다.
(3) 고무 몰드가 너무 단단히 고정되어 있습니다. 일부 벽이 얇은 공작물의 경우 고무 몰드의 클램핑 력이 너무 크면 고무 몰드 캐비티의 벽 두께가 감소하여 충전 및 성형의 어려움이 증가합니다.
(4) 왁스 주입기의 왁스 노즐이 막혀 왁스 액이 배출되는 양이 줄어들고 왁스 액이 고무 몰드 캐비티를 채우는 시간이 길어집니다.
(5) 고무 몰드에 문제가 있습니다: 내부 가스가 넘쳐서 충전 역압을 형성하고 왁스 액체의 원활한 충전을 방해할 수 없습니다.
(6) 고무 몰드 온도가 너무 낮아 왁스 액체에서 많은 양의 열을 흡수하여 흐르는 왁스 액체가 빠르게 유동성을 잃게됩니다.
솔루션:
(1) 가장 널리 사용되는 방법이며 복잡하고 섬세한 구조의 공작물에 더 효과적인 왁스 기계의 공기압을 높입니다.
(2) 왁스 액체의 온도를 높입니다. 왁스 액체의 품질에 영향을 주지 않으면서 왁스 액체의 온도를 높이면 왁스 액체가 더 유동적이 되어 액체 상태를 더 오래 유지합니다.
(3) 고무 몰드 양쪽의 압력을 적절히 줄입니다. 고무 몰드는 비교적 부드럽고 탄력적이며 사용되는 클램핑 력이 고무 몰드 캐비티를 평평하게하거나 변형시키지 않아야합니다.
(4) 왁스 기계 왁스 노즐을 청소하고 깨끗이 닦습니다. 왁스 주입 밸브 노즐은 작은 통로입니다. 왁스 재료가 깨끗하지 않고 외부 불순물이 포함되어 있으면 막히기 쉽습니다. 재사용한 왁스 재료는 재사용하기 전에 불순물을 제거하기 위해 여과해야 합니다.
(5) 고무 몰드 내부의 데드 코너에 환기 라인을 열어 충전 역압을 발생시키지 않고 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 합니다.
(6) 날씨가 너무 추울 때는 왁스 주입을 시작하기 전에 고무 몰드를 먼저 예열하여 특정 온도를 제공하세요.
4.3 왁스 몰드에 기포가 나타납니다.
[사례 6-15] 그림 6-19와 같이 왁스 몰드에 기포가 나타납니다.
결함 설명: 왁스 조각의 표면이나 내부에 기포가 있으며, 기포 영역의 색상이 빛 아래에서 주변 영역보다 분명히 밝습니다. 왁스 패턴의 기포가 캐스팅에 영향을 미치는지 여부는 캐스팅의 구조와 기포의 위치에 따라 다릅니다. 기포가 표면에 노출되면 의심할 여지없이 해당 위치의 주물에 직접 구멍이 생깁니다. 기포가 왁스 패턴의 표면 아래에 있는 경우, 석고 몰드를 진공 청소기로 청소하는 과정에서 왁스 패턴의 기포가 외부 진공 상태에서 파열될 가능성을 배제할 수 없습니다.
왁스 몰드에서 왁스 패턴에 공기 구멍이 나타나는 이유는 다음과 같습니다:
(1) 왁스 기계 압력이 너무 높습니다. 왁스 주입 과정에서 왁스 액체가 난류 상태로 금형 캐비티를 채우면 공기 포획 및 기포 형성이 발생할 수 있습니다.
(2) 왁스 기계에 더 많은 왁스 양이 필요합니다. 왁스 액체 레벨이 왁스 배출구와 같거나 더 낮으면 왁스 탱크의 가스가 왁스 액체와 함께 금형 캐비티에 주입됩니다.
(3) 왁스 액체 온도가 너무 높습니다. 이때 왁스 액체는 다량의 가스를 흡수하여 냉각 후 응축되어 기포를 형성합니다.
(4) 고무 몰드의 왁스 주입구가 왁스 기계 배출구와 정렬되지 않았습니다. 왁스를 주입할 때 왁스 액체와 함께 공기가 옆에서 들어옵니다.
(5) 고무 몰드에는 통풍구가 없으며 막혀 있습니다. 고무 몰드 캐비티의 가스가 원활하게 배출되지 않으면 왁스 액체를 감싸거나 죽은 모서리에 머물러 기포가 형성됩니다.
따라서 이에 상응하는 해결책을 강구해야 합니다:
(1) 왁스 기계의 공기압을 너무 높지 않고 부드럽게 채워지도록 조절합니다.
(2) 왁스 기계의 왁스 양을 늘려 왁스 액이 왁스 기계의 용량보다 1/2 이상 넘지 않도록 합니다.
(3) 왁스 온도를 올바른 범위로 조정합니다.
(4) 고무 몰드의 왁스 주입 노즐을 왁스 기계의 왁스 배출구에 맞추고 틈이 생기지 않도록 단단히 누릅니다.
(5) 고무 몰드의 통풍구를 열고 통풍구가 깨끗하게 유지되도록 정기적으로 점검합니다.
4.4 왁스 모델에서 균열 또는 완전한 파손이 발생합니다.
[사례 6-16] 그림 6-20과 같이 왁스 부품의 특정 부분에서 균열 또는 완전한 파손이 발생합니다.
왁스 부품 파손의 가능한 원인은 다음과 같습니다:
(1) 사이클에서 더 많은 오래된 왁스를 재사용해야 합니다. 왁스 재료는 파라핀, 스테아르산 및 다양한 첨가제로 구성됩니다. 녹아서 주입할 때마다 성능이 저하되고 탄성과 가소성이 그에 따라 감소하며 취성이 증가합니다.
(2) 왁스 조각이 고무 몰드에 너무 오래 방치되어 제거되지 않습니다. 왁스 조각의 취성은 온도와 관련이 있습니다. 왁스 주입 후 적절한 간격으로 금형을 채취하면 왁스 조각은 특정 온도에서 여전히 좋은 부드러움을 유지합니다. 온도가 너무 낮으면 강성이 증가합니다.
(3) 품질이 낮은 왁스나 너무 뻣뻣한 왁스를 사용하면 인성이 떨어지고 스트레스를 받으면 쉽게 파손됩니다.
(4) 고무 몰드를 부적절하게 절단하면 탈형이 어려워집니다.
(5) 왁스 몰드를 찍는 작업 기술은 간단하고 거칠습니다.
솔루션:
(1) 새 왁스가 기계의 총 왁스 중 60% 이상을 차지하도록 기존 왁스의 사용량을 줄이세요.
(2) 왁스를 대량으로 순환시킬 때는 한 번에 적은 수의 고무 몰드를 주입하고 성형 시간이 다되면 즉시 왁스 몰드를 제거합니다.
(3) 고품질 왁스 또는 부드러운 질감의 왁스로 전환합니다.
(4) 고무 몰드 절단 방식을 개선하고, 필요한 경우 몰드의 막힌 부분을 추가로 절단합니다.
(5) 모듈러스 조작에 주의하세요.
4.5 왁스 몰드 변형
[사례 6-17] 그림 6-21과 같이 왁스 몰드 변형.
왁스 몰드 변형의 가능한 원인:
(1) 왁스 주입 후 고무 몰드에서 왁스 조각을 너무 일찍 꺼내면 왁스 조각의 변형 저항이 낮고 변형되기 쉽습니다.
(2) 너무 부드러운 왁스를 사용하고 있습니다. 부드러운 왁스는 변형 저항성이 낮으며, 특히 고온에서 변형이 발생할 가능성이 높습니다.
(3) 고무 몰드가 제대로 정렬되지 않아 왁스 주입 후 정렬이 잘못되고 변형이 발생합니다.
(4) 왁스 구조가 불합리하고 적절한 지지력이 부족하여 성형 중 변형이 발생하기 쉽습니다.
솔루션:
(1) 왁스 주입 후 왁스 조각을 제거하기 전에 일정 시간 동안 고무 몰드 내부에서 식혀야 합니다. 일반 보석류의 경우 1분간 기다립니다. 벽이 두꺼운 조각의 경우 성형 시간을 단축하기 위해 고무 몰드를 찬물에 담가 왁스 응고 및 냉각을 가속화 할 수 있습니다.
(2) 더 단단한 왁스를 선택합니다. 기온은 지역과 계절에 따라 다릅니다. 기온이 높은 계절에는 연화 및 변형에 더 잘 견디는 왁스를 선택하세요.
(3) 고무 몰드에는 효과적인 위치 지정 장치가 장착되어 있어야 하며 왁싱 중에 고무 몰드를 적절하게 정렬해야 합니다.
(4) 미세한 캐비티가있는 공작물의 경우 왁스 조각의 변형 저항을 개선하기 위해 마스터 몰드에 지지대를 추가해야합니다.
4.6 왁스 몰드 표면이 거칠다.
[사례 6-18] 그림 6-22와 같이 왁스 몰드 표면이 거칠다.
왁스 몰드 표면이 거칠어지는 이유는 다음과 같습니다:
(1) 왁싱 중 활석 가루 또는 이형제를 과도하게 사용합니다. 곰팡이를 정기적으로 청소하지 않으면 이러한 물질이 점차 축적되어 왁스 조각의 표면이 거칠어집니다.
(2) 오염된 재활용 왁스 사용. 재활용 왁스 재료에 입상 물질이 혼합되면 왁스 몰드에도 주입되어 거친 부분이 분산됩니다. 이러한 입자가 주물 표면으로 옮겨지면 결과는 더욱 악화됩니다.
(3) 왁스 몰드가 놓이는 환경이 더 깨끗해야하며 너무 오래 두면 표면에 많은 양의 먼지가 쌓입니다.
(4) 왁스 수리 후 왁스 조각의 표면에 왁스 부스러기가 남아 있습니다.
솔루션:
(1) 이형제 또는 활석 가루는 활석 가루와 이형제를 동시에 사용하지 않도록 적당히 사용해야 합니다. 사용 중 고무 몰드 검사에주의를 기울이고 정기적으로 내부 캐비티 벽을 청소하십시오.
(2) 사용하기 전에 왁스의 품질을 확인하고 재사용한 왁스를 깨끗이 닦아주세요.
(3) 작업장의 청결을 유지합니다. 왁스 몰드 표면에 먼지나 잔여 왁스 부스러기가 쌓이면 깨끗이 청소합니다.
0.2% - 0.3% 중성 비누 용액의 농도를 준비하고, 먼저 비누 용액에 곰팡이를 왁스 처리하여 세척하고 부드러운 솔로 표면의 기름때를 제거한 다음 물로 청소합니다.
4.7 과체중 왁스 모델
[사례 6-19] 왁스 부품 중량 초과
많은 귀금속 주얼리는 금속의 무게를 제어해야 하므로 왁스 조각의 무게를 엄격하게 제어해야 합니다. 그러나 왁스 주입 시 고무 몰드의 유지력이 충분하지 않거나 왁스 주입 압력이 너무 높으면 그림 6-23과 같이 고무 몰드 캐비티가 부풀어 오를 수 있습니다. 파팅 라인에 플래시가 발생하여 왁스 조각이 과중해질 수 있습니다.
그림 6-23 과도한 왁스 주입 압력으로 인해 고무 몰드가 부풀어 오르고 변형되어 과량의 왁스 조각이 생성됩니다.
왁스 주입을 위해 고무 몰드를 수동으로 잡을 때 사람마다 또는 같은 사람이라도 다른 상태에서 잡는 힘이 다를 수 있습니다. 왁스 조각 무게의 안정성을 유지하기 위해 그림 6-24와 같이 기계식 클램핑 장치가 있는 자동 왁스 주입기를 사용할 수 있습니다. 고무 몰드를 클램핑 장치에 넣고 프로그램 번호를 입력한 후 시작 버튼을 누릅니다. 사출 준비가 완료됩니다.
후면 금형 클램핑, 전진 이동, 왁스 주입 포트의 자동 정렬, 진공, 첫 번째 왁스 주입, 두 번째 왁스 주입, 왁스 금형 응고 유지, 금형 개방 및 기타 작업은 완전 자동입니다. 온도 제어가 정확하고 왁스 주입 효과가 완벽합니다.
벽이 얇은 왁스 부품은 높은 왁스 사출 압력으로 성형해야 합니다. 반대로 벽이 두꺼운 왁스 부품은 왁스 부품의 수축을 보정하기 위해 더 높은 보조 수축 압력이 필요하므로 고무 몰드의 변형 저항을 보장하기 어려운 경우도 있습니다. 따라서 구조적으로 단순한 왁스 부품의 경우 금속 다이캐스팅을 사용할 수 있어 사출 압력이 매우 높고 왁스 몰드 무게의 일관성이 우수합니다.
섹션 III: 주조 금형 블랭크의 품질 검사 및 일반적인 결함
5. 주조 금형 부품의 품질 검사 내용
인베스트먼트 주조 블랭크의 품질은 주얼리의 후속 가공 및 완제품 품질에 큰 영향을 미칩니다. 이 과정에서 품질 검사를 강화하고 블랭크에 존재하는 문제를 분류하는 것이 필요합니다. 일부 심각하거나 수리하기 어려운 주조 결함의 경우 손실을 최소화하기 위해이 과정에서 폐기물로 판단하는 것이 좋습니다.
인베스트먼트 주조 블랭크의 품질 검사는 주로 다음과 같은 측면에 중점을 둡니다:
5.1 모양:
블랭크의 무결성, 치수가 요구 사항을 충족하는지, 결함, 변형, 균열 등과 같은 결함이 없는지 확인합니다. 색상이 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
5.2 표면 품질:
주물 표면이 매끄럽고 조밀한지, 모래 구멍, 금속 와이어 구멍, 공기 구멍 등과 같은 결함이 있는지 여부.
5.3 내재적 품질:
타설된 금속이 정확한지, 잘못된 색상이나 부족한 색상은 없는지, 경도, 강도, 성형성 등 기계적 특성이 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
5.4 기타 측면
자성이 있는지 여부, 금속 방출 요구 사항을 충족할 수 있는지 여부 등이 포함됩니다.
6. 인베스트먼트 주조 금형의 품질에 영향을 미치는 요인 6.
주얼리 인베스트먼트 주조 공정에는 많은 공정 요소가 있으며, 이 모든 요소는 인베스트먼트 주조 금형의 품질에 직간접적인 영향을 미칩니다. 대부분의 경우 인베스트먼트 주조 결함은 공정 전반에 걸쳐 축적된 다양한 요인의 결과입니다. 관련된 공정 요인은 다음과 같은 범주에 속합니다:
6.1 금속 재료의 물리적 및 화학적 특성.
합금의 전체 구성, 미량 원소의 함량 및 유형, 탈산제 및 입자 정제제의 유형 및 분포, 합금의 응고 범위, 신금속과 재활용 금속의 비율, 신금속과 재활용 금속의 청결도, 재활용 금속의 가열 이력을 포함합니다, 응고 중 금속의 수축 특성, 주조 온도에서 금속 액체의 표면 장력, 금속의 열전도도, 금속의 잠열 특성, 금형에서 금속 액체의 습윤 거동, 금속 액체와 금형 간의 열 물리 및 화학적 상호 작용 등입니다.
6.2 용융 프로세스 매개변수.
용융 대기, 용융 챔버의 습도, 도가니 모양, 도가니 구성, 용융 열원, 도가니 수명, 도가니 온도, 주입 전 특정 온도에서 금속 액체의 유지 시간, 주입 후 주물의 대기 시간, 플럭스의 구성 및 상태 등을 포함한다.
6.3 캐스팅 프로세스 파라미터.
금형의 열전도도, 금형 캐비티의 분위기, 금형 온도, 금형 구조, 금형 온도의 균일성, 금형의 투과성, 금형의 기계적 강도, 금형의 표면 결합 강도, 금형 크기, 금형 주입 및 냉각 중 수축 특성 등을 포함합니다.
6.4 타설 프로세스 매개변수.
주입 공기압, 주입 헤드 높이, 금형 및 용탕의 실제 온도, 주조 시 공작물에 대한 용탕 흐름 방향, 진공 주조 시 주입 속도, 도가니 배출구의 크기 및 모양, 원심 주조 시 회전 속도, 원심 주조 시 금형과 도가니 사이의 거리, 진공 주입 공정 중 진공 유지 시간, 하소로에서 금형 제거 후 주입까지의 간격 시간, 주조 응고 후 담금질 시간, 석고 폭발 방법 등을 포함합니다.
7. 인베스트먼트 주조 금형의 일반적인 결함
7.1 다공성 결함
용융 금속의 외부 또는 내부 가스로 인해 금속에 갇힌 가스에 의해 형성된 다공성 결함으로, 원형 또는 불규칙한 구멍, 일반적으로 매끄러운 구멍 내벽, 금속의 색상 또는 산화 색상, 슬래그 구멍 및 수축 구멍이 동반되면 구별하기 어려운 특징이 있습니다. 다공성은 주물의 표면 품질에 영향을 미치므로 매끄럽고 밝은 광택 표면을 얻기가 어렵습니다. 다공성은 공작물의 유효 단면을 감소시켜 기계적 특성에 어느 정도 영향을 미치며 영향의 정도는 기공의 크기와 모양에 따라 달라집니다. 기공 형성 메커니즘에 따라 반응성 기공, 삼출성 기공 및 침투성 기공으로 나눌 수 있습니다.
[사례 6-20] 주물 내부에 반응성 기공이 나타납니다.
금속 액체가 내부 또는 외부 요인과 화학 반응하여 가스를 생성하여 형성된 반응성 기공을 반응성 기공이라고 합니다. 반응성 기공은 내인성과 외인성의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 내인성 반응 기공은 금속 액체가 응고되는 동안 금속 원소 또는 금속 액체에 용해된 화합물이 화학 반응하여 기체를 생성하여 형성되는 기공을 말합니다. 외인성 반응 기공은 금속 액체가 곰팡이, 슬래그, 산화막과 같은 외부 요인과 화학 반응하여 가스를 생성하여 형성된 기공입니다. 외인성 반응 기공은 그 특성에 따라 피하 기공, 표면 기공, 내부 기공으로 나눌 수 있습니다.
반응성 기공의 원인을 분석하려면 먼저 기공이 나타나는 특성과 위치를 주의 깊게 관찰해야 합니다. 기공이 공작물 단면에 거의 균등하게 분포되어 있고 내부 표면이 매끄럽다고 가정합니다. 이 경우 기공은 주조 중 석고가 분해되어 생성된 것이 아니라 금속 액체 자체에 의해 생성되었을 가능성이 더 높다는 것을 나타냅니다. 예를 들어, 석고 투입 분말이 포함된 재사용 재료를 사용하면 석고의 황산칼슘이 분해되어 가스를 방출하고 패치 내의 구리 산화물은 석고와 반응하여 가스를 형성하여 일반적인 기공을 유발합니다. 모공이 피부 아래에만 분포하는 경우 일반적인 이유는 주조 중 석고가 분해되기 때문입니다. 잔류 탄소가 존재하면 석고의 분해 온도가 낮아져 반응성 모공이 발생할 위험이 높아집니다.
그림 6-25의 기공을 예로 들면, 그림에서 노란색 원 안쪽의 구멍은 매끄러운 일반적인 기공입니다. 이와 대조적으로, 주변 영역에서 파란색 원으로 표시된 불규칙한 구멍은 금형이 벗겨진 후 금속 액체와 함께 구멍으로 들어간 입자로 유추할 수 있습니다. 금속 액체에 둘러싸인 입자들은 분해 및 반응하여 가스를 방출합니다. 가스는 많은 수의 기공을 형성합니다.
솔루션:
(1) 재활용 재료를 사용하는 경우, 잔류 주물 분말은 용융 금속과 반응하여 가스를 형성하므로 완전히 제거해야 합니다. 기공이 많은 폐주물은 재용융 전에 정제해야 합니다.
(2) 금형 베이킹 공정은 잔류 탄소를 제거하기 위해 철저해야 합니다.
(3) 금형 강도를 높이고 용융 금속이 금형에 미치는 영향을 줄이며 금형 벽의 박리를 방지합니다.
(4) 용융 금속과 금형의 온도를 적절히 낮추어 금형 분해의 위험을 최소화합니다.
7.2 주물에서 분리된 핀홀
[사례 6-21] 그림 6-26과 같이 주조물에 분리된 핀홀이 주조물 단면에 무작위로 분포되어 있습니다.
분석:
기체는 고온의 액체에 대한 용해도가 높고, 온도가 떨어지면 용해도가 감소하여 액체에서 고체로 전이되고 용해도가 급격히 감소하며 용해되지 않은 기체가 침전됩니다. 침전된 기체가 제때 배출되지 않고 고형화된 수상 돌기로 둘러싸여 있으면 분리된 핀홀이 형성됩니다.
구체적인 이유는 다음과 같습니다:
(1) 축축하고 기름기가 있는 금속 재료의 사용.
(2) 제련 또는 과도한 가스 흡수 시 보호 기능이 없습니다. 금속 액체는 고온에서 가스를 빠르게 흡수하며 온도가 높을수록 가스 흡수가 더 심각합니다. 제련 후 금속 액체의 효과적인 탈기 처리가 없습니다.
분리 핀홀 문제를 해결하려면 건조하고 깨끗한 금속 재료를 사용하고, 신금속과 재활용 금속의 비율을 조절하고, 제련 시 온도와 분위기 제어에 주의를 기울여야 하며, 가스 흡수가 쉬운 금속의 경우 가능한 한 보호 분위기에서 제련 및 주조를 수행해야 합니다.
7.3 주물의 포획 다공성
[사례 6-22] 그림 6-27과 같이 주물의 포획 다공성.
분석:
주조 공정 중 갇힌 가스, 응고 과정에서 제때 빠져나가지 않고 주조물 내부에 갇혀 다공성을 형성하는 가스. 그 특성은 불규칙한 분포, 대부분 고립된 분포, 일부 기공의 부피가 상대적으로 크다는 것입니다. 주물에 갇힌 다공성이 발생하는 원인은 다음과 같은 측면이 있습니다:
(1) 도가니에서 주입하는 동안 용융 금속이 튀는 경우. 이 경우 용융 금속이 넓은 면적에서 공기와 접촉하여 빠르게 산화될 뿐만 아니라 필연적으로 많은 양의 가스를 포획하게 됩니다.
(2) 주조 스프 루가 불합리하게 설정되어 있으며 금속 액체 채널이 더 부드러워 야합니다. 주조 스프 루가 닫힌 방식으로 설계되면 충전 중에 난기류와 가스 포획이 발생하기 쉽습니다.
(3) 주입 압력이 너무 높고 금속 액체 충전이 불안정합니다.
솔루션:
(1) 도가니 입구의 상태에 주의하세요. 노치, 결절, 손상 등이 있는 경우 사용하기 전에 수리하여 취급하세요. 수리가 불가능한 경우 폐기하세요.
(2) 주조 스프 루를 설정할 때 다양한 섹션의 비율을 고려하십시오. 주조 스프 루와 주조물 사이의 연결부에 둥근 트랜지션을 사용하여 목이 아래로 처지는 것을 방지하고 직각 연결로 인한 가스 포획 현상을 방지합니다.
(3) 원심 주조의 속도 및 진공 주조의 압력 헤드와 같은 주입 압력을 적절히 제어하여 금속 액체가 튀지 않고 부드럽게 채워지도록합니다.
7.3 수축 다공성 결함
(1) 주조 합금의 수축. 액체 합금이 단거리 질서에서 장거리 질서로 금속 원자가 점진적으로 전이되고 보이드가 감소 및 사라짐에 따라 액체에서 고체 상태로 냉각되면 일반적으로 부피 감소가 발생합니다. 액체 합금이 응고된 후 온도가 계속 낮아지면 원자 간 거리가 더 짧아져 부피가 더 감소합니다. 주조 합금이 액체에서 고체 상태로 냉각되는 과정에서 온도 감소로 인한 부피 감소 현상을 주조 합금의 수축이라고 합니다. 수축은 수축 공동, 수축 다공성, 응력, 변형 및 균열과 같은 주조품의 많은 결함의 근본적인 원인입니다. 이는 주조 합금의 필수 주조 특성 중 하나입니다. 요구 사항을 충족하는 기하학적 모양과 치수는 물론 조밀하고 고품질의 주물을 얻는 등 주조에 중대한 영향을 미칩니다.
합금의 부피 변화는 액체에서 상온으로 변화할 때 부피 수축으로 표현됩니다. 고체 상태에서의 합금 수축은 부피 변화 외에도 선형 수축이라고 하는 길이 변화로 나타낼 수도 있습니다. 합금의 수축은 액체 수축 단계, 응고 수축 단계, 고체 수축 단계의 세 단계를 거칩니다.
액체 수축: 액체 합금의 주입 온도에서 응고 시작 시 액체 라인 온도까지의 수축을 액체 수축이라고 합니다. 합금이 액체 상태이기 때문에 금형 캐비티의 액체 레벨이 감소하여 나타나는 액체 수축이라고 합니다.
응고 수축: 특정 온도 범위의 합금의 경우, 액체에서 고체로 변할 때 합금이 응고된 상태이기 때문에 이를 응고 수축이라고 합니다. 이러한 합금의 응고 수축에는 주로 온도 감소(합금의 결정화 온도 범위와 관련)와 상태 변화(상태 변화 중 부피 변화)의 두 가지 부분이 포함됩니다.
고체 수축: 주조 합금이 솔리더스 선 온도에서 실온으로 수축하는 것을 고체 수축이라고 하는데, 이는 합금이 고체 상태이기 때문입니다. 실제 생산에서 고체 수축은 종종 주물의 외형 치수 감소로 나타나기 때문에 일반적으로 선형 수축률을 사용하여 표현합니다. 합금의 선형 수축이 금형의 외부 바에 의해 방해받지 않는 경우 자유 수축이라고 하며, 그렇지 않은 경우 구속 선형 수축이라고 합니다. 주조 합금의 선형 수축은 주물의 치수 정확도에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 주물의 응력, 균열 및 변형의 근본적인 원인이기도 합니다.
주조 수축률은 사용된 합금의 요인뿐만 아니라 주조 공정의 특성, 주조의 구조적 형태, 용융 공정 중 합금에 용해된 가스의 양과도 관련이 있습니다.
액체 수축과 응고 수축은 주물에 수축 공동과 수축 기공이 형성되는 주요 원인입니다.
[사례 6-23] 그림 6-28 및 6-29와 같이 주물에 수축 구멍 또는 표면 수축이 있습니다.
(2) 주물의 수축 캐비티 및 수축 다공성. 주물의 냉각 및 응고 과정에서 합금의 액체 수축 및 응고 수축으로 인해 주물의 마지막 응고 부분에 구멍이 종종 나타납니다. 부피가 크고 상대적으로 집중된 구멍을 수축 캐비티라고 하고, 작고 분산된 구멍을 수축 다공성이라고 합니다. 수축 공동은 모양이 불규칙하고 표면이 거칠며 수지상 팁이 발달하여 가스 기공과 명확하게 구분할 수 있습니다.
주물에 수축 구멍과 수축이 있다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 주물의 유효 베어링 면적이 감소하여 응력 집중이 발생하고 주물의 기계적 특성이 크게 감소하며 주물의 물리적 및 화학적 특성도 감소하여 표면 밀도 및 연마 성능이 손상됩니다.
수축이 형성되는 주된 이유는 수축 구멍과 동일합니다. 이는 주로 합금의 광범위한 결정화 온도, 발달된 수상 돌기, 거의 동시에 응고되는 합금 액체, 액체 및 응고 수축에 의해 형성된 미세하고 분산된 구멍이 외부 금속 액체로 보충되지 않기 때문입니다.
주물의 수축 및 수축 경향과 합금의 구성 사이에는 일정한 규칙성이 있습니다. 방향성 응고 합금은 집중 수축을 생성하는 경향이 있고, 페이스트 응고 합금은 수축을 생성하는 경향이 있으며 수축 구멍과 수축의 수는 서로 변환 될 수 있지만 총 부피는 기본적으로 변하지 않습니다.
위의 두 이미지는 동일한 유형의 수축 결함에 속하며 그 형성 과정은 그림 6-30에서 설명 할 수 있습니다. 금속 액체가 금형 캐비티를 채운 후 금형 벽의 냉각 효과로 인해 금형 벽에 쉘이 형성되고 동시에 부피 수축이 발생하고 금속 액체 레벨이 점차 감소합니다. 금속 액체의 열이 금형 벽으로 계속 발산됨에 따라 응고 계면이 지속적으로 액상으로 전진하고 응고 층이 점점 더 두꺼워지고 액상 및 응고 수축에 의해 형성된 수축 공동도 점점 더 커집니다. 응고가 완료되면 배 모양의 수축 공동이 형성됩니다. 라이저가 이 공동을 채우기에 충분한 금속 액체를 제공하지 않는 경우
그러면 그림 6-28에 표시된 링 핸들의 수축 캐비티와 같은 수축 캐비티 잔여물이 주조물 내부에 남게 됩니다. 주조 표면이 열린 평평한 평면인 경우 외부 대기압과 수축 캐비티 내부의 저압 또는 진공 상태에서 표면의 응고층이 그림 6-29에 표시된 수축 함몰을 형성합니다.
그림 6-30 수축 구멍의 형성 공정 개략도
수축 구멍에는 다음과 같은 특징이 있습니다: 수축 구멍은 순수 금속, 공융 조성 합금 및 결정화 온도 범위가 좁은 합금과 같이 층상 응고 방식으로 응고되는 주조 합금에서 종종 발생합니다. 일반적인 주조 조건에서 표면에서 내부로 층층이 응고되며, 주로 주물의 상부와 마지막 응고부에 집중되어 있으며, 주물의 두꺼운 벽 부분, 두 벽의 교차점, 내부 스프 루 근처(핫스팟이라고 함) 등 응고가 늦거나 느린 위치에도 수축 구멍이 나타나는 경우가 많습니다. 수축 구멍은 비교적 크고 모양이 불규칙하며 표면이 거칠습니다.
[사례 6-24] 그림 6-31 및 6-32와 같이 주물에서 수축 다공성이 발생했습니다.
위의 두 가지 경우의 링 표면에서 구멍 클러스터는 육안으로 볼 수 있으며, 종종 큰 단면에서 발생하여 공작물의 표면이 거칠어집니다. 돋보기로 관찰하면 더 뚜렷한 수상돌기 표면을 볼 수 있습니다. 현미경으로 관찰하면 그림 6-33과 같이 구멍의 내벽이 매끄럽지 않아 수지상 골격 구조를 보여줍니다. 이러한 구멍의 외관 특성으로 인해 이러한 유형의 결함은 보석 업계에서 "금속 시들음"이라고 널리 알려져 있습니다.
수축 공동과 마찬가지로 수축 역시 금속의 수축으로 인해 발생하는 구멍 결함입니다. 그럼에도 불구하고 형성에는 특징이 있습니다. 금속의 응고는 결정의 핵 형성 및 성장으로 나타납니다. 특정 결정 간격을 가진 합금의 경우 응고는 결정 핵을 형성하고 결정이 수지상 모양으로 성장하는 과정이며, 특히 결정화 온도의 범위가 넓은 합금의 경우 일반적으로 체적 응고 방식으로 응고됩니다. 응고 영역의 작은 결정은 빠르게 잘 발달된 수지상 결정으로 발전합니다. 고상이 일정량에 도달하여 결정 골격을 형성하면 그림 6-34와 같이 응고되지 않은 액체 금속은 분리된 작은 용융 풀로 나뉩니다. 이후 냉각 과정에서 작은 용융 풀의 액체는 액체 수축과 응고 수축을 겪게 됩니다.
반대로 응고된 금속은 고체 수축을 겪게 됩니다. 용융 풀 금속의 액체 수축과 응고 수축의 합이 고체 수축보다 더 크기 때문에 이 둘의 차이로 인해 해당 위치에 작은 분산 수축 공동, 즉 수축 결함이 형성됩니다. 금속 액체가 몰드를 적시지 않고 석고가 분해되어 이산화황 가스를 형성한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 남은 금속 액체는 표면에서 밀려나 수지상 골격을 남기고 전형적인 수지상 표면 구조를 생성합니다.
수축 공동 및 수축 다공성의 가능한 원인 및 영향 요인
(1) 주조 합금의 요인. 순수 금속, 공융 성분 합금 및 결정화 온도 범위가 좁은 합금은 층층이 응고되어 집중된 수축 공동을 형성하는 경향이 있습니다. 적절한 주조 공정을 채택하면 수축 공동을 라이저와 코어로 옮겨 밀도가 높은 주물을 얻을 수 있습니다. 응고 범위가 넓은 합금은 반죽처럼 응고되어 분산된 수축 다공성을 형성하는 경향이 있습니다. 합금을 선택할 때는 응고 범위가 작은 합금을 가능한 한 많이 사용해야 합니다.
금속 제련 과정에서 금속 재활용품이나 심한 산화가 발생하면 석고 투자 분말의 분해를 촉진하여 다음과 같은 결과를 초래합니다.
가스는 수지상 결정면의 형성을 어느 정도 촉진합니다.
(2) 금형 주조 공정의 요인. 금형 온도는 수축 및 느슨함 결함에 큰 영향을 미칩니다. 금형 온도가 높으면 표면 핵의 수가 감소하여 수지상 결정의 발달에 도움이됩니다. 표면 응고는 깨지기 쉬워 수지상 표면 및 수축 결함의 형성을 촉진합니다. 석고 몰드는 열 안정성이 떨어집니다. 금형 온도 또는 금속 액체 온도가 너무 높으면 석고 분해가 발생하기 쉽습니다. 석고 몰드가 완전히 소성되지 않고 잔류 탄소가 몰드 벽에 나타난다고 가정합니다. 이 경우 석고 분해 온도를 낮추고 석고 분해 위험을 높이며 수지상 표면 형성을 더욱 촉진합니다.
(3) 주입 시스템의 요인: 주입 시스템의 설계가 주물의 응고 원리와 충돌하면 주물에 수축 또는 수축 다공성이 발생할 수 있습니다. 주요 증상은 다음과 같습니다. 코어의 크기는 공급 및 수축을 위해 전체 금속 트리의 요구 사항을 충족해야하며 순차적 응고를 용이하게하기 위해 특정 높이를 유지해야하며 냉각의 크기, 양, 위치 및 구조는 주물의 응고에 상당한 영향을 미칩니다. 칠은 캐스팅의 가장 마지막 응고 부분에 배치해야 하며, 크기와 구조는 캐스팅보다 늦게 응고되도록 해야 합니다. 칠의 수는 주물의 전체 공급 및 수축 범위를 커버해야하며 공작물의 위치는 수축 또는 수축 다공성 발생에도 영향을 미칩니다. 충분한 공급 압력을 얻으려면 스프 루에서 일정 거리 떨어져 있어야합니다. 공작물 사이의 금형이 과열되어 열 분해로 이어지는 것을 방지하기 위해 공작물이 서로 너무 가까워서는 안됩니다.
(4) 주입 공정의 요인. 충분한 양의 용융 금속은 수축 다공성 결함을 제거하기 위한 전제 조건입니다. 용융 금속의 주입 온도는 수축 및 수축 다공성에 영향을 받기 쉽습니다. 주입 온도가 너무 높아 금속의 액체 수축이 증가한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 냉각 및 응고가 느리고 수상 돌기가 발생하여 수축 및 수축 다공성 결함이 크게 촉진됩니다.
미세 수축 다공성은 수상돌기 사이에 발생할 가능성이 더 높으며, 주물의 전체 섹션에 걸쳐 작고 구부러진 구멍이 분산되어 있습니다. 공급 압력이 충분하지 않으면 피하거나 제거하기가 어렵습니다. 따라서 주물에 대한 코어, 냉각 및 용융 금속의 공급 및 수축 채널을 유지하고 그 과정에서 저항을 극복하며 충분한 외부 공급 압력이 필요합니다.
왁스 트리를 패턴화할 때 구조가 크게 다른 공작물을 같은 트리에 주조하는 것은 피해야 하는데, 구조에 따라 주조 공정이 다르기 때문에 동시에 주조할 때 한 측면에 집중하다가 다른 측면을 소홀히 하는 문제가 발생하기 쉽습니다.
(5) 공작물 구조의 측면. 수축 및 느슨함 결함은 주물의 벽 두께에도 민감합니다. 벽이 두꺼운 주물은 특히 단면이 두껍거나 중앙 러너가있는 부품에서 수축 및 느슨해지기 쉽습니다. 용융 금속에는 많은 양의 열이 포함되어 있어 금형 표면의 온도가 크게 상승하고 석고 분해 가능성이 높아지며 가스 수축 공동(느슨함)의 생성을 촉진합니다. 이러한 관점에서 주물의 벽 두께를 줄이는 것이 필요합니다. 그러나 주물의 벽 두께가 너무 얇고 표면이 너무 매끄럽다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 분산 수축 결함이 발생할 확률이 높아집니다. 주물의 벽 두께가 고르지 않으면 두꺼운 벽 부분과 핫스팟에서 수축 공동이나 느슨함이 쉽게 발생합니다. 따라서 벽 두께를 특정 범위 내에서 제어하고 벽 두께 차이를 최대한 최소화해야 하며 주조 스프 루의 수와 위치, 금형 온도, 용융 금속 온도, 금속 특성 등을 종합적으로 고려해야 합니다.
7.4 표면 거칠기
표면 거칠기는 주물의 표면이 고르지 않고 거친 것을 말하며, 일반적으로 두 가지 상황으로 인해 발생합니다. 하나는 마스터 몰드의 거칠기로 인해 발생하고 다른 하나는 주조 공정 중 금형 품질이 좋지 않아서 발생합니다.
[사례 6-25]
래피드 프로토타이핑 왁스 패턴 또는 레진 패턴을 사용하여 은 패턴을 주조할 때 일반적으로 왁스 패턴 또는 레진 패턴의 표면에 적층 제조로 형성된 작은 단계가 은 주조 표면에 복제되어 그림 6-35와 같이 주조된 은 패턴의 표면에 거칠기가 생깁니다.
[사례 6-26] 그림 6-36과 같이 925 실버 펜던트 표면 러프 주조.
마스터 몰드 표면은 매우 매끄럽지만 왁스 몰드 또는 주조 몰드 품질이 좋지 않고 주조 공정이 부적절하여 주조 불량 부품의 표면에 거칠고 고르지 않은 많은 피팅 포인트가 나타납니다.
분석:
주얼리 주물의 표면 거칠기는 마스터 몰드, 왁스 몰드, 주조 몰드 및 주조 공정의 품질과 밀접한 관련이 있습니다. 주조 부품의 표면 거칠기에 대한 가능한 이유는 다음과 같습니다:
(1) 원본 또는 왁스 몰드의 표면이 거칠면 그로부터 만든 주물은 확실히 거칠어집니다.
(2) 주조 금형은 강도가 약하고 균열 및 벗겨지기 쉽습니다. 예를 들어, 저급 주조 분말, 사용하지 않은 주조 분말의 장기간 보관, 습한 환경에 주조 분말 보관, 분말을 여는 동안 물 대 분말 비율이 지나치게 높으면 모두 주조 금형의 강도가 떨어집니다.
(3) 왁스 나무를 심을 때 용접 부품을 적절하게 처리하지 않으면 날카로운 각도 나 작은 구멍이 나타나고 부어 진 금속의 충격으로 인해 주조 금형이 깨질 수 있습니다.
(4) 주조하는 동안 금속 액체가 금형 벽에 닿아 금형 벽이 갈라지고 벗겨집니다. 금속 액체 충전 속도가 빠를수록 금형에 가해지는 브러싱 힘이 커지고 주조 분말 입자가 벗겨질 위험이 커집니다. 원심 주조는 정적 주조보다 이러한 결함이 발생할 가능성이 더 높습니다.
솔루션:
(1) 신속한 프로토 타이핑 마스터 패턴의 표면 품질을 개선하고 적층 성형 중 스텝 크기를 줄이며 성형 후 마스터 패턴의 표면을 연마합니다.
(2) 왁스 몰드의 표면 품질을 개선하고, 왁스 주입 중에 활석 가루를 과도하게 사용하지 말고, 왁스 몰드를 너무 오래 방치하지 말고, 사용하기 전에 먼지가 쌓인 왁스 몰드를 청소하십시오.
(3) 주조 분말의 품질과 분말화 공정을 관리합니다. 품질이 보장된 주조 분말을 선택하고, 건조한 환경에서 밀봉된 주조 분말을 제한된 시간 동안 보관합니다. 파우더를 파우더링하는 동안 파우더의 광택이 비정상적으로 오랫동안 사라진다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 주조 파우더의 유효 기간이 만료되어 표면이 거칠어질 위험이 크게 증가한다는 의미일 수 있습니다. 분말화 중에 물과 분말의 비율을 합리적으로 제어하여 슬러리의 유동성을 보장하면서 물 대 분말 비율을 적절히 줄이십시오.
(4) 왁스 트리를 만들 때 왁스 몰드 스프 루와 중앙 러너가 부드럽게 연결되도록 합니다.
(5) 금속 압력 헤드를 적절히 줄이고 주입 속도를 제어하며 과도한 원심 주조 속도를 사용하지 않도록 합니다.
7.5 파이 펑/플래시
파이펑은 "플라잉 에지"라고도 하는 주물의 가장자리에 부착된 불규칙한 재료 조각을 말합니다.
그림 6-37과 같이 주조된 925 실버 펜던트의 빈 구멍에 큰 파이펑/플래시 조각이 나타났습니다.
분석[사례 6-27]:
파이펑/플래시는 주조품의 초과 부품으로, 두 가지 가능성으로 인해 발생할 수 있습니다. 하나는 주조품에 복사된 왁스 몰드 자체에 파이펑이 있는 경우와 주조 공정 중에 생성되어 몰드에 균열이 생겨 금속 액체가 침투하여 파이펑을 형성하는 경우입니다. 이러한 유형의 결함은 다음과 같은 측면에서 해결해야 합니다:
(1) 금형의 강도를 향상시킵니다. 금형 강도가 충분하지 않으면 균열이 발생하기 쉽습니다. 고급 및 적절하게 보관 된 주조 분말을 사용해야하며 분말을 개봉 할 때 물 대 분말 비율이 너무 높지 않아야합니다.
(2) 그라우팅 후 주조 금형은 최소 1 시간 동안 가만히 유지해야하며 임의로 움직이지 않아야합니다.
(3) 합리적인 발사 시스템을 채택하고 온도는 급격한 냉각 또는 가열을 피하기 위해 천천히 상승 및 하강해야하며 특히 민감한 단계의 온도 변화에주의를 기울여야합니다.
(4) 금형이 소성된 후에는 반복 소성하지 않고 즉시 주조해야 합니다. 붓기 위해 금형을 가져갈 때주의하고 금형과 충돌하지 않도록주의하십시오.
7.6 샌드홀
샌드홀은 금속의 이물질이나 불순물이 금속에 갇혀서 금속 내에 둘러싸여 응고 과정에서 금속에 형성되는 빈 공간을 말합니다.
[사례 6-28]
그림 6-38과 같이 18KR 멜론 씨앗의 측면에 불규칙한 큰 모래 구멍이 나타났습니다.
일부 모래 구멍은 주물 표면에 노출되어 있거나 명백한 비금속 물질로 채워져 있거나 처음에는 비금속 내포물로 채워져 있으며, 이는 껍질 제거 및 산 세척과 같은 후속 공정에서 제거됩니다.
[사례 6-29 ]
그림 6-39와 같이 연마 후 노출된 18KW 링의 아래쪽 표면에 모래 구멍이 나타납니다.
일부 모래 구멍은 부분적으로만 표면에 도달하거나 피부 아래에 숨어 있으며, 일반적으로 연마 및 연마 후에만 노출되며, 추가 연마를 통해 구멍이 커질 수 있으며 기계적 특성에 큰 영향을 미치지 않고 주로 표면 품질과 연마 성능에 영향을 미칩니다.
분석:
주얼리 주물에 나타나는 모래 구멍은 표면 거칠기, 플래시 및 금형 품질 및 주조 공정과 밀접한 관련이있는 기타 결함과 유사합니다. 금형 강도가 낮고 주조 분말 입자가 벗겨지면 거친 표면이 형성되고 금형이 균열되면 주조 플래시가 발생하며 벗겨진 주조 분말 입자 또는 이물질이 금형 캐비티에서 적시에 배출되지 않으면 금형 캐비티의 특정 부분에 갇혀 모래 구멍 결함으로 이어집니다. 이러한 물질은 용융 금속보다 가볍기 때문에 시간과 조건이 허락한다면 주물 표면으로 떠오를 것입니다. 따라서 모래 구멍이 주물 표면이나 그 근처에 나타나는 경우가 많습니다. 샌드홀 문제를 해결하려면 표면 거칠기 및 플래시 결함에 대해 위에서 언급한 것처럼 금형 품질, 주조 공정 등에 주의를 기울여야 합니다.
7.7 슬래그 포함
슬래그 포함은 주조 공정 중에 발생하는 슬래그가 적시에 분리되지 않고 용융 금속에 갇혀서 형성되는 결함입니다. 그 특징은 불규칙하고 거친 구멍 모양이며, 전체 또는 부분적으로 슬래그로 채워져 있으며, 대부분 방폭 석고와 주물 세척으로 제거할 수 있습니다.
[사례 6-30] 그림 6-40과 같이 18KW 펜던트 표면에 슬래그 포함이 나타났습니다.
분석:
그림 6-40에서 슬래그 포함은 외부에서 용융 금속으로 유입된 불순물이며, 제련 중에 액체 상태의 불순물이 주형 캐비티에 유입되어 주입 중에 유입된 것으로 추론할 수 있습니다. 금속이 여전히 유동적일 때는 주물 표면에 떠다니다가 응고되어 금속 표면에 이러한 전형적인 수지상 구조를 형성합니다. 이 결함의 가능한 원인은 다음과 같습니다:
(1) 금속 전하 또는 도가니가 깨끗하지 않아 제련 후 슬래그가 많아지고 용융 금속의 순도가 떨어집니다.
(2) 제련 시 슬래그 생성제를 과도하게 첨가하면 다량의 슬래그가 형성됩니다.
(3) 주입 전 슬래그 제거가 불충분하고 주입 중 슬래그 차단이 불량합니다.
(4) 주입 컵이 채워지지 않거나 주입 중에 흐름이 중단되어 슬래그가 용융 금속과 함께 금형 캐비티로 유입되는 경우, 주입 시스템이 슬래그를 효과적으로 차단하지 못합니다.
이러한 결함을 해결하려면 금속 충전, 도가니, 슬래그 차단 방법, 주입 시스템 설계 및 주입 공정 등의 측면에서 해당 조치를 취해야 합니다.
7.8 콜드 셧 결함
불완전 주조는 금속 액체가 금형 캐비티를 채우지 않아서 발생하는 불완전한 주조를 말하며, 주조 벽에 부드러운 둥근 모서리 천공이 특징입니다.
콜드 셧은 불완전한 융합으로 인해 두 금속 흐름이 수렴할 때 명백한 불연속 결함이 있는 주물을 말하며, 종종 균열과 유사하지만 가장자리가 더 매끄럽고 흔적 주변에 약간의 주름이 있는 것처럼 보입니다.
[사례 6-31]
925 실버 펜던트는 그림 6-41과 같이 불완전함을 보여줍니다. 이 펜던트는 왁스 인레이 기술을 사용하며 주조 후 단면이 형성되지 않고 끝이 둥글며 보석이 누락되어 있습니다.
[사례 6-32]
주얼리 주조는 그림 6-42와 같이 콜드 셧 결함을 나타냅니다.
분석:
불완전한 충전 및 콜드 셧과 같은 결함은 주로 금속 액체의 유동성 저하로 인해 발생하는 동일한 범주에 속합니다. 경미한 경우 콜드 셧 또는 흐름 자국이 발생하고 심한 경우 불완전 충진으로 이어집니다. 이러한 결함은 표면 품질을 심각하게 손상시키며 연마 또는 연삭으로도 좋은 표면 마감을 얻을 수 없습니다. 또한 기계적 특성에도 영향을 미쳐 주얼리에 스트레스가 가해지면 불완전 충전 또는 콜드 셧 영역에 균열이 발생할 수 있습니다.
주조 결함을 유발할 수 있는 요인과 해당 솔루션은 다음과 같습니다:
(1) 불합리한 제품 구조 설계. 예를 들어 주물이 너무 얇거나 벽이 얇고 표면적이 넓어 금속 액체가 금형을 채우기가 어렵습니다. 일반적으로 벽 두께가 0.3mm 미만인 경우 성형이 어렵고 이러한 결함이 발생하기 쉽습니다. 가능한 경우 벽 두께를 적절히 늘려 설계를 수정해야 합니다. 설계 변경이 불가능한 경우에는 이러한 결함을 방지하기 위해 더 복잡한 게이팅 시스템을 사용해야 합니다.
(2) 금속 재료 자체의 유동성이 좋지 않은 경우. 합금마다 유동성 특성이 다릅니다. 일반적으로 녹는점이 낮고 결정화 간격이 작으며 표면 장력이 낮은 합금은 유동성이 더 좋습니다. 따라서 이러한 재료는 다른 성능 요구 사항에 영향을 미치지 않는 한 우선순위를 정할 수 있습니다.
(3) 주입 시스템의 설계가 불합리합니다. 예를 들어, 주조 스프 루의 단면 크기가 너무 작고 주조 스프 루의 수가 너무 적고 위치가 부적절하고 분포가 고르지 않아 금속 액체 흐름 경로가 너무 길고 충전이 완료되기 전에 통로가 막힙니다. 주조 스프 루는 주조의 구조에 따라 결정되어야합니다.
일반적인 조건에서 금속 액체의 흐름 상태를 고려하는 것 외에도 금형 벽에 대한 금속 액체의 마찰, 금속 액체의 냉각 상황 및 금속 액체의 유동성도 고려해야 합니다. 충분한 헤드 압력 높이를 확보하고 금속 액체의 흐름 경로를 최대한 단축하여 금속 액체가 원활하게 흐르도록 합니다.
(4) 주조 금형 온도가 낮습니다. 금속 액체의 열 흡수 속도가 빨라지고 금속 액체가 금형 캐비티를 채우기 전에 응축 될 수 있으므로 주조 금형 온도를 적절하게 높여야합니다. 금형의 투과성이 좋지 않으면 충진 역압이 발생하기 쉬워 충진을 방해합니다. 주입 시스템과 왁스 트리를 설계할 때 투과성을 개선하기 위해 통풍구를 추가해야 합니다.
(5) 용융 및 붓기는 결함의 주요 원인 중 하나입니다. 용융 금속의 품질이 좋지 않으면 가스 또는 내포물이 많이 포함되어 유동성이 감소합니다. 금속 액체의 주입 온도가 너무 낮으면 충전 용량이 부족하여 불완전 응고가 쉽게 발생할 수 있습니다. 타설 작업은 주조 품질에 큰 영향을 미칩니다. 간헐적으로 붓는 경우 금속 액체가 고르지 않게 채워집니다. 주입을 다시 시작하면 산화막이 생성되거나 가스를 흡수하기 쉬워 용융 금속의 융합을 방해할 수 있습니다. 붓는 동안 금속 액체가 부족하거나 붓는 속도를 더 빠르게 해야 한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 금속 액체가 금형 캐비티를 채우는 데 필요한 압력이 감소하여 불완전한 응고 결함이 발생할 수 있습니다. 따라서 용융 전에 금속 액체의 양을 계산해야 합니다. 금속 액체를 보호하고 금속 액체의 주입 온도를 적절하게 높이고 주입 속도를 빠르게해야하며 주입 중에 액체 흐름이 중단되지 않도록주의해야합니다.
7.9 금속 구슬
그림 6-43과 같이 결함이 있는 주물에 과도한 금속 구슬이 나타났습니다.
분석:
왁스 몰드 단계에서는 금속 구슬이 존재하지 않았는데, 이는 몰드 제작 공정에 공극이 있음을 나타내며, 금속 액체가 붓는 동안 이 공극을 채웠습니다. 분명히 이것은 주로 탈왁싱 공정과 관련이 있습니다. 이 결함에 영향을 미칠 수 있는 요인과 해결 방법은 다음과 같습니다:
(1) 낮은 물 대 분말 비율과 두꺼운 슬러리로 인해 기포 제거가 어렵습니다. 따라서 슬러리의 두께를 줄이기 위해 물의 비율을 적절히 높여야 합니다.
(2) 탈왁싱 작업 시간이 너무 길어 공기 제거 과정에서 주조 금형이 응고되기 시작합니다.
그림 6-43에서는 팔찌의 내벽에 금속 구슬이 나타납니다. 따라서 탈왁싱 작업은 지정된 작업 시간(일반적으로 석고 투자 분말의 경우 최대 8~9분) 내에 이루어져야 합니다.
(3) 진공 펌프가 정상적으로 작동하지 않고 몰드 컵이 완전히 비워지지 않았습니다. 금형을 만들기 전에 진공 펌프가 올바르게 작동하는지 확인하고 배기 중에 진동 테이블을 지속적으로 두드려 기포가 분리되어 표면으로 올라가는 데 도움이되는 진동 테이블을 지속적으로 두드려야합니다.
7.10 골절
주조 후 금속에 균열이 발생하여 공작물의 기계적 특성이 심각하게 손상됩니다. 균열 형성의 시간과 조건에 따라 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다 : 구성으로 인한 취성 골절, 외부 기계적 골절로 인한 골절
스트레스, 열 충격으로 인한 골절, 미세 구조 변형으로 인한 골절, 산화물 내포물 및 저온 폐쇄로 인한 골절.
(1) 조성으로 인한 취성 골절. 금-은 합금에서는 다음과 같은 불순물 원소 외에도 다음과 같은 불순물 원소가 있습니다.
앞서 언급했듯이 납 Bi는 금속에 취성 골절을 빠르게 일으키며, 다른 원소들은 저융점 합금을 빠르게 형성하여 취성을 유발합니다.
[사례 6-34] 그림 6-44와 같이 팔찌의 바닥에 부서지기 쉬운 골절이 있습니다.
분석: 새 금속의 출처에는 문제가 없으며, 이전에도 사용된 동일한 새 금속에는 문제가 없었습니다. 재사용된 재활용 금속에 문제가 있어 재료가 오염된 것으로 추정됩니다. 생산 작업장을 조사한 결과, 왁스 금형을 만들기 위해 저온 금속 금형을 일괄적으로 사용했으며 금속 금형을 만드는 장소가 왁스 사출 공정과 같은 공간에있는 것으로 밝혀졌습니다. 저온 금속에는 납, 주석, 비스무트 및 기타 원소가 포함되어 있습니다.
그림 6-44 18KW 링의 취성 파단은 금형 제작 과정에서 금속 먼지가 날아다니기 때문이며, 그 중 일부는 왁스 금형에 부착된 후 주조 후 금속으로 옮겨집니다. 일정 시간 동안 축적 된 후 불순물 요소가 일정량에 도달하여 취성 골절을 일으 킵니다. 따라서 저 융점 금형 제작 장소는 다른 곳으로 옮겨야하며 모든 재활용 금속은 중단하고 정제 한 다음 다시 혼합해야합니다.
(2) 외부 기계적 응력으로 인한 균열.
[사례 6-35] 925은 주물 블랭크의 특정 부위에 골절이 발생했습니다.
설명: 플러싱 작업량을 줄이기 위해 그림 6-45와 같이 금형을 부은 후 기계를 사용하여 석고 트리를 강철 플라스크에서 밀어냅니다. 부적절한 힘의 지점으로 인해 압출력이 트리 헤드에 직접 작용하여 그림 6-46과 같이 주조 트리의 아래쪽 두 줄에 있는 대부분의 공작물이 파손됩니다.
이러한 균열 결함을 방지하려면 외부 힘이 공작물에 작용하지 않도록 주의를 기울여야 합니다. 스틸 링을 사용하여 압력을 인베스트먼트 파우더에 전달하기 위해 스틸 링을 인베스트먼트 파우더 위에 놓아야 합니다. 압출 시간은 공정 요구 사항에 따라 제어해야 합니다. 금속 온도가 높으면 강도가 낮아지고 약간의 외력이 가해지면 쉽게 균열이 발생할 수 있습니다.
(3) 산화물 내포물 및 냉기로 인한 균열.
결함 설명: 주조 직후 공작물에 균열 또는 파단이 발생하여 파단 표면에 산화물 개재물이 나타나거나 융착되지 않습니다.
[사례 6-36]
그림 6-47과 같이 18KW 주물의 여러 위치에서 균열이 나타났으며, 일부 균열은 가장자리가 원형이고 일부 균열은 눈에 띄는 산화물 내포물을 보여줍니다.
분석: 금속의 강도는 단면적과 관련이 있습니다. 산화와 내포물이 발생하면 여기서 유효 단면적이 감소하여 강도가 감소하는 것과 같습니다. 공작물에 산화와 내포물이 있으면 한편으로는 유효 단면적 금속이 감소합니다.
영역. 또한 산화물 내포물이 다각도 또는 날카로운 각도로 존재하면 금속과의 결합이 불량하여 이러한 영역에 응력이 빠르게 집중되어 균열원이 형성됩니다. 금속이 콜드 셧을 생성하면 두 금속 간의 결합력이 떨어지고 외부 힘을 받으면 파손됩니다. 따라서 이러한 요인에 대한 적절한 조치를 취해야 하며 구체적인 참조를 할 수 있습니다.
이전 사례.
(4) 열 충격으로 인한 골절.
결함 설명: 고온의 물에서 직접 담금질할 때 주물의 특정 부분에 균열이 나타났으며 균열이 선형 모양을 보였습니다.
[사례 6-37]
그림 6-48과 같이 18KW 주물에서 열 충격으로 인한 균열이 발생했습니다.
원인 분석: 금속이 고온에서 저온으로 전이되는 과정에는 가소성에서 강성으로의 변화가 수반됩니다. 금속이 소성 상태일 때는 연성이 좋고 강도가 낮습니다. 반면에 금속이 경질 상태일 때는 강도는 높지만 연성은 떨어집니다. 냉각 과정에서 영역마다 냉각 속도와 소성-탄성 전이 시간이 달라져 상호 제약이 발생하고 인장 응력이 발생합니다. 인장 응력이 금속의 강도를 초과하면 파손으로 이어집니다. 주물이 너무 일찍 담금질되면 열적 고체 충격이 발생하여 다른 부품의 열 응력이 강화되고 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 합금의 특성, 주물의 크기 및 환경 조건과 같은 요소를 기반으로 담금질 시간을 결정할 필요가 있습니다. 각 합금마다 적절한 담금질 시간이 있습니다. 너무 일찍 담금질하면 열충격 균열이 쉽게 발생할 수 있습니다. 그러나 너무 늦게 담금질하면 온도가 지나치게 낮아져 담금질 효과가 떨어지므로 이 또한 바람직하지 않습니다.
(5) 구조적 변형으로 인한 균열.
[사례 6-38 ]
그림 6-49와 같이 18KR에서 조금 늦게 담금질하면 균열이 쉽게 발생할 수 있습니다.
분석:
18KR은 주로 구리로 구성된 레드 골드 합금입니다. 그림 6-50의 이원 합금 상 다이어그램을 참조하면, 구리 함량이 30~80%인 경우 주조 후 온도가 410도 이상인 냉각 과정에서 이원 합금은 우수한 용액 상태에 있습니다. 온도가 410도 이하로 떨어지면 합금의 구성에 따라 다른 중간상이 형성됩니다. 이러한 중간상은 재료 야금학에서 질서 변형으로 알려진 단거리 또는 장거리 정렬 원자 배열을 나타냅니다. 정렬된 구조는 Au Cu 합금의 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 격자 왜곡과 정렬된 도메인 경계의 존재는 소성 변형에 대한 저항을 증가시켜 합금의 강도와 경도를 상당히 향상시키지만 연성은 크게 감소시킵니다. 이 합금은 눈에 띄는 취성을 나타내므로 장식 부품의 주조 후 가공 중에 약간의 외력이나 충격으로 파손되기 쉽습니다.
주문에 따른 K 레드 골드의 취성에 영향을 미치는 요인과 주요 솔루션은 다음과 같습니다:
1) 합금 조성의 영향. 질서정연한 고용체의 형성에는 합금 조성 비율에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 비교적 넓은 범위의 조성 내에서 정렬 변형이 발생할 수 있지만, 조성 비율이 이러한 정렬된 구조 단계에 해당하는 경우에만 가장 높은 수준의 질서 정연성이 달성됩니다. 합금 조성이 이상적인 조성 비율에서 벗어나면 완전히 정렬된 고용체를 형성할 수 없고 부분적인 정렬만 가능하므로 합금의 성능이 어느 정도 향상됩니다.
2) 냉각 속도의 영향. 금속 재료를 고온에서 저온으로 냉각하는 과정에서 열 응력이 발생할 수 있으며, 특히 급속 냉각 중에 상당한 열 응력이 발생하여 장식품이 변형되거나 심지어 균열이 발생할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 열 스트레스를 줄이기 위해 저속 냉각을 채택합니다. 그러나 K 레드 골드 주얼리 생산 공정에서 이 방법을 사용하면 K 레드 골드 자체에 변형으로 인한 구조적 응력 문제가 있기 때문에 장식품 파손 문제가 발생할 수 있습니다. K 레드 골드가 무질서한 상태에서 질서 있는 상태로 변환되는 것은 순간적으로 일어나는 것이 아니라 원자 이동에 따라 원자가 재배열되는 과정입니다. 원자 확산 이동에는 시간이 걸리기 때문에 임계 변환 온도 이상의 온도 범위에서 실온으로 K 레드 골드를 빠르게 냉각하면 주문 과정의 발생이 억제되고 심지어 고온에서 무질서한 상태가 유지될 수 있습니다. 따라서 K 레드 골드의 가공 및 제조 공정에서는 열 응력을 줄이기 위해 저속 냉각을 채택해야 할 뿐만 아니라 열 응력과 구조적 응력의 총합을 최소화해야 합니다. 담금질 시간은 일반적으로 10분을 초과하지 않는 K 옐로우 골드 및 K 화이트 골드보다 짧아야 합니다.
