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주얼리 주물을 세척하고 검사하는 방법: 다양한 금형 유형에 대한 기술

완벽한 주얼리 주형을 만드는 방법을 알아보세요! 이 가이드는 주얼리 제작자, 매장, 디자이너가 석고와 왁스 같은 다양한 주형을 사용하는 데 도움이 됩니다. 주조 후 보석을 청소하고 수정하여 멋지게 보이도록 하는 방법도 알려줍니다. 유명인을 위한 맞춤형 주얼리를 제작하든 온라인 판매를 하든, 일반적인 문제를 방지하고 주얼리를 빛나게 하는 팁을 얻을 수 있습니다.

주얼리 주물을 세척하고 검사하는 방법: 다양한 금형 유형에 대한 기술

4가지 일반적인 작업에 대한 기본 원칙과 운영 기술

금속 액체가 금형에서 고형화된 후에는 왁스 세팅 사용 여부, 합금의 특성, 제품의 구조 및 금형의 특성 등의 요인에 따라 주조 세척 공정을 결정해야 합니다. 물폭발 세척을 위해 금형의 잔열을 사용하는 것은 주물 탈형에 효과적인 방법입니다. 하지만 열 충격에 그다지 민감하지 않은 금, 은, 백금 주얼리 주조품에만 적합합니다. 왁스 세팅 주얼리 주물의 경우 열 충격으로 인해 보석이 깨질 위험을 방지하기 위해 금형이 일정 온도까지 냉각된 후에만 기계적 이형을 수행할 수 있습니다. 이형 후 주조 금속 트리는 잔여 금형에 어느 정도 싸여 있으므로 고압 물 분사로 씻어내어 잔여 금형을 효과적으로 청소해야 합니다. 주얼리 주물은 세척 후에도 여전히 특정 영역에 소량의 곰팡이가 남아 있으며 표면에 종종 산화물이 형성되어 후속 연마의 어려움이 증가하고 충전 재료의 재사용에 대한 오염을 유발합니다. 따라서 불산과 같은 용액을 사용하여 깨끗한 주조 트리를 얻을 때까지 담가야 합니다. 볼트 커터와 톱과 같은 도구는 금속 트리에서 주물을 하나씩 제거하는 데 사용되며 주문 및 재료에 따라 분류됩니다. 다이아몬드 그라인딩 휠은 잔여 스프루를 연마하는 데 사용되며, 자석 텀블러는 주얼리 주조 블랭크를 청소하는 데 사용됩니다.

이 프로젝트를 통해 학생들은 4가지 일반적인 작업과 수업 후 확장 연습을 통해 다양한 재료와 제품 유형의 주얼리 주물에 대한 해당 세척 방법과 작동 기술을 습득할 수 있습니다.

그림 8-4 자동 석고 주입 클리너

자동 석고 투자 클리너

목차

섹션 I 일반 석고 몰드를 사용한 주얼리 주물 세척

1. 배경 지식

1.1 캐스팅 스트레스

주조 응력은 제한된 수축 또는 비동기 수축으로 인해 주조가 탄성 상태에 완전히 들어간 후에 발생하는 탄성 응력입니다. 주조 응력은 주조의 구조적 강도를 약화시켜 변형이나 균열을 일으킬 수 있습니다. 주조 응력에는 상 변화, 열, 기계적 응력의 세 가지 유형이 있습니다.

주물의 냉각 과정에서 고체 상태의 상 변화가 발생하여 부피가 변화합니다. 주조의 고르지 않은 구성과 온도 분포로 인해 주조 부품마다 서로 다른 시간에 상 변화가 발생하여 부피가 고르지 않게 변화합니다. 부품 간의 이러한 상호 제약은 상 변화 응력이라고 하는 잔류 응력을 발생시킵니다. 예를 들어, 18K 로즈 골드 주물은 냉각 중에 다음과 같은 순서 전환이 발생하기 쉬우며, 다음과 같은 순서 상이 형성됩니다. Au3Cu, AuCu 및 AuCu3매트릭스와 부피가 일정하지 않고 영역마다 상 변화의 타이밍도 달라 주조 내에서 상 변화 응력이 발생합니다.

열 응력은 주조의 최종 응고 단계(응고된 구조가 수지상 네트워크 프레임워크를 형성한 솔리더스 라인에 가까운 지점)와 후속 냉각 과정에서 발생합니다. 온도 차이로 인해 주조 응력은 주조 단면의 내부와 외부, 두께가 다른 여러 영역에서 발생합니다. 주조 부품마다 냉각 속도가 다르기 때문에 고체 상태의 수축률이 일정하지 않습니다. 그러나 주물의 여러 부분은 전체적으로 상호 연결되어 있어 서로를 제약하므로 열 응력이 발생합니다. 열 응력의 크기는 벽이 두꺼운 부품이 소성 상태에서 탄성 상태로 전환될 때 두꺼운 벽과 얇은 벽 사이의 온도 차이에 비례하며, 주물의 벽 두께 차이가 클수록 열 응력도 커집니다.

기계적 응력은 냉각 수축 중에 주조 금형이나 기타 장애물에 의해 주조가 방해를 받아 발생합니다. 이 응력은 인장 응력 또는 전단 응력일 수 있습니다. 기계적 응력은 주물이 탈성형되고 수축을 방해하는 장애물이 제거되면 사라집니다.

1.2 탈형 시간

주물이 굳은 후 냉각하는 과정에서 위치마다 냉각 속도가 다릅니다. 벽이 얇은 곳에서는 냉각 속도가 빠르고 벽이 두꺼운 곳에서는 냉각 속도가 느립니다. 벽 두께의 차이는 주조 응력에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 석고 몰드는 열전도율이 낮기 때문에 석고 몰드 내부 주물의 냉각 속도가 매우 느려 다양한 부품 간의 냉각 속도 차이를 줄이는 데 도움이 됩니다. 주물을 고온에서 탈성형하면 냉각 속도가 크게 증가합니다. 이형 시간이 너무 짧으면 고온 주물이 공기에 직접 노출되거나 물과 접촉하여 주물의 변형, 균열 및 높은 내부 응력이 발생할 수 있습니다. 따라서 이형 시간을 적절히 연장하여 주물을 더 낮은 온도에서 이형할 수 있도록 하면 주물의 열 응력을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 이형 시간이 너무 길면 이형 난이도가 높아지고 생산 효율성에 영향을 미치며 생산 비용이 증가합니다.

주물의 탈형 시간은 생산 효율과 제품 품질에 큰 영향을 미칩니다. 주물의 재료 특성, 응고 시간, 응고 및 냉각 과정에서 미세 구조의 변화, 주물의 구조와 같은 요소를 종합적으로 고려하여 합리적인 탈형 시간을 결정해야 합니다. 순금, 순은과 같은 고순도 귀금속 주얼리의 경우 가소성이 매우 우수하고 냉각 과정에서 구조적 변화가 일어나기 때문에 고온에서 탈형할 때 균열이 발생할 위험이 거의 없습니다. 그러나 18K 골드, 14K 골드, 925 실버와 같은 소재의 경우 고온에서의 가소성이 순금과 순은에 비해 현저히 떨어지며 냉각 중에 고체 상태의 상 변화가 발생할 수 있습니다. 탈형과 세척이 너무 일찍 이루어지면 주물의 변형과 균열이 발생할 가능성이 크게 높아집니다.

1.3 탈형 청소 방법

주얼리 주조 생산에서 주물의 탈형 방법에는 주로 기계적 세척, 물폭발 세척, 유압 세척이 포함됩니다.


(1) 기계 청소

열 충격에 매우 민감한 왁스 세팅 주얼리 및 유리 주얼리와 같은 주물의 경우 일반적으로 주물에 균열을 일으킬 수 있는 고온 탈형을 피하기 위해 저온에서 기계 세척을 수행합니다. 전통적인 기계 세척 방법은 망치와 철봉과 같은 도구를 사용하여 금형을 청소하는 수동 작업을 포함하며, 이는 노동 강도가 높고 작업 효율이 낮으며 작업 조건이 열악하여 생산에 거의 사용되지 않습니다.

기계식 압출 이형 방법은 주로 그림 8-1에 표시된 장비와 함께 이러한 제품에 사용됩니다. 유압 메커니즘을 사용하며 압력로드 헤드가 강철 플라스크의 내벽을 따라 눌러서 밀폐 된 석고 몰드와 함께 금속 트리를 압출하여 이형을 간단하고 빠르게 만들 수 있으며 특히 저온에서 왁스 세트 주조 제품의 이형 처리에 적합합니다. 압출 이형 세척 과정에서 먼지가 발생하기 때문에 일반적으로 작업 환경 개선을 위해 작업 공간에 특수 환기 시설이 필요합니다.

그림 8-1 기계식 인베스트먼트 파우더 리무버
그림 8-1 기계식 인베스트먼트 파우더 리무버


(2) 물폭탄 청소

물 폭발 세척은 일정 온도까지 부어 식힌 주물을 금형과 함께 물 웅덩이에 넣으면 물이 금형 내부로 빠르게 유입되어 기화와 압력 상승을 일으켜 폭발로 인해 금형이 주물에서 떨어져 나가는 방식입니다. 물 유입, 기화, 압력 폭발의 세 단계로 구성됩니다.


물 입력. 물은 동압 헤드와 정압 헤드 아래에서 금형 재료로 들어가고, 금형 재료 사이의 틈새의 "모세관" 작용은 주조 분말 입자 사이의 틈새를 통해 내부 층을 관통하여 열로 인해 기화합니다. 따라서 다량의 물 유입을 신속하게 촉진하기 위한 모든 조치를 취하는 것이 물 폭발을 형성하기 위한 첫 번째 기본 조건입니다.

기화. 물이 뜨거운 금형에 들어가면 열로 인해 기화되고 증기가 계속 팽창합니다. 증기압이 물 침투 압력보다 낮으면 물이 여전히 금형 깊숙이 침투하고 증기의 양이 계속 증가하여 증기압이 높아집니다. 스팀 압력이 물 침투 압력과 같거나 초과하면 스팀 압력으로 인해 물이 계속 침투하는 것을 방해하거나 물 유입 속도가 감소하여 물 폭발 세척의 효과에 영향을 미치는 현상이 발생합니다. 물폭파 작업 중에 금형을 물속에서 흔들면 금형에 균열이 생기고 물의 동압 헤드가 증가하며 유입 및 기화 속도가 빨라질 수 있습니다. 따라서 충분한 물 유입과 기화 가속화는 물 폭발을 형성하기위한 두 번째 기본 조건입니다.

 가압 폭발. 가압 폭발은 물 폭발 세척 공정의 마지막 단계입니다. 가압 폭발의 압력은 주로 두 가지 측면에서 발생합니다. 한편으로는 물이 지속적으로 기화되면서 압력이 증가하고, 다른 한편으로는 이미 기화된 증기가 팽창하여 지속적인 가열 조건에서 압력이 증가합니다. 또한 증기는 특정 밀폐된 공간에 둘러싸여 있어야 하며, 그렇지 않으면 증기가 누출되어 압력이 요구 사항을 충족하지 않으면 물 폭발의 효과가 약해집니다. 따라서 특정 밀폐 조건을 만들고 증기 압력의 급격한 증가를 촉진하는 것이 물 폭발을 형성하기위한 세 번째 기본 조건입니다.


주얼리 주조 금형은 일반적으로 작기 때문에 물폭발 세척 장치도 일반적으로 작습니다. 일부 기업에서는 물통을 사용하여 긴 물 흐름으로 물 폭발 청소를 완료하기도 합니다. 더 큰 배치를 생산하거나 더 큰 공예 장식품 및 기타 주물을 주조 할 때는 일반적으로 PVC가 늘어선 모든 스테인리스 스틸 또는 스테인리스 스틸 프레임으로 만들어진 물 폭발 청소 풀을 설치해야합니다. 이러한 방폭 세척 풀은 그림 8-2에서 볼 수 있듯이 내압성과 내식성이 우수합니다.

그림 8-2 물 폭발 세척 풀
그림 8-2 물 폭발 세척 풀


(3) 유압 청소

수압 세척은 물의 충격력을 이용해 주물 표면이나 내부에 감싸진 금형 재료를 세척하는 공정입니다. 건식 기계 세척에 비해 세척 과정에서 다량의 먼지 발생을 방지할 수 있어 널리 사용되고 있습니다. 유압 세척 관련 장비는 자동화 정도에 따라 고압 주물 석고 몰드 클리너와 자동 석고 주입 클리너의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

고압 주물 석고 몰드 클리너는 그림 8-3과 같이 주얼리 몰드에 널리 사용되는 세척 장치입니다. 그 원리는 고압 펌프를 통해 수돗물을 고압 물로 변환하고 파이프를 통해 고압 물총의 노즐로 보내는 것입니다. 그러면 고압 저속의 물이 저압 고속의 물 분사로 변환되어 고충격 운동 에너지로 금속 나무 표면에 지속적으로 작용하여 주물 가루를 떨어뜨리고 청소 목적을 달성합니다. 세척기 전면 양쪽에 장갑을 장착해 물이 튀는 것을 방지하고, 상단에 유리 커버를 설치해 세척실 내부 상태를 쉽게 관찰할 수 있습니다.

그림 8-3 고압 주조 석고 몰드 클리너
그림 8-3 고압 주조 석고 몰드 클리너
자동 석고 주입 클리너는 강철 플라스크 고정, 주물 고정, 지지대, 회전, 세척 및 폐액 수거 기능이 통합되어 있습니다. 이 구조에는 도어 커버, 세척 챔버, 제어판, 회전 핸들, 폐수 여과 장치가 포함됩니다. 청소 챔버 내부에는 그림 8-4와 같이 절단 노즐, 물 분사 헤드, 클램프, 지지 링 및 스트로크 스위치와 같은 구성품이 포함되어 있습니다. 주조 금형을 지지 링에 놓고 단단히 고정하고 절단 노즐의 고속 분사를 사용하여 주조 금형을 세척하여 금속 트리를 스틸 플라스크에서 분리합니다. 그런 다음 금속 트리를 클램프에 고정하고 물 분사 헤드를 사용하여 고압 세척합니다. 핸들을 회전시키면 다양한 주조 부품의 표면과 내부에 감겨 있는 잔여 금형이 깨끗하게 세척됩니다.
그림 8-4 자동 석고 주입 클리너
그림 8-4 자동 석고 주입 클리너
1.4 석고 폐액 처리

물폭파 세척 또는 수압 세척 방법을 사용하든 다량의 폐석고 주물 재료가 포함된 유백색 폐액이 생성됩니다. 이 폐액을 직접 배출하면 환경에 해를 끼칩니다. 따라서 폐액을 처리하기 위한 조치를 취해야 합니다.

현재 석고 폐액의 주요 처리 방법은 침전으로, 침전조에서 물이 흘러나오는 시간보다 짧은 시간에 물 흐름의 부유 고형 입자를 침전시켜 물 흐름에서 부유 고형물을 분리하고 수질 정화를 달성하는 원리를 기반으로합니다. 이를 위해 그림 8-5와 같이 유입구, 침전조, 배출구 등의 구성 요소를 포함하는 폐액 수집 탱크가 물폭발 세척 및 수압 세척 현장에 설치됩니다. 침전조에는 폐액의 흐름 방향을 따라 여러 개의 배플이 배치되어 폐액의 유속을 늦춰 폐액 내 고형물이 침전될 수 있는 충분한 시간을 확보합니다. 일부 보석 회사에서는 꼬리 액을 추가로 정화하기 위해 그림 8-6과 같이 대형 실외 침전조를 특별히 설치하여 1차 침전을 거친 폐액을 추가로 정화하기도 합니다.

그림 8-5 석고 폐액 수집 탱크
그림 8-5 석고 폐액 수집 탱크
그림 8-6 대형 침전 탱크
그림 8-6 대형 침전 탱크
1.5 주물의 산성 침수

주얼리 금속 트리는 헹굼 후 일부 틈새, 오목한 부분 및 막힌 구멍에 주조 재료가 남아있을 수밖에 없습니다. 또한 금속 표면에는 종종 갈색 필름이나 검은색 금속 산화물이 남아 있습니다. 금속 트리의 다음 작업을 진행하기 전에 화학적 담금 방법을 사용하여 금속 표면을 청소해야 합니다.

석고 주조 재료는 주로 내화 골재와 석고 바인더로 구성됩니다. 내화 골재는 일반적으로 실리카 재료로 만들어집니다. 고온 로스팅 및 주조 냉각 후 실리카는 여러 결정 변형을 거치며 석고 부분은 무수 황산칼슘으로 변하여 결합 강도를 감소시킵니다. 화학 용액에 담그면 잔류 금형에 있는 대부분의 성분과 반응하여 용해성 물질을 형성하여 주조 표면을 추가로 세척할 수 있습니다. 다양한 무기산이 금속 표면의 산화막을 용해시킬 수 있습니다. 하지만 불산만이 이산화규소에 큰 영향을 미치며, 반응 공식은 다음과 같습니다: SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O. 그리고 제품 테트라플루오로실란(SiF4)는 상온에서 매운 냄새가 나는 무색의 유독성 가스입니다.

따라서 불산은 실제 생산에서 보석 금속 나무를 담그는 데 널리 사용됩니다. 불산 용액의 농도와 담금 시간은 금속 재료의 내식성에 따라 선택해야 합니다. K 금, 순금 및은 보석 주물의 담금 시간은 20 분, 불산 농도는 20% ~ 30%이고, 보라색 구리 및 황동 보석 주물의 담금 시간은 20 분, 불산 농도는 5% ~ 10%이고, 백금 보석 주물의 담금 시간은 60 분, 불산 농도는 50% ~ 60%입니다. 불산의 부식성이 강하기 때문에 유리 용기가 아닌 특수 플라스틱 용기에 보관해야 하며, 작업 중에는 플라스틱 장갑과 고글을 착용하는 등 안전 예방 조치를 취해야 합니다.

1.6 잔여 스프 루 연마
현재 대부분의 기업은 후속 금형 제작의 작업량을 줄이고 작업 효율성을 향상시키기 위해 마무리 공정 전에 스프 루 연마 공정을 추가합니다. 그림 8-7과 같이 회전 모터, 다이아몬드 연마 휠, 투명 밀봉 커버, 순환 수관, 금속 분말 회수 실린더 및 조명과 같은 구성 요소가 포함된 특수 스프 루 연마기를 사용합니다. 고속 회전 다이아몬드 연삭 휠은 잔류 스프 루를 빠르게 제거 할 수 있습니다. 동시에 순환 수관은 냉각수를 공급하여 블랭크 과열을 방지할 수 있습니다. 또한 연마 중에 발생하는 금속 분말을 회수 실린더로 수집하여 건식 작업 중에 금속 분말이 날아가는 것을 방지하여 귀금속 손실을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
그림 8-7 스프 루 연마기
그림 8-7 스프 루 연마기
1.7 자기 연마 청소

산성 침지 후 주물 표면에는 여전히 먼지, 산화막, 버, 잔류 주물 가루 등의 문제가 있을 수 있어 마감 작업량이 증가할 수 있습니다. 따라서 대부분의 제조업체는 주물에 마그네틱 폴리싱 세척을 실시합니다.

마그네틱 연마 세척의 원리는 그림 8-8에 나와 있습니다. 고주파 마그네틱 드라이브를 사용하여 강력하고 안정적인 자기 효과를 생성하여 스테인리스 스틸 연삭 버가 고속 점프, 유동 및 회전 동작을 수행하여 주물의 틈, 오목, 데드 코너 및 표면에 포괄적이고 다각도의 마찰을 생성하여 먼지, 버 및 산화막을 빠르게 제거하는 동시에 공작물 표면을 손상 시키거나 공작물 정밀도에 영향을주지 않으며 표면 경도를 높일 수도 있습니다.

그림 8-8 자기 연마의 원리
그림 8-8 자기 연마의 원리

2. 작업 구현

이 작업은 석고 몰드로 만든 18K 플래티넘 주얼리 주물을 세척하는 방법입니다.


(1) 물폭탄 청소 시간 결정하기

상업용 18K 백금은 대부분 니켈을 표백 원소로 사용하며 주로 금, 니켈, 구리 등으로 구성된 합금 소재입니다. 이 유형의 소재는 고온에서 가소성이 좋은 연속적인 고체 용액입니다. 하지만 저온에서는 상 분리를 거치면서 강도와 경도는 증가하지만 인성과 가소성은 감소합니다. 물폭파 세척 시간을 결정할 때는 강철 플라스크의 크기와 제품 구조 등의 요소를 종합적으로 고려하여 주조 응력 감소와 물폭파 세척의 효과 사이의 최적의 균형을 이루기 위해 노력해야 합니다. 물폭파 세척을 너무 일찍 하면 과도한 주조 응력으로 인해 변형이나 균열이 발생할 수 있고, 너무 늦게 하면 세척 효과가 떨어집니다. 외경이 4인치 미만인 강철 플라스크의 경우, 주입 후 공기 중 금형의 대기 시간은 일반적으로 약 10~15분, 외경이 4~6인치인 강철 플라스크의 경우 대기 시간은 일반적으로 약 15~20분, 더 큰 강철 플라스크의 경우 제품 구조에 따라 대기 시간을 적절히 연장하고 조정해야 합니다.


(2) 물폭탄 청소

그림 8-9와 같이 플라이어를 사용하여 몰드를 고정하고 물폭발 세척 탱크에 담급니다. 고온의 금형이 찬물에 닿으면 즉시 물폭발 효과가 발생하고 낮은 우렁찬 폭발음이 들립니다. 좋은 물 폭발 효과를 얻으려면 고정 된 금형을 부드럽게 움직여 물과 충분히 접촉하도록합니다. 생산 중에는 물폭발 탱크 바닥에 침전 된 폐 금형 재료를 즉시 청소하여 청소 탱크의 수심을 충분히 유지해야합니다.

그림 8-9 금형의 물폭발 세척
그림 8-9 금형의 물폭발 세척


(3) 고압 세척

스틸 플라스크에서 금속 트리를 꺼내 고압 주물 석고 몰드 클리너에 넣고 관찰 창을 닫습니다. 고무장갑을 통해 세척 챔버에 손을 넣고 금속 트리를 안정적으로 잡고 노즐을 조준합니다. 풋스위치를 밟아 청소기를 켜고 고압 물 분사로 메탈 트리를 세척합니다. 그림 8-10과 같이 양손으로 메탈 트리를 움직이고 뒤집어 모든 부품을 꼼꼼히 세척합니다.

그림 8-10 세척 후 금속 트리
그림 8-10 세척 후 금속 트리


(4) 산성 침수

그림 8-11과 같이 농도 25%의 불산을 사용하고 보호 장비를 착용한 후 펜치로 금속 나무를 고정하고 조심스럽게 산 용액에 넣습니다. 뚜껑을 덮고 그대로 둡니다. 20분간 담근 후 금속 트리를 꺼내 전용 회수 통에 헹구고 흐르는 물에 깨끗이 씻어냅니다. 메탈 트리에 주물 가루가 남아 있는지 확인하고, 남아 있으면 다시 불려야 합니다. 사용 기간이 지나면 불산 용액의 효과가 감소하므로 담금 시간을 연장하거나 새 불산을 추가해야 합니다.


(5) 청소 및 건조

그림 8-12와 같이 금속 트리를 깨끗이 세척하고 헤어드라이어나 열풍기로 건조시킨 후 무게를 측정하고 이 배치의 용융 및 주조 손실을 계산합니다.

그림 8-11 산에 담근 금속 나무

그림 8-11 산에 담근 금속 나무

그림 8-12 건조

그림 8-12 건조


(6) 블랭크 절단

세척한 주얼리 주물은 여전히 나무 모양이므로 다음 생산 공정을 준비하기 위해 스프 루에서 카테고리와 유형별로 분류하여 잘라내야 합니다.

주물의 스프루는 모두 나무 코어에 연결되어 있고 서로 비교적 가깝고 스프루가 나무 코어와 특정 각도에 있기 때문에 스프루를 아래쪽으로 자르기가 쉽지 않습니다. 따라서 주물은 인접한 붓는 컵에서 나무 꼭대기까지 순서대로 나무 코어에서 잘라내야 합니다. 주물 손상을 방지하기 위해 일반적으로 주물에서 일정 거리에서 스프 루를 절단 한 다음 여분의 스프 루를 절단하는 2 단계 절단 방법이 사용됩니다. 생산 효율성을 높이고 노동 강도를 줄이기 위해 그림 8-13과 같이 공압 압착기를 사용하여 한 번에 절단할 수 있습니다. 그림 8-14와 같이 각 주물을 개별적으로 절단할 때는 휴대용 커터를 사용하여 절단 방향과 잔여 스프 루를 쉽게 제어할 수 있습니다. 일반적으로 블랭크에서 1.5mm의 거리가 가장 좋습니다. 잔여 스프 루가 너무 짧으면 블랭크가 쉽게 변형되거나 손상될 수 있으며, 너무 길면 후속 가공 시 작업량이 증가합니다.

그림 8-13 공압 압착기로 스프 루 절단하기

그림 8-13 공압 압착기로 스프 루 절단하기

그림 8-14 커터를 사용하여 잔여 스프 루를 다듬기

그림 8-14 커터를 사용하여 잔여 스프 루를 다듬기


(7) 잔여 스프 루 연마하기

작업 효율성을 높이기 위해 스프 루 연마기를 사용하여 생산 중 잔류 수선을 돌리는 것이 우선입니다. 시작 후 냉각 스프 루를 조정하며, 일반적으로 초당 2~3방울의 물방울 속도가 최적입니다. 공작물의 워터라인 위치를 관찰하여 공작물의 연삭 각도를 결정합니다. 시작 후 그림 8-15와 같이 스틸 휠에 가까운 불연속 방법을 사용하면서 스프 루를 관찰하고 매끄럽게 유지하면서 공작물이 손상되지 않도록 주의하고 특히 프롱, 클로 및 홈 위치에 주의하십시오. 공작물을 돌릴 때 금속 분말을 재료에 따라 용기에 분류합니다. 각 공작물을 연마한 후에는 귀금속 손실을 최소화하기 위해 금속 분말을 즉시 청소하고 지정된 재활용 쓰레기통에 손을 씻습니다.

그림 8-15 잔여 스프 루 연마하기
그림 8-15 잔여 스프 루 연마하기


(8) 자기 연마 청소

먼저 연마 분말과 물을 3.5%의 질량 비율로 혼합하여 연마 액을 준비합니다. 그런 다음 그림 8-16과 같이 스틸 버(직경 0.5mm 및 0.3mm, 4:1 비율)를 용기에 넣습니다. 작업물의 질량은 텀블러 모델에 따라 결정되며 일반적으로 500g을 초과하지 않습니다. 회전 속도는 주얼리 재질에 따라 선택해야 하며, K 플래티넘의 경우 일반적으로 1800~2000r/min을 선택할 수 있습니다. 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 회전 시간을 설정하며, 일반적으로 5분마다 방향을 바꾸고 총 시간은 15~30분으로 설정합니다. 참고: 컨테이너의 공작물이 너무 크거나 너무 많이 배치되거나 설정 방향이 너무 자주 변경되면 기계가 긴급하게 작동을 멈출 수 있습니다. 일일 작업이 완료된 후에는 장비를 깨끗이 닦아 건조하고 깔끔하게 유지해야 합니다. 스틸 버의 색이 어두워지면 중성 세제로 세척해야 합니다. 새 스틸 버와 오래된 스틸 버를 섞어서는 안 되며, 연마액이 갈색으로 변하면 교체해야 합니다.

그림 8-16 자기 연마 청소
그림 8-16 자기 연마 청소

카피라이팅 @ 소블링.쥬얼리 - Sobling. 맞춤형 주얼리 제조업체, OEM 및 ODM 주얼리 공장

섹션 II 왁스 세팅 석고 몰드를 사용한 보석 주물 세척

1. 배경 지식

(1) 왁스 세팅 보석의 풀림과 파손

전통적인 금 세팅 기술에 비해 왁스 세팅 주조 공정은 생산 효율성을 크게 향상시키고 생산 비용을 절감할 수 있어 주얼리 제조에 널리 사용됩니다. 왁스 세팅의 품질을 나타내는 중요한 지표는 보석의 안정성이며, 왁스 세팅 주조 후 보석은 풀림, 변색 또는 부러짐이 없어야 합니다. 그러나 왁스 세팅 주조는 보석이 일련의 온도 변화, 열 충격으로 인한 열 스트레스, 주조 수축을 견뎌야 하기 때문에 복잡한 공정입니다. 수축 과정에서 발생하는 기계적 응력은 풀림, 균열, 변색 등의 위험을 초래하며, 특히 여러 개의 보석을 세팅할 경우 파손 문제가 쉽게 발생하여 기업에 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 또한 보석이 한번 파손되면 다루기 어렵고, 파손된 보석을 제거한 후 금 세팅 방법을 사용하여 제자리에 수리해야 하므로 생산 비용과 효율성에 큰 영향을 미칩니다.

보석은 열 충격에 대한 저항력이 약합니다. 왁스 세팅 주물을 고온에서 탈형한다고 가정해 봅시다. 이 경우, 그림 8-17에 표시된 것처럼 보석이 급속 냉각되는 동안 상당한 열 응력이 발생하여 특히 내부 균열이 있는 보석을 왁스 세팅 주조에 사용할 경우 파손될 위험이 높습니다. 따라서 왁스 세팅으로 제작된 주얼리 주물은 물폭발 세척에 적합하지 않으며, 탈형 전에 금형을 저온으로 천천히 냉각시켜야 합니다. 더 적합한 이형 세척 방법은 기계적 압출 이형입니다.

그림 8-17 왁스 세팅 보석의 파손
그림 8-17 왁스 세팅 보석의 파손

보석을 멋지게 보이게 하려면 일반적으로 세팅 시 큰 갈래(집게)나 넓고 두꺼운 가장자리를 사용하여 보석을 고정하는 것은 바람직하지 않습니다. 대신 더 가는 왁스 갈래(집게) 또는 얇은 벽의 좁은 왁스 가장자리를 사용하여 세팅해야 하며, 주조 후 금속으로 교체하여 보석을 제자리에 고정합니다. 이 구조는 보석을 상대적으로 약하게 지지하므로 외부의 힘이 가해질 때 그 힘이 금속의 강도를 초과하면 그림 8-18과 같이 금속 세팅 부위에 변형이 발생하여 보석이 변위되거나 풀릴 수 있습니다.

주물의 세척 과정에서 기계식 압출 탈형을 사용할 때 압출력이 금속 트리에 직접 작용하면 금형의 방해로 인해 금속 트리의 주물의 특정 부분이 변형되어 보석이 느슨해 질 수 있습니다. 특히 압출봉이 단단한 원통형인 경우 압출력이 주물에 쉽게 전달되어 변형과 파손을 일으켜 보석이 떨어질 수 있습니다. 따라서 압출로드는 그림 8-19와 같이 대부분의 압출력이 접촉 영역에만 작용하여 멀리 떨어진 주물에 영향을주지 않고 해당 영역의 금형이 붕괴되도록 분산 판으로 설계해야합니다. 압출 헤드를 강철 플라스크의 내경보다 외경이 약간 작은 얇은 벽의 원통형으로 설정하면 압출 과정에서 실린더 벽만 금형에 쐐기를 박아 실린더 벽에 인접한 얇은 금형 층이 붕괴되고 주변 금형에는 거의 영향을 미치지 않아 주물에 대한 압출 영향이 크게 줄어 듭니다.

그림 8-18 왁스 세팅 주얼리에서 떨어지는 보석

그림 8-18 왁스 세팅 주얼리에서 떨어지는 보석

그림 8-19 기계식 압출 이형에 사용되는 헤드의 구조

그림 8-19 기계식 압출 이형에 사용되는 헤드의 구조

왁스로 세팅된 주물 금속 트리는 탈형 후에도 석고 몰드에 싸여 있으며 고압 석고 몰드 클리너로 세척해야 합니다. 세척하기 전에 금속 트리의 온도가 공정에 필요한 범위로 떨어졌는지 확인해야 합니다. 왁스 세팅의 섬세한 구조로 인해 세척에 대한 저항력이 약하므로 상감 부품이 변형되고 보석이 느슨해지지 않도록 세척 중 제트의 힘과 각도에 특별한주의를 기울여야합니다.


(2) 왁스 세팅 주물의 산 침지 처리

세척 후 주얼리 주조 나무는 일반적으로 불산에 담가 주조 표면에 남아있는 주조 분말, 산화막, 내포물 등을 제거해야 합니다. 그러나 왁스 세팅 주물의 경우 금속 본체 외에 보석도 주물에 상감되어 있습니다. 따라서 보석의 특성에 따라 산 침지가 적합한지 여부를 판단할 필요가 있습니다. 일반적인 보석 중 석영, 흑요석 등 실리카계 보석과 규산염계인 아쿠아마린, 에메랄드, 토파즈 등은 불산에 의해 부식될 수 있으므로 불산 담금에 적합하지 않습니다.

2. 작업 구현

이 작업은 주조 압출기와 자동 석고 주조 클리너를 사용하여 왁스 세팅 보석 주얼리의 금속 주조 트리를 청소하는 작업입니다.


(1) 정적 캐스팅

주조 후 그림 8-20과 같이 금형을 랙에 매달아 금형 온도가 약 100℃로 떨어질 때까지 전체 금형이 고르게 냉각되도록 합니다.


(2) 기계적 압출 이형

강철 보울의 플랜지 가장자리가 압출 챔버 입구에 고정된 상태에서 몰드를 뒤집어 몰드를 똑바로 세웁니다. 그림 8-21과 같이 압출기를 시작하여 압출봉이 천천히 내려가도록 하여 금속 트리를 압출합니다.

그림 8-20 금형 냉각 중

그림 8-20 금형 냉각 중

그림 8-21 스틸 플라스크의 압출 탈형

그림 8-21 스틸 플라스크의 압출 탈형


(3) 고압 청소

포장된 메탈 트리와 함께 주조 주형 온도가 50℃ 이하로 떨어지면 자동 석고 주조 클리너에 넣고 스틸 플라스크를 안에 넣으세요. 정격 수압을 11MPa로 설정하고 클리너를 시작하여 메탈 트리와 스틸 플라스크를 세척합니다. 그림 8-22와 같이 세척 과정에서 스틸 플라스크와 메탈 트리가 계속 회전하여 모든 부품이 적절히 세척되도록 해야 합니다. 또한 클리너의 반환구에 필터 스크린을 설치하여 보석이 씻겨나가 침전조로 흘러들어가 회수 난이도가 높아지는 것을 방지해야 합니다.

그림 8-22 왁스로 세팅된 금속 트리의 세척
그림 8-22 왁스로 세팅된 금속 트리의 세척


(4) 스프 루 자르기

금속 트리를 세척한 후 건조하고 무게를 측정한 후 용융 및 주조 손실을 계산합니다. 그런 다음 잔여 스프 루의 절단 및 연마 작업을 수행합니다. 작업 방법은 섹션 I 참조 사례의 2장과 동일합니다.


(5) 자기 연마 청소

절단된 금속 트리 코어와 왁스 세팅 주물에 대한 자기 연마 및 세척은 별도로 수행됩니다. 전자는 금속 재사용을 용이하게 하고, 후자는 세팅 베이스와 베젤 주변과 같이 고압으로 충분히 세척되지 않은 부분을 추가로 세척할 수 있습니다. 자기 세척 과정에서 왁스로 세팅된 주물이 충돌하여 깨지는 것을 방지하기 위해 그림과 같이 특수 고정 장치를 만들어 주물을 고정 장치에 개별적으로 묶어 상호 충돌을 방지할 수 있습니다. 그러나 각 주물은 유연하게 회전하고 방향을 바꿀 수 있으므로 청소 효과에는 큰 영향을 미치지 않습니다.

그림 8-23 왁스 세팅 주물의 자기 연마 및 세척을 위한 고정 장치
그림 8-23 왁스 세팅 주물의 자기 연마 및 세척을 위한 고정 장치

섹션 III 산 결합 세라믹 몰드를 사용한 보석 주물 세척

1. 배경 지식

(1) 물폭발 세척을 통한 산성 결합 세라믹 금형 세척

백금, 팔라듐, 스테인리스 스틸 및 코발트 합금과 같은 고 융점 재료로 만든 주얼리의 경우 현재 산 결합 세라믹 몰드가 주요 성형 방법입니다. 산 결합 주조 분말 슬러리의 고온 로스팅 후 원래 모델이 연소 및 기화되고 수분이 완전히 제거되고 금형의 내화 재료가 바인더의 작용으로 응집되고 세라믹화됩니다. 산 결합 세라믹 몰드는 석고 몰드에 비해 고온 강도가 매우 높고 금속 액체를 부은 후에도 상대적으로 높은 잔류 강도를 유지합니다. 하지만 금형의 수율이 좋지 않아 주물의 응고 수축 및 냉각 수축을 방해하여 내부 주조 응력이 증가하고 주물의 열 균열, 변형 및 냉간 균열의 위험이 발생합니다.

세라믹 몰드의 잔류 강도는 높고 석고 몰드보다 붕괴성이 훨씬 더 나쁩니다. 따라서 금속 주물의 탈형 및 세척의 난이도가 크게 증가합니다. 금속 재료의 물리적, 화학적, 기계적 특성을 완전히 이해하고 주물에 대한 해당 세척 계획을 개발하는 것이 필요합니다. 세라믹 주형의 높은 경도로 인해 이형에 기계적 압착 또는 진동 방법만 사용한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 깨지기 쉽지 않아 세척이 더 어려워지고 주물의 변형과 표면 긁힘은 물론 강철 플라스크의 변형이 쉽게 발생할 수 있습니다. 금속 주물이 열충격을 견딜 수 있다는 전제하에 고온에서 증기의 폭발력을 사용하여 금형을 파열하고 고압 물 세척을 용이하게하는 물 폭발 세척 공정을 결합하는 데 우선 순위를 두어야합니다. 물 폭발 세척 중 수온이 높을수록 폭발 효과는 더 강해지지만 주물에 대한 열 충격 효과도 더 커집니다. 따라서 보석 금속 재료의 특성과 제품의 구조적 특성을 면밀히 결합하여 물 폭발 세척 공정 계획을 결정할 필요가 있습니다.

연성과 가소성이 높은 플래티넘 주얼리 소재(예: Pt950Ir50 및 Pt950Pd50)는 열 충격에 민감하지 않습니다. 이러한 재료로 만든 금형에는 고온 수폭 세척 방법을 채택할 수 있습니다. 주형을 부은 후 몇 초 내에 물로 담금질하더라도 일반적으로 주물에 균열 문제가 발생하지 않습니다. 그러나 열 충격에 민감한 저순도 Pt900 및 Pt850 백금 합금과 일부 Pt950 합금의 경우 금형 담금질 물의 온도를 적절히 낮춰야 합니다.

스테인리스 스틸 및 코발트 합금과 같은 비귀금속 주얼리 소재는 일반적으로 귀금속보다 열전도율이 떨어집니다. 주물의 냉각 과정에서 상 변화가 발생하고 연성 및 가소성이 감소합니다. 따라서 열, 상 변화 및 기계적 저항 응력을 종합적으로 고려하여 금형 담금질에 적합한 온도를 결정해야 합니다.


(2) 스프 루 자르기

백금 주얼리의 주조 공정에서 용융 금속의 점도가 높아 짧은 시간 동안 액체 상태를 유지하고 유동성이 좋지 않기 때문에 백금 주얼리 용 스프 루는 일반적으로 용융 금속의 충진 및 수축 성능을 향상시키기 위해 금은 주얼리 용보다 두껍게 설정됩니다. 따라서 플래티넘 주얼리 주물의 스프 루 절단 난이도가 증가하여 주물의 변형이 더 쉽게 발생합니다. 스프 루를 전단 할 때 주물의 변형을 방지하기 위해 스프 루의 직경에 따라 적절한 전단 방법을 선택해야합니다. 필요한 경우 톱이나 작은 조각을 사용하여 절단해야 합니다.


(3) 자기 연마 청소

자기 연마는 주물을 세척하는 효과적인 방법이지만 금속 재료의 종류에 따라 강도와 경도가 다르기 때문에 자기 연마 공정에 대한 요구 사항도 다양합니다. Pt990 및 Pt950과 같은 일반적인 고급 백금은 경도가 낮기 때문에 지나치게 빠른 속도로 세척하면 표면 긁힘과 거칠기 증가가 쉽게 발생할 수 있습니다. 플래티넘 주얼리를 K 골드 주얼리와 혼합하여 마그네틱 폴리싱 세척을 하면 표면에 자국이나 긁힘이 생기기 쉽습니다.

2. 작업 구현

이 작업에는 산 결합 세라믹 몰드 세척과 Pt950 주얼리 주물의 진공 원심 주조가 포함됩니다.


(1) 물폭탄 청소

Pt950 주얼리용 진공 원심 주조를 사용하는 스틸 플라스크는 벽에 구멍이 없는 원통형입니다. 금형의 주조 온도는 900℃이고 용융 금속의 온도는 1880℃입니다. 붓고 난 후 장비가 작동을 멈출 때까지 기다렸다가 펜치를 사용하여 금형을 제거하고 물 폭발 청소 풀을 위해 물에 담금질하여 그림 8-24와 같이 잔류 금형 재료가 상호 연결된 균열 네트워크를 형성하는 금속 트리를 금형 재료로 감싸고 있습니다.

그림 8-24 물폭발 세척 후 Pt950 금속 트리
그림 8-24 물폭발 세척 후 Pt950 금속 트리


(2) 고압 청소

고압 석고 몰드 클리너를 사용하여 금속 트리를 감싸고 있는 몰드와 주물의 홈, 이음새 및 기타 영역에 박힌 몰드를 청소합니다. 잔류 세라믹 몰드는 쉽게 흩어지지 않기 때문에 제트 세척에만 의존해서는 일부 숨겨진 몰드를 완벽하게 청소할 수 없습니다. 따라서 그림 8-25와 같이 보조 세척을 위해 강철 막대 및 기계 버와 같은 작은 도구를 사용하여 세척을 계속해야 하는 경우도 있습니다.

그림 8-25 주물 보조 세척을 위한 수공구 사용
그림 8-25 주물 보조 세척을 위한 수공구 사용


(3) 산성 침수

산 결합 세라믹 몰드의 높은 잔류 강도와 치밀한 구조로 인해 Pt950 합금은 내식성이 우수하기 때문에 고농도 불산을 사용할 수 있으며 일반적으로 약 1시간의 침지 시간으로 농도를 55%로 조정하여 우수한 침지 세척 결과를 얻을 수 있습니다.


(4) 워터라인 자르기

절단 플라이어는 일반적으로 스프 루 직경이 3.5mm 미만인 주물에 사용할 수 있습니다. 그러나 스프 루 직경이 4mm 이상이면 플라이어를 절단할 때 변형 위험이 있습니다. 그림 8-26과 같이 먼저 공압 압착 플라이어를 사용하여 트리 코어 근처에서 절단한 다음 톱을 사용하여 주물 표면 근처에서 절단하는 것이 좋습니다.

그림 8-26 스프 루 절단
그림 8-26 스프 루 절단


(5) 잔여 스프 루 연마하기

앞서 언급했듯이 스프 루 연마기를 사용하여 잔여 스프 루를 제거합니다.


(6) 자기 연마 청소

주물을 마그네틱 텀블러에 넣고 속도를 800~900r/min으로 설정한 후 5분마다 방향을 바꾸며 총 연마 시간은 20~30분입니다.

섹션 IV 주얼리 주조 품질 검사

1. 배경 지식

주얼리 주조는 주조 품질에 영향을 미치는 요인이 많고 여러 절차가 포함된 복잡한 공정으로 다양한 문제가 발생하기 쉽습니다.


(1) 외관 검사 도구 및 장비

주얼리 외관 품질 검사 시에는 세부 부품의 품질을 검사해야 하는데, 사람의 눈은 일반적으로 0.15~0.30mm 사이의 가장 작은 길이를 식별할 수 있을 정도로 객관적인 물체의 세부 사항을 구별하는 데 한계가 있습니다. 따라서 돋보기, 현미경 및 기타 관찰 도구를 사용해야 합니다.

돋보기는 눈의 근거리보다 훨씬 작은 초점 거리를 가진 수렴 렌즈로 구성된 물체의 세부 사항을 관찰하는 데 사용되는 간단한 시각 광학 장치입니다. 배율의 원리는 사람의 눈 망막에 형성되는 이미지의 크기가 눈에서 물체가 기울어진 각도(시야각)에 비례한다는 것입니다. 시야각이 클수록 이미지가 커지고 물체의 디테일을 더 자세히 구분할 수 있습니다. 돋보기를 사용할 때는 한 손으로 돋보기를 눈에 가깝게 잡습니다. 반대로 다른 한 손은 검지와 엄지를 사용하여 보석을 잡고 원하는 부분이 보일 때까지 돋보기 가까이 가져갑니다. 물체를 가까이 가져가면 시야각이 넓어질 수 있지만 눈의 초점 조절 능력으로 인해 제한됩니다. 보석 업계에서 가장 일반적으로 사용되는 돋보기는 그림 8-27에 표시된 것처럼 10배율이며 3개의 렌즈로 구성됩니다. 검증된 돋보기는 선명도가 높아야 하며 보석 관찰에 영향을 미치는 구면 및 색수차가 없어야 합니다.

그림 8-27 보석 검사용 돋보기
그림 8-27 보석 검사용 돋보기
실체현미경은 물체를 3차원으로 볼 수 있는 시각적 기기입니다. 광학 구조 원리는 양쪽 눈이 공유하는 대물렌즈가 물체의 이미지를 형성하고, 이미징 후 두 개의 광선은 두 개의 중간 렌즈 그룹(줌 렌즈라고도 함)으로 분리되어 특정 각도(입체 각도, 일반적으로 12°~15° 사이)를 형성한 다음 각 아이피스로 이미지화되어 좌우 눈에 3차원 이미지를 제공하는 방식입니다. 배율은 중간 렌즈 그룹 사이의 거리를 변경하여 그에 따라 변경할 수 있습니다. 실체현미경은 아이피스를 통해 현미경 관찰만 할 수 있는 것은 아닙니다. 다양한 디지털 인터페이스, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 전자 접안렌즈, 이미지 분석 소프트웨어를 통해 디지털 이미징 시스템에 연결하여 디스플레이 화면에서 실시간 동적 이미지를 관찰할 수도 있습니다. 그림 8-28과 같이 필요한 이미지를 편집, 저장 및 인쇄할 수 있습니다.
그림 8-28 디지털 이미징 시스템을 갖춘 실체현미경
그림 8-28 디지털 이미징 시스템을 갖춘 실체현미경

실체현미경의 특징은 ① 필드 직경이 크고 초점 심도가 커서 검사 대상의 모든 층을 관찰할 수 있고, ② 기존 현미경에 비해 배율은 높지 않지만 작동 거리가 매우 길며, ③ 접안렌즈 아래에 프리즘이 있어 이미지가 반전되어 똑바로 보이기 때문에 조작이 편리하다는 점 등입니다.

보석 검사용 실체현미경의 일반적인 기술 파라미터는 다음과 같습니다: 아이피스 배율은 10배, 필드 직경은 20mm, 대물 렌즈는 회전 드럼을 사용하여 0.7~4.5배 범위의 연속 줌, 총 배율은 7~45배, 줌 비율은 6.5:1입니다.


(2) 다공성 결함

다공성 결함은 용융 금속에서 침전된 외부 가스 또는 가스가 금속 내에 갇혀서 형성된 구멍입니다. 그림 8-29와 같이 일반적으로 매끄러운 내벽을 가진 둥글거나 불규칙한 구멍이 특징입니다. 색상은 금속성 또는 산화되어 있으며 슬래그 구멍이나 수축 구멍과 공존하는 경우 구별하기 어렵습니다. 다공성은 주물의 표면 품질에 영향을 미쳐 보석이 매끄럽고 반짝이는 광택 표면을 얻기가 어렵게 만들 수 있습니다. 기공의 존재는 공작물의 유효 단면을 감소시켜 공작물의 기계적 특성에 일정한 영향을 미칠 수 있으며 충격의 정도는 기공의 크기와 모양에 따라 다릅니다. 다양한 형성 메커니즘에 따라 기공은 반응성, 침전성, 포획성 기공으로 분류할 수 있습니다.

그림 8-29 Pt950 링 생크의 기공
그림 8-29 Pt950 링 생크의 기공

반응성 기공은 용융 금속과 내부 또는 외부 요인 간의 화학 반응에 의해 형성되어 가스를 생성합니다. 내인성 및 외인성 유형으로 나눌 수 있습니다. 내인성 반응성 기공은 용융 금속이 응고될 때 형성되며, 금속 자체의 화학 원소가 용융 금속에 용해된 화합물 또는 화합물 사이에서 반응하여 가스를 생성합니다. 외인성 반응성 기공은 용융 금속과 금형, 슬래그, 산화막과 같은 외부 요인 간의 화학 반응으로 형성되어 가스가 발생합니다. 외인성 반응성 기공은 그 특성에 따라 피하, 표면, 내부 기공으로 분류할 수 있습니다.

침전 기공은 용융 금속에 용해된 기체가 침전되어 형성된 기공을 말합니다. 기체의 용해도는 고온 액체 상태일 때 높으며, 온도가 낮아지면 용해도도 감소합니다. 금속이 액체에서 고체 상태로 전환되면 기체 용해도가 급격히 감소하고 용해되지 못한 기체는 침전됩니다. 침전된 기체가 제때 빠져나가지 못하고 응고된 수상 돌기에 갇히면 침전 기공을 형성하게 됩니다.

포획 기공은 주입 공정 중에 가스가 포획되어 형성되며, 응고 과정에서 가스가 제때 빠져나가지 못하고 주물 내에 남아 있습니다. 기공의 특징은 불규칙하게 분포되어 있고 종종 고립된 분포로 나타나며 일부 기공은 상대적으로 클 수 있다는 것입니다.


(3) 수축 결함

액체, 응고, 고체 상태의 주조 합금을 냉각하는 과정에서 온도 감소로 인해 부피가 줄어드는 현상을 주조 합금의 수축이라고 합니다. 수축은 수축 공동, 수축 다공성, 응력, 변형 및 균열과 같은 주조품의 많은 결함의 근본적인 원인입니다. 이는 주조 합금의 중요한 주조 특성 중 하나입니다. 이는 주조에 상당한 영향을 미칩니다(예: 필요한 기하학적 모양과 치수를 달성하고 조밀하고 고품질의 주조를 생산하는 것).

주조 합금이 액체에서 실온으로 전환될 때 부피가 변하는 것을 부피 수축이라고 합니다. 고체 상태의 합금 수축은 부피 변화뿐만 아니라 선형 수축이라고 하는 길이 변화로도 표현할 수 있습니다. 합금은 수축하는 동안 액체 수축 단계, 고형화 수축 단계, 고체 상태 수축 단계의 세 단계를 거칩니다.

액체 수축: 액체 수축: 액체 합금이 붓는 온도에서 응고가 시작되는 액상 온도까지 냉각될 때 발생하는 수축을 말하며, 금형 캐비티 내의 액체 레벨이 감소하는 것으로 나타납니다.

응고 수축: 특정 온도 범위의 합금의 경우, 합금의 응고 상태로 인해 액체 상태에서 고체 상태로 전환할 때 발생하는 수축을 응고 수축이라고 합니다. 이러한 합금의 응고 수축에는 주로 온도 감소(합금의 결정화 온도 범위와 관련)와 상태 변화(상태 변화 중 부피 변화)가 포함됩니다.

고체 상태 수축: 주조 합금이 고체 온도에서 실온으로 냉각될 때 발생하는 수축을 말합니다. 실제 생산에서 응고 수축은 종종 주조 치수의 감소로 나타나므로 일반적으로 선형 수축률을 사용하여 이를 나타냅니다. 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, 합금의 용융 과정 중 용해된 가스의 양과도 관련이 있습니다. 액체 및 응고 수축은 주물에서 수축 캐비티와 다공성의 근본적인 원인입니다.

주물의 냉각 및 응고 과정에서 합금의 액체 수축 및 응고 수축으로 인해 주물이 마지막으로 응고되는 영역에 구멍이 종종 나타납니다. 그림 8-30에 표시된 것처럼 크고 집중된 구멍을 수축 공동이라고 하고, 작고 분산된 구멍을 수축 다공성이라고 합니다. 수축 공동과 다공성 모양은 불규칙하고 표면이 거칠며 수지상 끝이 발달한 것을 볼 수 있습니다. 따라서 가스 구멍과 명확하게 구분할 수 있습니다. 주물에 수축 공동이나 다공성이 존재한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 주물의 유효 베어링 면적을 줄이고 응력 집중을 유발하며 주물의 기계적 특성을 크게 낮추고 주물의 물리적 및 화학적 특성을 감소시켜 표면 밀도 및 연마 성능을 손상시킵니다.

그림 8-30 보석 주조품의 표면 수축 다공성 결함
그림 8-30 보석 주조품의 표면 수축 다공성 결함


(4) 유동성 결함

용융 금속의 충진 성능이 좋지 않으면 불완전 충진 및 콜드 셧과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 불완전 충진은 그림 8-31과 같이 용융 금속이 금형 캐비티를 완전히 채우지 못하여 불완전한 주물이 생성되는 경우입니다. 주조 벽에 매끄럽고 둥근 모서리 구멍이 있거나 주조의 하나 이상의 끝이 용융 금속으로 채워지지 않는 것이 특징입니다. 콜드 셧은 금속의 두 영역이 완전히 융합되지 않아 주조물에 심각한 불연속 결함이 발생한 것을 말합니다. 그 모양은 종종 균열과 유사한 줄무늬로 나타나지만 균열에 비해 가장자리가 더 매끄럽고 줄무늬 주변의 표면이 약간 주름져 있습니다.

그림 8-31 주얼리 주조 결함
그림 8-31 주얼리 주조 결함


(5) 표면 거칠기 결함

표면 거칠기는 그림 8-32와 같이 버 및 모래 구멍과 같은 결함이 있을 수 있는 주조 블랭크의 고르지 않고 매끄럽지 않은 표면을 말합니다. 버는 "플래시"라고도 하는 주물 가장자리에 부착된 불규칙한 얇은 재료 층을 말합니다. 주얼리 주물에 나타나는 표면 거칠기 결함은 원래 모델의 품질, 왁스 주형의 품질, 주조 주형의 품질 및 주조 공정과 밀접한 관련이 있습니다. 주형 강도가 낮고 주조 분말 입자가 벗겨지면 거친 표면이 형성되고, 주형에 균열이 생기면 주물에 버가 생기고, 벗겨진 주조 분말 입자 또는 이물질이 캐비티에서 즉시 제거되지 않으면 캐비티의 특정 영역에 갇혀 모래 구멍 결함으로 이어집니다. 이러한 물질은 시간과 조건이 허용하는 경우 용융 금속보다 가볍기 때문에 주물 표면에 떠다니기 때문에 주물 표면이나 그 근처에 모래 구멍이 자주 나타납니다.

그림 8-32 주얼리 주물의 표면 거칠기
그림 8-32 주얼리 주물의 표면 거칠기

2. 작업 구현

표 8-8과 같이 돋보기와 입체 현미경을 사용하여 주얼리 주조 샘플을 관찰하고, 일반적인 결함의 사진을 찍고, 가능한 원인을 분석합니다.

표 8-8 주얼리 주조 샘플의 결함 및 가능한 원인

주조 결함 결함 범례 가능한 원인
플래시, 버의 모양 플래시, 버의 모양 주조 분말과 물의 비율이 부적절하고 물이 너무 많습니다. 정적 금형에서 개방형 분말 주조가 혼합되었습니다. 번 아웃 퍼니스가 너무 빨라서 온도를 올릴 수 없습니다. 너무 오래 놓기 전에 용광로에 주조, 건조 균열 내부의 공동
표면에 금색 비즈 장식 표면에 금색 비즈 장식 부적절한 물-분말 비율, 물이 너무 적습니다. 혼합 분말 작동 작업 시간이 너무 길다. 진공 추출기 작동이 정상적이지 않음 ③ 진공 추출기 작동이 정상적이지 않음
표면 거칠기 표면 거칠기 주물의 거친 표면 주조 분말의 품질 불량 또는 고장 번아웃 온도가 너무 빠른 경우
주조 결함 주조 결함 불합리한 스프 루 세팅 또는 왁스 모델 나무 심기 주조 금속의 낮은 온도 주입 중 낮은 주조 온도 주조 금속의 불충분한 양
다공성의 모양 다공성의 모양 주조 금속 온도가 높습니다. 주조 금형이 완전히 연소되지 않았습니다. 주조에서 재사용 재료의 비율이 너무 높습니다. 용융 중 가스 흡수가 심한 경우
수축 공동의 모양 수축 공동의 모양 액체 금속 주입 온도가 너무 높습니다. 주조 금형 온도가 너무 높음 스프 루의 위치 또는 크기가 부적절합니다. 주입 압력 부족

카피라이팅 @ 소블링.쥬얼리 - Sobling. 맞춤형 주얼리 제조업체, OEM 및 ODM 주얼리 공장

헤만 사진
Heman

주얼리 제품 전문가 --- 12년간의 풍부한 경험

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저는 멋진 두 아이의 아빠이자 영웅인 헤만입니다. 주얼리 제품 전문가로서 저의 주얼리 경험을 공유하게 되어 기쁩니다. 2010년부터 힙합블링, 실버플래닛 등 전 세계 29개 고객사를 대상으로 창의적인 주얼리 디자인, 주얼리 제품 개발 및 제조를 지원하고 있습니다.

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202407 헤만 - 주얼리 제품 전문가
Heman

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저는 멋진 두 아이의 아빠이자 영웅인 헤만입니다. 주얼리 제품 전문가로서 저의 주얼리 경험을 공유하게 되어 기쁩니다. 2010년부터 힙합블링, 실버플래닛 등 전 세계 29개 고객사를 대상으로 창의적인 주얼리 디자인, 주얼리 제품 개발 및 제조를 지원하고 있습니다.

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