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주얼리 주조에 대해 알아야 할 사항: 재료 준비부터 고급 기술까지
5가지 일반적인 작업에 대한 기본 원칙과 운영 기술
주얼리는 금속 원료를 녹여 주형에 부어 식힌 후 주물을 얻는 과정인 주조를 사용하여 널리 만들어집니다. 주얼리 주조에는 수동 작업과 자동 작업의 두 가지 방법이 있습니다. 전자는 토치나 유도로를 사용하여 금속을 녹인 다음 주조 금형에 수동으로 붓는 방식이며, 후자는 용융과 주입이 통합된 자동 주조기에서 이루어집니다. 우수한 주조 결과를 얻기 위해 금속을 녹일 때 먼저 진공 청소기를 사용한 다음 불활성 가스로 충전하는 방법을 사용하여 용융 품질을 개선하고 프로그램 설정을 통해 정밀한 용융 온도 제어가 이루어집니다. 주얼리 제품은 상대적으로 섬세한 구조로 인해 중력 주입에만 의존해서는 주물이 금형을 채우고 제대로 응고되도록 할 수 없으므로 금속 충진을 촉진하고 보정 압력을 높이기 위해 외부 힘을 도입해야 합니다. 외력을 도입하는 방법에 따라 진공 흡입 주조, 진공 압력 주조, 진공 원심 주조 등을 통해 주얼리 주조를 할 수 있습니다. 생산 시에는 재료의 특성과 제품 구조적 특성에 따라 적합한 용융 및 주입 공정을 선택해야 합니다. 또한 주얼리 생산에서는 프로파일(와이어, 파이프 등 모양이 고정된 재료)을 가공하는 경우가 많으며, 프로파일은 주로 용융 금속의 진공 연속 주조를 통해 준비됩니다. 금속 원료를 녹이고 붓는 작업에는 재료, 기계, 야금, 주조 등 다양한 분야의 지식이 필요하며 주조 품질에 영향을 미치는 요인이 많습니다. 고품질의 안정적인 주조 품질을 보장하기 위해서는 과학적인 생산 공정을 수립하고 이를 엄격하게 준수해야 합니다.
본 프로젝트는 5가지 대표 및 수업 후 확장 과제를 통해 진공 흡입 주조, 진공 압력 주조, 진공 원심 주조, 진공 연속 주조의 기본 원리 및 조작 기술을 습득할 수 있습니다.
진공 흡입 주조기
목차
섹션 I 자료 준비
1. 배경 지식
(1) 충전 재료의 구성
주얼리 생산에서는 재료가 모두 제품으로 전환되는 것은 아니며, 그림 7-1과 같이 주조 중 주조 시스템, 스탬핑 중 가장자리 스크랩, 생산 공정 중 불량 공작물 등 다양한 폐기물이 발생합니다. 이러한 폐기물은 일반적으로 신소재의 양을 줄이기 위해 재활용됩니다.
예를 들어 주조 시스템에는 석고 주조 가루와 산화 불순물이 남아 있을 수 있고, 스탬핑으로 인한 가장자리 스크랩에는 기름 얼룩이 있을 수 있으며, 결함이 있는 공작물에는 불순물이 포함되어 있을 수 있는 등 폐자재는 표면에 먼지가 있는 경우가 많습니다. 이를 처리하지 않고 바로 재활용하면 재료의 색상과 야금 품질에 영향을 미칩니다. 따라서 생산 공정 중 폐기물의 경우 혼합을 피하기 위해 재사용하기 전에 재료 범주를 결정해야 하며, 폐기물을 청소할 때는 산화된 불순물, 먼지 등을 피해야 합니다.
제품 품질의 안정성을 보장하려면 배치 중에 신소재와 재활용 재료의 비율을 올바르게 처리해야합니다. 많은 충전재 공급업체는 각 배치에서 재활용 재료의 비율을 30%로 제안하지만, 실제 생산에서는 주조 수율이 높은 일부 단순 부품을 제외하고는 많은 제품의 수율이 약 50% 또는 그 이하에 불과합니다. 요구되는 재활용 비율을 준수할 경우 매일 발생하는 많은 양의 재활용 재료를 제때 재사용하지 못하고 빠르게 누적되어 주얼리 제조 회사에게 심각한 재료 관리 및 생산 비용 문제로 이어집니다. 따라서 많은 기업들이 배치 과정에서 재활용 재료 비율을 50%를 초과하여 사용하며, 때로는 70%까지 사용하기도 합니다. 합금은 용융 및 주조 과정에서 필연적으로 오염될 수밖에 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 재활용 재료의 비율이 너무 높으면 충진 성능 및 합금의 기타 특성에 변동이 발생할 수 있습니다. 합금의 휘발하기 쉬운 원소가 감소하여 산화 내포물 및 불충분한 주입 결함의 가능성이 높아집니다.
(2) 밀도
밀도는 물질의 단위 부피당 질량으로, 기호 ρ로 표시됩니다. 국제 단위계와 중국의 법정 측정 단위에서 밀도 단위는 종종 kg/를 사용합니다.cm3를 사용하지만, 생산에서는 g/cm3 단위가 자주 사용됩니다. 금속 재료의 경우 밀도가 5.0배 미만인 금속은103 kg/cm3 을 경금속이라고 하고 밀도가 높은 것을 중금속이라고 합니다. 이 분류 방식에 따르면 모든 귀금속 보석 재료는 중금속 범주에 속합니다.
귀금속 주얼리 합금에서 필러 재료 합금 원소의 선택 범위는 매우 넓습니다. 각 합금 원소에는 원자 질량과 해당 밀도가 있으며, 필러 재료의 구성에 따라 밀도가 달라집니다. 같은 범주에 속하는 재료의 밀도는 일정하지 않으며 재료의 화학적 구성과 내부 구조에 영향을 받습니다. 내부 구조가 치밀한 재료는 내부 공극 결함이 있는 재료보다 밀도가 높습니다. 특정 소재의 주얼리 제품의 경우 밀도가 이론적 밀도보다 낮은 것으로 감지되면 제품의 내부 보이드 상황을 간접적으로 반영할 수 있습니다. 온도 및 압력과 같은 외부 환경 요인의 변화도 재료 밀도에 어느 정도 영향을 미칠 수 있지만 영향의 정도는 그 범위와 관련이 있습니다. 상온에서 특정 온도로 가열하면 일반적으로 재료의 밀도는 온도가 증가함에 따라 약간 감소합니다. 온도가 금속의 녹는점에 도달하고 금속이 액체 상태로 녹으면 재료의 밀도가 크게 감소합니다.
밀도는 재료의 중요한 특성입니다. 재료의 유형을 식별하고, 금과 은과 같은 귀금속의 함량을 감지하고, 밀도에 따라 재료가 밀도가 높은지, 속이 빈지, 느슨한지를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 주얼리 주조 생산에서 귀금속 재료와 왁스의 상대 밀도는 배치에 필요한 재료를 계산하는 데 자주 사용됩니다.
2. 작업 구현
이 작업은 18K 로즈 골드 프리멜트와 재활용 소재를 사용하여 18K의 섬세함과 로즈 레드 컬러를 구현합니다.
(1) 재활용 재료의 세척
재활용 재료의 종류를 확인하고 금속 나무심, 쏟아지는 나무 머리, 잔류 스프루스, 스크랩 주물 등과 같이 구성 요소가 깨끗한 부품을 선택한 다음 재활용 재료의 표면 상태를 확인합니다. 주조 가루, 표면 산화, 슬래그, 기름 얼룩 및 기타 오염물이 남아 있는 경우 그림 7-2와 같이 자석 텀블러 또는 샌드블라스팅 기계를 사용하여 표면을 청소합니다.
(2) 신소재의 사전 합금화
18K 금에 대한 내부 통제 요건에 따라 자료를 준비하며, 구체적인 작업은 프로젝트 6을 참조하세요.
(3) 충전 재료 분해
크기가 크거나 지나치게 긴 충전 재료는 용광로에서 정확한 혼합 및 용융을 위해 작은 조각으로 분해해야 합니다. 가공에는 대형 볼트 커터 또는 전기 펀칭기를 사용할 수 있으며, 작동 방법은 프로젝트 6에서 확인할 수 있습니다.
(4) 믹싱
각 석고 주형 제작 시 측정한 왁스 모델 트리의 무게를 확인하고 왁스 재료와 금속 충전 재료의 밀도 비교를 바탕으로 이 스틸 플라스크 주형에 필요한 금속 충전 재료를 계산합니다. 이 경우 왁스 모델 트리의 무게는 30g, 왁스의 밀도는 0.95g/입니다.cm3이며, 로즈골드의 밀도는 16g/입니다.cm3이므로 505g의 재료가 필요합니다. 금속 모델 트리 헤드가 타설 후 일정한 높이를 갖도록 하기 위해 일반적으로 제작 시 계산된 값에 약 20g을 추가하여 총 재료량을 525g으로 늘립니다.
야금 품질을 보장하고 폐기물 축적을 방지하기 위해 재활용 재료를 신소재와 구소재의 비율(구소재=6 : 4)에 맞게 구성합니다. 신소재 첨가량은 315g, 재활용 재료 첨가량은 210g입니다.
(5) 라벨링
준비된 용광로 충전물을 재료 통에 넣고 재료 유형, 품질 및 스틸 플라스크 번호를 라벨링한 후 주입 담당자가 픽업하도록 합니다.
(6) 작업 종료
배치가 완료되면 귀금속 재료를 제출하고 전자 저울을 끄고 작업 공간을 청소합니다.
섹션 II 진공 주조
1. 배경 지식
1.1 금속 액체 주입 방법
주조는 주조 금형의 캐비티에 용융 금속을 주입하는 과정입니다. 주얼리는 비교적 미세한 제품이기 때문에 주입 과정에서 용융 금속이 빠르게 굳어 유동성을 잃게 됩니다. 따라서 기존의 중력 주입 방식은 적절한 형태를 보장하기 어렵고, 용융 금속으로 캐비티를 빠르게 채우기 위해 약간의 외력을 도입해야 완전한 형태와 선명한 윤곽을 가진 주물을 얻을 수 있습니다.
주입 과정에서 외력을 사용하는 방법에 따라 금속 액체 주입 방법은 원심 주조와 진공 흡입 주조의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있으며, 주입의 자동화 정도에 따라 수동 주입과 주조 기계에 의한 자동 주입으로 나눌 수 있습니다.
(1) 원심 주조 및 진공 흡입 주조
원심 주조는 용융 금속을 회전하는 주조 금형에 부어 용융 금속이 주조 금형을 채우고 원심력에 의해 응고되는 방식입니다. 원심 주조는 높은 생산 효율, 상당한 금속 압력, 빠른 충전 속도로 주물 성형에 유리하며, 특히 체인 링크, 이어 스터드와 같은 작은 액세서리와 녹는점이 높은 백금 주얼리를 주조하는 데 적합합니다. 진공 흡입 주조에 비해 전통적인 원심 주조에는 몇 가지 약점이 있습니다. 빠른 충전 속도로 인해 용융 금속이 주입 중에 심한 난류를 경험하여 가스 포획 가능성이 증가하고, 캐비티 내의 가스 배출 속도가 상대적으로 느려 주조 금형 내부의 배압이 높아 가스 구멍이 발생할 가능성이 높아지고, 충전 압력이 너무 높으면 용융 금속이 금형 벽을 심하게 문질러 주조 금형이 쉽게 균열되거나 박리 될 수 있으며 또한 붓는 동안 용융 금속과 함께 슬래그가 캐비티로 들어갈 수 있습니다. 원심력에 의한 높은 충전 압력으로 인해 원심 주조로 안전하게 주조할 수 있는 금속의 최대량은 진공 흡입 주조보다 적습니다.
진공 흡입 주조는 외부 진공을 사용하여 주조 금형의 내부 압력을 대기압 이하로 낮추어 용융 금속이 무게뿐만 아니라 추가 압력 차이에 의해 캐비티를 채울 수 있도록 하는 공정입니다. 원심 주조에 비해 진공 흡입 주조의 충전 공정은 비교적 완만하여 용융 금속이 금형 벽에 미치는 세정 효과가 적고 진공 효과로 인해 캐비티의 가스 역압이 작고 한 번에 주조되는 최대 금속 양이 더 많습니다. 따라서 이 주조 방법은 주얼리 주조에 널리 사용되어 왔으며 특히 남성용 반지, 펜던트, 팔찌 등과 같은 대형 및 중형 장신구 주조에 적합합니다.
(2) 주조기에 의한 수동 타설 및 자동 타설
수동 주입은 일반적으로 토치 용해 또는 유도 용해로에서 이루어집니다. 용융 금속을 정제하고 슬래그를 제거한 후 주입 온도 범위에 맞게 온도를 조정한 다음 주입 준비를 위해 번아웃 용광로에서 금형을 꺼냅니다. 사용되는 장비의 유형에 따라 수동 주입에는 주로 원심 주입과 진공 흡입 주조가 포함됩니다. 수동 원심 주입은 일부 소규모 주얼리 가공 공장에서 사용되는 간단한 기계식 변속기 원심 기계를 사용합니다. 여기에는 금속을 녹이는 유도 가열 장치, 산소 또는 액화 석유 가스 또는 금속을 녹이고 용융 금속을 원심 주조를 위해 도가니에 붓는 유도 용광로가 함께 제공되지 않습니다. 수동 음압 주입은 그림 7-3과 같이 진공 흡입 주조기로 알려진 장비를 사용하는 가장 간단한 형태의 진공 흡입 주조입니다. 이 기계의 주요 구성 요소는 진공 시스템으로, 가열 용융 장치가 없으므로 토치 또는 용해로와 함께 사용해야 합니다. 용융 후 용융 금속을 금형에 수동으로 붓습니다. 작업이 비교적 간단하고 생산 효율이 높아 중소 규모의 주얼리 가공 공장에서 널리 사용되고 있습니다. 대기 조건에서 주입이 이루어지기 때문에 용융 금속의 2차 산화 및 가스 흡수 문제가 있습니다. 주입 온도, 주입 속도, 헤드 높이, 액체 표면의 슬래그 취급을 포함한 전체 주입 공정은 작업자가 제어하므로 많은 요소가 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
1.2 용융 금속의 충진 성능
용융 금속이 금형 캐비티를 채워 완전한 모양과 선명한 윤곽을 가진 주물을 만드는 능력을 용융 금속의 충진 성능이라고 합니다. 용융 금속의 충진 성능에 영향을 미치는 주요 요인은 용융 금속 자체의 유동성뿐만 아니라 금형의 특성, 주입 조건 및 주물의 구조입니다.
(1) 용융 금속의 유동성이 충진에 미치는 영향
용융 금속이 캐비티를 채울 때만 좋은 주물을 얻을 수 있습니다. 용융 금속의 이러한 충전 능력을 유동성이라고 합니다. 액체 금속의 유동성은 금속의 중요한 주조 특성 중 하나입니다. 용융 금속의 유동성이 좋으면 붓기 전에 가스와 비금속 개재물을 제거하거나 붓기 및 응고 과정에서 부유시켜 주물의 내부 품질을 개선하여 정확한 치수와 명확한 윤곽을 가진 주물을 얻는 데 유리하며, 이는 주물이 응고 중에 용융 금속을 적시에 보충하여 수축 캐비티 및 다공성 결함의 형성을 방지하는 데 유리합니다.
용융 금속의 유동성에 영향을 미치는 내부 요인은 주로 합금의 화학 성분이며, 합금의 유동성과 성분 사이에는 일정한 규칙성이 있습니다. 예를 들어, 동일한 수준의 과열에서 순금의 유동성은 순백금보다 더 좋습니다. 보석 재료에 쉽게 산화되는 합금 원소가 포함되어 있으면 용융 중에 불용성 산화물 내포물로 산화되어 용융 금속의 유동성이 악화될 수 있습니다. 요약하면, 용융 금속과 금형 사이의 마찰 저항을 증가시키거나 금속 온도를 낮추는 모든 요인은 용융 금속의 유동성을 감소시킵니다.
(2) 주조 금형 특성이 충진에 미치는 영향
주조 금형 재료 (예 : 금속 금형)의 열전도율이 좋으면 용융 금속이 주입 후 빠르게 냉각되어 단열 시간이 짧아지고 유동성이 급격히 감소하여 충전 용량이 감소하고 반대로 주조 금형 (예 : 석고 주조 금형)의 열전도율이 좋지 않으면 용융 금속이 천천히 냉각되어 충전 용량이 향상됩니다. 주조 금형을 예열하면 용융 금속과 주조 금형 사이의 온도 차이를 줄여 용융 금속의 냉각 속도를 늦추고 액체 시간을 연장하여 충전 용량을 향상시킬 수 있습니다. 주조 금형 캐비티에서 가스가 원활하게 배출되지 않으면 용융 금속의 흐름을 방해합니다.
(3) 타설 조건이 충진에 미치는 영향
주입 온도를 높이면 충전 용량을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 용융 금속에 흐르는 방향으로 가해지는 압력이 클수록 충전 용량이 향상됩니다.
(4) 주조 구조가 충진에 미치는 영향
주물의 부피와 주입 조건이 동일한 경우 등가 두께(주물 부피와 표면적의 비율)가 큰 주물은 금형과의 접촉 표면적이 상대적으로 작아 열 손실이 더 느리고 충진 용량이 더 높습니다. 주물의 벽이 얇을수록 채우기가 더 어렵습니다. 주물이 복잡할수록 금형 캐비티 구조가 더 복잡해지고 굴곡이 많아져 유동 저항이 커져 금형 충진이 더 어려워집니다.
1.3 진공을 형성하는 방법
2. 작업 구현
(1) 재료 및 제품 구조 확인
녹여 붓기 전에 부을 제품의 재료를 결정하고 준비된 충전물을 확인하고 용광로의 오염을 방지하기 위해 충전물의 청결 상태를 검사합니다. 동시에 주조 금형에서 제품의 유형과 구조를 확인하고 주입 온도를 1010℃로 설정합니다.
(2) 용융 및 붓기 준비
용해 도가니는 황동 전용 도가니여야 하며, 용융 금속이 오염되지 않도록 도가니 내부의 청결 상태를 꼼꼼히 점검하여 잔류 금속 구슬, 슬래그 등을 제거해야 합니다. 도가니를 인덕션 코일에 넣고 바닥이 내열 패드로 받쳐지도록 합니다. 냉각수를 켜고 인덕션 전원을 켜고 장비 상태를 확인한 후 정상임을 확인한 후에만 사용하세요.
진공 주조기의 상태를 확인하고 소켓 시트에 흑연 패킹을 넣은 후 전용 미연소 석고 주조 금형을 넣습니다. 진공 펌프를 켜고 장비가 정상적으로 진공 청소되고 있는지 확인합니다. 정상일 경우 포인터가 -0.1MPa로 빠르게 이동해야 합니다. 진공 레벨이 오랫동안 떨어지지 않으면 흑연 패킹의 공기 누출을 확인하고 흑연 패킹의 위치를 조정하고 플라스크 플랜지를 청소 한 다음 진공 테스트를 다시 수행하십시오. 진공 레벨이 요구 사항을 충족하지 않으면 진공 오일을 교체해야 합니다.
(3) 용해로 충전 재료
도가니에 황동 재료를 추가하되, '재료 걸림' 문제(재료가 서로 밀착되어 고르게 내려가지 않는 현상)를 방지하기 위해 너무 꽉 채우지 않도록 주의합니다. "가열" 버튼을 눌러 가열을 시작하고, 특히 재료가 녹은 후에는 용융 금속의 과열을 방지하기 위해 가열 중 전류를 너무 빠르게 조정하지 않아야 합니다(그림 7-8). 용융 과정에서 재료의 아래쪽 움직임에 주의하고 '재료 걸림'이 발생하면 즉시 재료를 제거하세요. 공기 노출로 인한 용융 금속의 산화를 줄이려면 용융 금속의 표면을 으깬 숯으로 덮어 보호합니다. 미리 녹인 재료가 완전히 녹으면 반환된 재료를 추가하여 계속 녹입니다. 용융 후 유리 막대로 용융 금속을 저어 성분과 온도가 균일한지 확인합니다. 용융 금속이 보온 상태를 유지하도록 인덕션 퍼니스의 전원을 조절합니다.
(4) 석고 주형 배치하기
그림 7-9와 같이 강철 플라스크 클램프를 사용하여 번아웃 용광로에서 석고 주조 몰드를 꺼내 진공 주조기의 소켓에 넣습니다. 진공을 생성하고 밀봉 성능을 확인합니다. 주조 몰드를 회전하여 플랜지와 흑연 패킹이 잘 맞도록 하여 필요한 진공 레벨에 도달합니다.
(5) 붓기
유리 막대를 사용하여 용융 금속 표면에서 슬래그를 제거하고 가열을 중지하고 도가니 플라이어를 사용하여 도가니를 잡고 도가니 주둥이를 금형 주입 컵에 맞추고 용융 금속을 금형에 꾸준히 붓습니다. 붓는 과정에서 흐름이 중단되어서는 안 되며, 느리게 시작한 다음 빠르게, 마지막으로 다시 느리게 하여 속도를 조절합니다. 그림 7-10과 같이 용융 금속이 주입 컵에서 넘치지 않도록 주의합니다.
(6) 주조 금형 제거하기
따르고 나서 따르는 컵의 용융 금속이 굳을 때까지 2~3분간 진공 상태를 유지합니다. 그런 다음 진공 추출기를 끄고 주입 챔버의 공기 압력이 정상 압력으로 돌아올 때까지 가스 밸브를 연 다음 강철 플라스크 집게를 사용하여 강철 플라스크의 가장자리를 잡고 주조 몰드를 수직으로 당겨서 지정된 위치에 놓아 식힙니다.
(7) 작업 종료
모든 주물 틀을 부은 후 도가니를 지정된 위치에 놓고 내화 솜으로 덮습니다. 유도 용해로는 30분 동안 냉각수를 계속 순환시킨 후 종료할 수 있습니다. 빗자루, 진공청소기, 천 등을 사용하여 장비와 작업 공간을 청소합니다.
섹션 III 진공 압력 주조
1. 배경 지식
주얼리 주조 공정에서는 금속의 주조 성능에 주의를 기울여야 합니다. 합금의 주조 성능은 주로 충진 능력, 수축, 분리 및 가스 흡수와 같은 지표로 측정됩니다. 충진 능력이 강하면 윤곽이 선명하고 정교한 패턴의 주물을 쉽게 얻을 수 있어 불명확한 윤곽, 불충분한 주입, 냉단 등의 결함이 줄어들고, 용융 금속 내 가스 및 비금속 개재물이 상승하여 배출되어 다공성 및 슬래그 포함과 같은 결함이 줄어듭니다. 수축은 응고 및 냉각 중에 주물에서 발생하는 부피 감소 현상을 말합니다. 응고 중에 금형에 부어지는 액체 금속에 의해 발생하는 수축이 작을수록 완벽한 주조를 얻기가 더 쉽습니다. 응고와 수축이 제대로 제어되지 않으면 주물 내부에 수축 공동, 수축 다공성, 변형 및 균열과 같은 결함이 나타납니다. 분리란 주물 내부의 화학 성분이 고르지 않은 현상을 말합니다. 분리는 제품의 품질에 직접적인 영향을 미치기 때문에 귀금속 주얼리의 경우 피하거나 최소화해야 하는 주조 결함입니다. 가스 흡수는 용융 및 부어 넣는 동안 가스를 흡수하는 합금의 특성을 말합니다. 과도한 가스 흡수는 주물에 기공을 형성하게 됩니다. 기공은 합금의 연속성을 손상시키고 유효 하중지지 면적을 줄이며 기공 근처에 응력 집중을 유발하여 주조의 기계적 특성을 저하시키고 표면 품질을 저하시킬 수 있습니다.
주얼리 주조 공정에는 많은 기술적 요소가 포함되며, 이 모든 요소는 금속 주조 성능과 블랭크의 품질에 직간접적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 주조 결함은 전체 공정에 걸쳐 다양한 요인이 누적되어 발생하는 경우가 많습니다. 수동 용해 및 주입 방식은 작업자의 주관적인 요소가 크게 작용하는 전통적인 경험적 생산 방식으로 제품 품질에 큰 변동이 발생합니다. 주얼리 제품에 대한 품질 요구 사항이 증가하고 주얼리 산업의 기술 발전으로 자동 주조기는 주얼리 로스트 왁스 주조에서 매우 중요한 장비가되어 제품 품질을 보장하는 중요한 기반이되었습니다. 유도 용융 진공 압력 주조기는 가장 널리 사용되는 자동 주조 장비입니다. 이러한 기계에는 많은 모델이 있으며 다른 회사에서 생산하는 주조 기계에는 고유 한 특성이 있습니다. 하지만 일반적으로 유도 가열 시스템, 진공 시스템, 제어 시스템 등으로 구성됩니다. 구조적으로는 그림 7-11과 같이 일반적으로 상부는 용융실, 중간 부분은 주조실, 하부는 리프팅 실린더로 구성된 직립형입니다.
주조 챔버는 원통형이며 상단 개구부 중앙에 밀봉 고무 링이 있고 내부에 플랜지 소켓이 설치되어 있으며, 진공 흡입 주조기의 설정과 유사하게 흑연 패킹을 통해 플라스크 플랜지 플레이트와 일치합니다. 리프팅 실린더는 주조 챔버의 내부 공동 바닥에 설정됩니다. 주조 챔버가 시계 방향으로 바깥쪽으로 회전하면 리프팅 실린더가 자동으로 상승하여 금형을 배치하고, 주조 챔버가 시계 반대 방향으로 안쪽으로 회전하면 실린더가 자동으로 하강하여 금형 플랜지가 플랜지 소켓에 걸리도록 합니다. 또한 주조 챔버 바로 아래에 리프팅 실린더가 설치되어 있어, 이 실린더를 올리면 주조 챔버 상단의 실링 링이 용융 챔버 하단과 밀착되도록 합니다. 용해실은 원통형이며 상단에 용해로 덮개와 관찰 창이 있습니다. 용융 챔버의 상단 개구부 중앙에 밀봉 고무 링이 설정되어 있으며 퍼니스 덮개를 잠근 후 금형이 들어있는 주조 챔버를 올리면 용융 챔버와 주조 챔버에 독립적으로 밀봉 된 챔버가 생성되어 금속 액체가 다른 기압 하에서 부어지고 응고 될 수 있습니다.
진공 압력 주조기의 일반적인 소모품에는 그림 7-12와 같이 흑연 도가니, 흑연 막대, 석영 외피, 열전대, 석영 베이스 및 개스킷이 포함됩니다. 금, 은, 구리와 같은 전통적인 보석 재료를 녹일 때는 흑연 도가니를 사용하며, 흑연 도가니의 연소 손실을 줄이기 위해 흑연 도가니 외부에 석영 외부 쉘을 장착합니다. 바닥 붓기 주조 방식을 사용하는 경우 도가니 바닥에 붓는 구멍이 열리고 흑연 막대로 개폐를 제어합니다. 용융 중에는 흑연 막대가 공기 압력으로 붓는 구멍을 완전히 막아 금속 액체가 새는 것을 방지하고 붓는 동안 흑연 막대가 들어 올려 금속 액체가 금형 캐비티로 흐르도록합니다. 흑연 막대 내부에는 온도 측정용 열전대가 설치되어 있어 금속 액체의 온도를 정확하게 반영할 수 있습니다. 진공 압력 주조기는 일반적으로 진공 상태 또는 불활성 가스에서 금속을 녹여 주조하므로 금속 산화 및 가스 흡수 가능성을 효과적으로 줄이고 컴퓨터 프로그래밍 제어를 널리 사용하여 높은 수준의 자동화를 달성하고 주조 제품의 품질이 비교적 안정적이며 구멍 결함이 적어 많은 제조업체에서이 장비를 높이 평가하고 금, 은 및 구리와 같은 금속의 진공 주조에 널리 사용됩니다. 일부 모델에는 세분화된 중간 합금을 준비할 수 있는 과립화 장치도 함께 제공됩니다.
비디오 7-1 진공 압력 주조의 수동 작동
비디오 7-2 진공 압력 주조 자동 프로그램
카피라이팅 @ 소블링.쥬얼리 - Sobling. 맞춤형 주얼리 제조업체, OEM 및 ODM 주얼리 공장
2. 작업 구현
이 작업은 진공 압력 주조기를 사용하여 925 실버 주얼리를 녹여 주조하는 작업입니다.
(1) 재료 및 제품 구조 확인
녹여 붓기 전에 부을 제품의 재질을 결정하고 준비된 925은 충전물을 확인하고 용광로에 먼지가 들어가지 않도록 충전물의 청결 상태를 검사합니다. 동시에 주조 금형 내부의 제품 유형과 구조를 확인하고 주입 온도를 980℃로 설정합니다.
(2) 용융 및 붓기 준비
도가니에 금속 구슬이 남아 있는지 확인하고, 남아 있다면 용융 금속이 오염되지 않도록 깨끗이 제거해야 합니다. 냉각기와 공기 압축기를 켜고 흑연봉을 도가니 바닥의 주입 구멍에 맞추고 실린더를 사용하여 단단히 누르면서 연결이 잘 되었는지 확인합니다. 진공 압력 주조기의 전원을 켜고 열전대가 정상적으로 표시되는지 확인합니다. 부드러운 천과 무수 알코올로 용융 챔버의 관찰 창을 닦습니다. 주조 챔버의 밀봉 상태를 확인하고 흑연 패킹을 소켓에 넣고 전용 소결되지 않은 석고 주조 몰드를 내부에 넣은 다음 진공 펌프를 켜서 장비의 진공 기능이 정상인지 테스트합니다.
운영 인터페이스로 들어가서 사전 설정된 925 실버 주조 프로그램을 선택하고 PID 모드를 선택한 다음 각 사전 설정 프로세스 매개변수가 적합한지 확인합니다.
(3) 녹는 충전 재료
그림 7-14에 표시된 대로 925은 프리멜트 및 재활용 재료를 도가니에 추가합니다. '재료 걸림' 문제를 방지하기 위해 재료를 너무 꽉 채우지 않도록 주의하세요. 퍼니스 덮개를 닫고 잠그고 주조 챔버를 올린 다음 "자동" 버튼을 누르면 장비가 먼저 사전 설정 값으로 진공 청소한 다음 사전 설정 압력에 도달하도록 보호 가스를 채우고 자동으로 PID 모드로 전환하여 충전 재료를 가열합니다. 장비는 사전 설정된 용융 온도에 가까워질 때까지 자동으로 결합하고 가열 전력을 조정합니다(그림 7-15).
(4) 주조 금형 배치하기
조작 인터페이스에 "스틸 플라스크를 놓아주세요"라는 알림이 나타나면 주조 챔버가 자동으로 내려갑니다. 손으로 주조 챔버를 시계 방향으로 끝까지 돌리고 리미트 블록에 닿으면 주조 챔버의 하단 실린더가 올라갑니다. 그림 7-16과 같이 강철 플라스크 클램프를 사용하여 플라스크를 고정하고 주입구가 실린더의 베어링 플레이트에 위를 향하도록 배치합니다. 주조 챔버를 시계 반대 방향으로 돌리면 실린더가 몰드를 자동으로 하강시켜 주조 챔버가 부드럽게 제자리로 돌아가고 자동으로 상승하여 용융 챔버의 바닥과 밀봉을 형성합니다. 주조 챔버의 하단 실린더가 상승하면서 금형의 상단 표면이 용융 챔버의 하단 표면을 누릅니다.
(5) 붓기
프로그램 제어하에 주조 챔버를 설정 값으로 진공 청소하고 흑연 막대를 들어 올리고 용융 금속을 금형에 주입한 다음 용융 챔버의 압력을 설정 값으로 빠르게 증가시켜 그림 7-17과 같이 금형 내의 용융 금속이 압력 하에서 응고되도록 하여 주조의 밀도를 개선합니다.
(6) 주조 금형 제거하기
미리 정해진 가압 시간에 도달하면 시스템이 자동으로 진공 펌프를 종료하고 '주입', '상승', '가압' 버튼도 꺼짐 상태로 전환합니다. 그런 다음 장비는 배기 단계로 들어갑니다. 용융 챔버와 주조 챔버의 공기 압력이 정상 압력으로 돌아오면 주조 챔버가 자동으로 하강하여 시계 방향으로 끝까지 회전합니다. 주조 챔버 하단의 실린더가 상승하여 스틸 플라스크를 들어 올립니다. 스틸 플라스크는 스틸 컵 클램프로 고정되고 수직으로 위로 제거된 후 지정된 위치에 놓여 식습니다.
(7) 작업 종료
모든 주조 금형을 부은 후 유도 용해로는 도가니 온도가 100℃ 이하가 될 때까지 냉각수를 계속 순환시킨 후 종료해야 합니다. 브러시 및 핀셋과 같은 도구를 사용하여 유출 된 금속 파편을 수집하고 진공 청소기로 용융실과 주조실을 청소하고 무수 알코올에 적신 천으로 관찰 창을 닦고 주조기 표면과 작업장을 청소합니다.
섹션 IV 진공 원심 주조
1. 배경 지식
(1) 진공 원심 주조기
원심 주조는 충전 속도가 빠르기 때문에 용융 금속이 유동 저항을 극복하고 충전 속도를 향상시키는 데 도움이 되므로 미세한 구조 또는 높은 융점을 가진 재료에 유리합니다. 그러나 금형 캐비티가 공기나 불활성 가스로 채워져 있는 경우, 용융 금속을 고속으로 충전할 때 역압이 발생하여 가스가 빠져나가기 어렵고 완전한 충진에 방해가 될 수 있습니다. 또한 기존의 단순 원심 주조기는 수동으로 제어되는 용융 및 주입 공정이 있으며 주조기의 구조가 용융 금속의 유체 역학과 일치하지 않아 충전 분포의 균일성이 떨어집니다. 일부 원심 주조기에는 주입 기능만 있어 생산 효율이 낮고 주조 품질이 불안정합니다. 따라서 현대 원심 주조기는 기능 통합, 자동 제어 및 진공 보호 기능이 크게 개선되었으며 다양한 모델이 개발되었습니다. 도가니 배치의 관점에서 보면 수직 및 수평 도가니가 있고, 금형 배치의 관점에서 보면 수직 및 수평 금형도 있으며, 주입 방법에는 도가니와 금형이 함께 회전하는 동기 원심 주입과 금형 회전 원심 주입을 통한 도가니 틸팅이 있습니다. 그 중 수직 도가니, 수평 금형 및 동기 원심 주입을 사용하는 진공 주조기는 백금 주얼리 주조에 널리 사용되며 그림 7-18에 표시된 일반적인 구조적 외관을 가지고 있습니다. 용융 및 주입 챔버와 유도 가열 및 원심 주입 기능이 결합되어 있습니다. 진공 추출을 용이하게 하는 완전히 밀폐된 챔버를 형성하여 진공 상태에서 용융 및 주입이 이루어지도록 합니다. 금형의 중심축과 회전 암의 각도는 그림 7-19와 같이 90°에서 0°까지 변경할 수 있도록 가변적으로 설계되었습니다. 이는 용융 금속을 도가니에서 금형으로 밀어내는 원심력과 접선 관성의 역할을 종합적으로 고려하여 용융 금속 흐름의 균형을 개선하고 용융 금속이 역회전 방향의 주입 채널 벽으로 우선적으로 흐르는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.
그림 7-18 진공 원심 주조기의 외관
그림 7-19 진공 원심 주조기의 가변 암
(2) 원심 주조용 도가니
용융 금속의 순도와 야금 품질을 보장하려면 용융 과정에서 불순물이 유입되지 않도록 해야 하므로 도가니 소재의 선택이 매우 중요합니다. 주얼리 생산에서 도가니의 작업 조건은 고온 침식, 금속 액체 세척, 가열과 냉각이 반복적으로 이루어지는 가혹한 환경입니다. 따라서 도가니는 첫째, 용융 금속의 고온을 녹거나 연화되지 않고 견딜 수 있는 높은 내화성, 둘째, 유도 용융 및 주조 시 균열 없이 빠른 가열과 냉각을 견딜 수 있는 우수한 내열 충격성, 셋째, 용융 금속과의 화학 반응을 피하고 침식 시 천공을 방지하는 우수한 화학 불활성, 넷째, 원심 주입 시 금속 전하의 충격과 외부 힘을 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도로 균열과 박리에 강한 성능을 충족시켜야 합니다.
원심 주조에 사용되는 도가니는 흑연과 세라믹의 두 가지 주요 재료 카테고리로 나눌 수 있습니다. 흑연 도가니 하는 높은 내화도, 우수한 열충격 저항성 및 특정 기계적 강도와 같은 장점이 있습니다. 금, 은, 구리와 같은 보석 재료에 사용하면 흑연에 용융된 금속의 습윤성이 낮고 용융 금속이 도가니에서 흘러나올 때의 저항이 작습니다. 따라서 이러한 유형의 주얼리 주조에는 흑연이 선호되는 도가니 재료입니다. 그러나 백금 및 팔라듐과 같은 귀금속 주얼리 소재의 경우 고온에서 탄소가 백금에 용해될 수 있으며, 온도에 따라 용해도가 증가합니다. 냉각되면 탄소가 침전되어 백금과 팔라듐의 성질이 부서지기 쉬워지는데, 이를 탄소 중독이라고 합니다. 따라서 백금과 팔라듐을 녹일 때는 흑연 도가니를 사용할 수 없고 녹는점이 높은 세라믹 도가니만 사용할 수 있습니다. 스테인리스 스틸 및 코발트 합금과 같은 재료를 녹일 때 탄소는 용융 금속과 반응하여 탄화물을 형성하므로 이러한 주얼리 재료도 흑연 도가니를 사용할 수 없습니다.
흑연 도가니는 일반적으로 단독으로 사용하지 않고 석영 외피와 함께 사용합니다. 그림 7-20은 원심 주조에 사용되는 수직 도가니 키트를 보여주는데, 도가니의 상단이 크고 하단이 작으며 도가니의 상단에 주입 구멍이 열려 있습니다. 주입이 회전하기 시작하면 용융 금속은 원심력의 작용으로 도가니의 내벽을 따라 상승하고 주입 구멍에서 바깥쪽으로 가속합니다.
알루미나, 지르코니아, 마그네시아, 베릴리아, 산화칼슘, 실리콘 카바이드 등 다양한 종류의 세라믹 도가니가 산업용 애플리케이션에 사용됩니다. 이들의 녹는점과 내화성은 석영보다 훨씬 높습니다. 하지만 열충격 저항성이 떨어지고 주얼리 주조의 빠른 가열 및 냉각 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 따라서 백금, 팔라듐, 스테인리스 스틸 및 기타 주얼리 재료의 용융은 주로 석영 도가니를 사용하여 수행되었습니다.
백금, 팔라듐과 같은 고융점 보석 재료는 녹는 온도가 높고 액체 상태를 유지하는 시간이 짧으며 금속 액체에 의해 오염되기 쉬운 특성을 가지고 있으며 녹는 난이도는 금과은 합금보다 훨씬 더 높습니다. 순수 석영의 녹는점은 1750℃입니다. 그러나 실제 생산에서 도가니 재료는 필연적으로 일부 불순물과 혼합되어 녹는점이 1650~1700℃로 감소하는 반면 백금의 녹는 온도는 일반적으로 1850℃ 이상이므로 녹는점에 관한 한 석영은 백금을 녹이는 데 선호되는 도가니 재료가 아닙니다. 그러나 석영은 미세한 구조, 낮은 열전도율, 작은 열팽창, 좋은 열 충격 저항, 좋은 전기적 특성, 좋은 내 화학성 등을 가지고 있기 때문에 보석 주조 생산의 요구 사항을 충족하기 위해 백금, 팔라듐 및 기타 보석 주조 재료의 주요 도가니 주조가됩니다. 저 융점 문제는 일반적으로 소용량과 빠른 가열 및 용융으로 해결되며, 이는 단일 용융 시간을 단축하고 그에 따라 도가니 사용 횟수를 늘릴 수 있습니다.
백금 용해에 사용되는 석영 도가니는 그림 7-21과 같이 리컴번트형과 업라이트형의 두 가지 유형이 있습니다. 리컴번트 도가니는 용융 금속의 흐름에 상대적으로 더 유리합니다.
2. 작업 구현
이 작업은 진공 원심 주조기를 사용하여 Pt950 보석을 녹여 붓는 작업입니다.
(1) 재료 및 제품 구조 확인
용융 및 주입 전에 주입할 제품의 재료를 결정하고, 준비된 Pt950 프리멜트와 재활용 재료를 확인하고, 충전 재료의 오염을 방지하기 위해 청결 상태를 점검합니다. 동시에 금형 내부의 제품 유형과 구조를 확인하고 주입 온도를 1900℃로 설정합니다.
(2) 용융 및 붓기 준비 작업
주형 중심축과 스윙 암 사이의 각도를 150°로 설정합니다. 석영 도가니에 잔류 금속 구슬이 있는지 확인하고, 금속 구슬이 있으면 금속 액체가 오염되지 않도록 깨끗이 제거해야 합니다. 용융실의 적외선 온도 측정 창을 부드러운 천과 무수 알코올로 닦습니다. 인덕션 코일을 올리고 도가니를 인덕션 코일 안에 넣고 주입구가 금형 지지대 중앙과 정렬되도록 합니다. 냉각기를 켜고 주조기 전원을 켜고 조작 패널이 정상적으로 표시되는지 확인합니다.
작업 인터페이스로 들어가서 사전 설정된 Pt 950 주조 프로그램을 선택하고 수동 작동 모드를 선택한 다음 각 사전 설정 공정 파라미터의 적합성을 확인합니다.
(3) 녹는 충전 재료
그림 7-25와 같이 충전 재료를 도가니에 넣고 '재료 걸림' 문제를 방지하기 위해 재료가 너무 꽉 채워지지 않도록 주의합니다. 가열 버튼을 누르고 전원을 높여 재료를 빠르게 녹입니다. 남은 재료를 도가니에 계속 추가하고 모든 재료가 녹으면 그림 7-26과 같이 전용 유리 막대를 사용하여 금속 액체가 균일하게 섞이도록 저어준 다음 전원을 낮추어 금속 액체의 온도를 녹는점 근처로 낮춥니다.
(4) 주조 금형 배치하기
그림 7-27과 같이 강철 플라스크 클램프를 사용하여 도가니를 고정하고 번아웃 퍼니스에서 제거한 후 금형 붓는 컵이 도가니 붓는 주둥이를 향하도록 하여 금형 지지대에 수평으로 놓습니다. 퍼니스 뚜껑을 닫고 진공 추출기를 켜고 동시에 가열 전력을 높여 용융 금속의 온도를 높입니다.
(5) 진공 원심 주조
용융 금속의 온도가 주입 온도에 도달하여 안정화되면 주입 버튼을 누르면 유도 코일이 하강하고 회전 암이 즉시 고속으로 회전하여 그림 7-28과 같이 원심력의 작용으로 금형 캐비티에 용융 금속을 채웁니다.
(6) 주조 금형 제거하기
미리 정해진 회전 시간에 도달하면 시스템이 자동으로 모터를 회전시킵니다. 회전 속도가 0으로 떨어지면 진공 추출기가 꺼지고 배기 기능을 시작하여 주조 챔버의 진공을 차단합니다. 그림 7-29와 같이 퍼니스 커버를 열고 스틸 플라스크 클램프를 사용하여 스틸 플라스크를 고정하고 금형을 수직으로 들어 올려 지정된 위치에 놓아 식힙니다.
(7) 작업 종료
모든 주물 주형을 부은 후 도가니를 지정된 위치에 놓고 내화 솜으로 덮습니다. 유도 용해로에 냉각수를 계속 공급하고 30분 후에만 종료할 수 있습니다. 빗자루와 핀셋 등의 도구를 사용하여 떨어진 금속 파편을 수거하고 진공 청소기로 주조 챔버를 청소하고 무수 알코올에 적신 천으로 관찰 창을 닦고 주조기 외부와 작업장을 청소합니다.
섹션 V 진공 연속 주조
1. 배경 지식
1.1 연속 캐스팅의 원리
주얼리 생산에는 정밀 주조를 통한 성형 외에도 바, 플레이트, 튜브 등 다양한 형태의 프로파일을 생산해야 하는 CNC 가공 기술도 널리 적용됩니다. 전통적인 프로파일 생산 방식은 주물 블랭크를 수동으로 부은 다음 롤링과 프레스를 수행하는 방식입니다. 이 생산 방식은 필연적으로 용융 금속이 공기와 장시간 접촉하게 되어 산화 및 산소 흡수 가능성이 높아집니다. 또한 용융 금속 흐름의 충격과 튀김으로 인해 주조 블랭크에 내포물 및 표면 피팅이 발생할 수 있습니다. 또한 수축, 구멍, 균열, 표면 콜드 셧과 같은 결함도 주조 블랭크에 종종 존재합니다. 기존 주조 블랭크에 존재하는 품질 문제로 인해 고품질 제품을 제조하기 어렵기 때문에 블랭크의 주조 공정을 개선하는 것이 중요합니다.
이러한 장점으로 인해 연속 주조 기술은 기존의 수동 잉곳 몰드 주조 기술을 대체하여 금과 은 프로파일을 가공하는 중요한 수단이 되었습니다. 1990년대에는 연속 주조 기술이 비철금속 프로파일 생산에 널리 적용되어 귀금속 프로파일 생산에 도입되었습니다. 연속 주조는 용융 금속을 특수 금속 주형(도가니)에 연속적으로 붓고, 도가니의 다른 쪽 끝에서 연속적으로 응고된(쉘) 프로파일을 뽑아내는 원리로 모든 길이 또는 특정 길이의 프로파일을 생산할 수 있는 고급 주조 방법입니다. 도가니의 내부 구조에 따라 주조 프로파일의 단면 모양이 결정됩니다.
연속 주조 공정은 주로 프로파일의 움직임에 따라 수직 연속 주조와 수평 연속 주조의 두 가지 범주로 나뉩니다. 그중 전자는 보석 합금을 위해 가장 초기에 개발 된 연속 주조 공정으로 다양한 프로파일, 특히 단면이 큰 프로파일을 생산하는 데 여전히 널리 사용됩니다. 던지는 방법에 따라 하단 풀링과 상단 풀링의 두 가지 범주로 더 나뉩니다.
(1) 바닥 그리기 연속 주조
바닥 당김 연속 주조의 작동 원리는 그림 7-29에 나와 있습니다. 이 작업은 금속이 녹아 결정화기에 지속적으로 부어지는 밀폐된 용해로에서 수행됩니다. 냉각 후 견인 롤러가 응고된 금속 프로파일을 지속적으로 아래로 당깁니다. 바닥 당김 주조 방식은 금속의 중력을 이용하여 아래로 끌어내리기 때문에 생산 효율이 높고, 주조 프로파일의 밀도를 높이고 수축 공극을 줄이는 데 유리합니다. 금, 은, 구리와 같은 주얼리 금속의 연속 주조 프로파일은 일반적으로 바텀 풀링 방식을 사용합니다.
(2) 탑 드로잉 연속 캐스팅
탑 풀링 연속 주조 방법은 그림 7-30과 같이 금속 용융물을 아래에서 동일한 진공 장치에 연결된 결정화기로 끌어와 응고 및 성형합니다. 탑 풀링 연속 주조기는 단열로 상단에 설치되고 냉각기에 고정된 결정화기(하단이 금속 액체에 일정 깊이까지 잠긴 상태), 잉곳을 당기는 메커니즘, 잉곳을 옆으로 구부리는 안내 메커니즘으로 구성됩니다. 탑 필링 연속 주조기가 주조될 때 금속 용융물은 음압 상태에서 결정화기로 들어가고 용융물의 결정화 전면은 절연로에서 금속 용융물의 액체 수준보다 약간 높습니다. 이는 결정화기가 동일한 진공 장치에 연결된 냉각기에 설치되어 압력이 대기압보다 낮기 때문입니다. 탑 풀링 연속 주조 방식은 스트립, 바, 파이프 등 단면 형상이 다른 금속 잉곳을 생산할 수 있으며 생산 효율이 높고 생산주기가 짧으며 조작이 간단하고 노동 강도가 낮으며 장비가 간단하고 면적이 작으며 투자가 적고 경제적 이점이 높습니다. 그러나 생산된 프로파일의 중앙 구조가 느슨해지기 쉬워 고강도 제품 및 소량 생산에는 적합하지 않습니다.
(3) 수평 연속 캐스팅
수평 연속 주조에서는 그림 7-31과 같이 금속 액체가 단열로의 측벽에서 수평으로 배치 된 흑연 결정기로 흘러 나와 고체 쉘을 형성하여 수평으로 당겨지고 프로파일이 고정 된 길이로 절단됩니다. 수직 연속 주조에 비해 수평 연속 주조는 장비가 간단하고 깊은 우물과 크레인이 필요 없으며 공정이 짧고 생산 효율이 높으며 연속 생산이 가능하다는 장점이 있습니다. 그러나 상대적으로 좁은 범위의 합금 품종에 적합하고 결정화기 내부 슬리브의 소비가 많으며 잉곳 단면의 결정 구조의 균일 성을 제어하기가 쉽지 않습니다. 잉곳의 하부는 중력의 영향으로 결정화기 내벽에 대해 지속적으로 냉각되어 입자가 미세해지고, 상부는 가스 갭이 형성되고 용융 온도가 높아져 냉각 속도가 느려져 나중에 응고됩니다. 더 큰 사양의 잉곳의 경우 결정 구조가 더 거칠어집니다. 따라서 이 방법은 소형 프로파일 생산에만 적합합니다.
1.2 주얼리 프로파일의 진공 연속 주조
주얼리 생산에 사용되는 프로파일의 사양은 일반적으로 작고 한 번의 작업으로 주조되는 금속의 양도 상대적으로 적지만 프로파일에 대한 품질 요구 사항은 높습니다. 귀금속 주얼리의 섬세함에 대한 엄격한 요구 사항으로 인해 모든 프로파일 부품이 표준 요구 사항을 충족하는지 확인하는 것이 필수적입니다. 따라서 귀금속 재료의 용융 및 주조 과정에서 금속-액체 구성의 균일성을 보장해야 합니다. 또한 보석은 표면 품질 요구 사항이 높기 때문에 높은 연마 및 표면 코팅이 필요한 경우가 많습니다. 프로파일의 금속학적 품질은 우수한 표면 효과를 얻기 위한 기초입니다. 프로파일에 산화 내포물, 기공, 수축 또는 스케일(표면의 링 패턴)과 같은 명백한 결함이 있다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 주얼리의 표면 처리 효과에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 연속 주조 시 프로파일의 야금 품질을 개선하기 위한 노력을 기울여야 합니다.
현재 주얼리 프로파일의 연속 주조 생산은 그림 7-32와 같이 유도 용해, 전자기 교반, 진공 보호, 드로잉 주조 및 제어 시스템이 통합 된 하향 인발 진공 연속 주조기를 사용하며 일반적인 외관을 가지고 있습니다. 용융 중에 용융 챔버를 먼저 비운 다음 불활성 가스를 주입하여 금속 액체가 산화되지 않도록 보호할 수 있습니다. 흑연 플러그에 열전대가 내장되어 있고 결정화기 출구 근처에 또 다른 열전대를 설치하여 연속 주조 공정 중 온도 변화를 온라인으로 모니터링하여 온도와 인발 속도를 적절히 조정하여 연속 주조 공정을 안정적으로 제어할 수 있도록 합니다. 전자기 교반 작용은 금속 액체의 온도와 조성을 더욱 균일하게 만듭니다. 방향 풀리는 드로잉 방향을 제어하고 프레싱 휠의 프레싱 핏과 풀리 및 프레싱 휠 표면의 롤링 나이프 패턴을 통해 연속 주조 공정이 원활하게 진행됩니다. 장비의 전체 구조는 콤팩트하고 작은 면적을 차지하며 작업 효율이 높습니다.
2. 작업 구현
이 작업은 바닥 드로잉 진공 연속 주조기를 사용하여 18K 로즈 골드 바를 생산합니다.
(1) 준비 작업
흑연 도가니와 결정화기의 상태를 점검하고 내벽에서 잔류 금속, 슬래그 등을 청소합니다. 그림 7-34와 같이 성형 금형과 용융 도가니를 조여 하나의 유닛을 형성합니다. 당김봉의 직진도와 표면 상태 및 당김 끝의 환형 홈 상태를 확인합니다. 주조 후 주조된 프로파일링된 재료가 인발봉에서 원활하게 분리될 수 있도록 인발봉 끝에 흑연 슬러리를 도포합니다. 퍼니스 충전의 품질과 치수 상태를 확인하여 퍼니스에 원활하게 들어갈 수 있는지 확인합니다. 무수 알코올에 적신 부드러운 천으로 관찰 창을 닦습니다.
(2) 용융 시스템 어셈블리
석영 외피를 인덕션 코일에 넣은 다음 도가니-몰드 어셈블리를 석영 외피에 넣고 몰드가 수냉식 결정기에 들어가도록 하여 외벽이 결정기의 내벽에 맞닿게 합니다. 운모 덮개를 도가니 위에 놓습니다. 리프팅 메커니즘의 빔에 흑연 플러그 로드를 설치하고 플러그 로드 아래로 버튼을 눌러 도가니의 주입 구멍을 완전히 막습니다. 그림 7-35와 같이 열전대를 흑연 플러그 막대의 중앙 구멍에 삽입합니다. 당기는 끝이 플러그 로드 끝에 닿도록 당김 막대를 결정화기의 구멍에 위로 삽입합니다. 그림 7-36과 같이 견인봉이 일직선이 되고 방향 풀리 표면에 밀착되도록 견인 장치에서 방향 풀리의 위치를 조정합니다. '조이기' 버튼을 눌러 조임 휠이 견인봉을 단단히 누르는지 확인합니다.
(3) 용융 전하 재료
그림 7-37과 같이 용해 중에 "재료 걸림" 문제를 일으킬 수 있는 과도한 압축을 피하기 위해 전하를 고르게 분산시키면서 도가니에 전하를 추가합니다. 전하를 추가한 후 퍼니스 뚜껑을 닫고 20 Pa 이하로 공간을 비운 후 대기압에 가까운 순수 아르곤 가스로 채웁니다. 가열 온도를 1050℃로 설정하고 가열을 시작하고 가열 전력을 높입니다. 금속 전하가 완전히 녹으면 전자기 교반을 시작하여 용융 금속의 구성과 온도를 균일하게 합니다.
(4) 트랙션 캐스팅
용융 금속의 온도가 설정 온도에서 안정화되면 흑연 플러그 막대가 들어 올려지고 용융 금속이 트랙션 로드 헤드에 접촉합니다. 견인 장치가 시동되고 방향 휠과 누름 휠의 마찰에 의해 견인봉이 지속적으로 아래로 이동하면서 용융 금속이 견인봉과 함께 아래로 흘러내립니다. 흑연 주형에 대한 결정화기의 냉각 효과의 영향을 받아 주형 내부의 용융 금속이 응고되고 고액 계면이 일정 높이에서 안정화되어 그림 7-38과 같이 연속 주조 공정이 지속적이고 안정적으로 진행될 수 있습니다.
(5) 프로파일 재료 자르기 및 제거하기
연속 주조 바 재료의 길이가 약 500mm에 도달하면 대형 볼트 커터를 사용하여 연속 주조 바 재료가 드로잉 프로세스 중에 막히지 않도록 잘라냅니다. 용융 금속이 주조되면 프레싱 휠에서 손을 떼고 남은 프로파일을 제거합니다. 당김봉을 감싸고 있는 막대 부분은 몇 번 강하게 흔들면 분리할 수 있습니다.
(6) 작업 종료
모든 주물 주형을 부은 후 유도 용해로의 온도가 100℃ 이하로 떨어질 때까지 냉각수를 계속 공급한 후 종료합니다. 빗자루, 핀셋 등의 도구를 사용하여 떨어진 금속 조각을 수거하고 진공 청소기로 용해실을 청소하고 무수 알코올에 적신 천으로 관찰 창을 닦고 주조기 외부와 작업장을 청소합니다.
