알루미늄 주조의 성능 특성은 일반적으로 금형 충전, 결정화 및 냉각 단계에서 두드러지는 특징의 조합으로 이해됩니다.- 여기에는 유동성, 수축, 밀봉, 주조 응력 및 통기성이 포함됩니다. 알루미늄 합금의 이러한 특성은 합금 구성에 따라 다르지만 단조 요인, 합금 가열 온도, 금형 복잡성, 게이트 및 라이저 시스템, 게이트 모양과도 관련이 있습니다.
1. 유동성: 유동성은 용융된 합금이 금형을 채우는 능력을 나타냅니다. 유동성 사양은 합금이 복잡한 주조물을 단조하는 데 사용될 수 있는지 여부를 결정합니다. 공융 알루미늄 합금은 일반적으로 유동성이 더 좋습니다.
일반적으로 조성, 온도, 수산화니켈, 금속 화합물 및 용융 합금의 기타 오염 물질 고체 입자의 존재를 포함하여 많은 요인이 유동성에 영향을 미칩니다. 그러나 근본적인 외부 요인은 주입 온도와 주입 압력(일반적으로 주입 장력이라고 함)입니다.
실제 생산에서는 고정된 합금 조성을 고려할 때 제련 공정(정련 및 슬래그 제거)을 강화하는 것 외에도 주조 공정(사형 투과성, 금형 배기 및 온도)을 개선하고 주조 품질을 변경하지 않고 주입 온도를 높여 합금의 유동성을 보장하는 것도 필요합니다.
2. 수축
수축은 주조 알루미늄 합금의 주요 특성 중 하나입니다. 일반적으로 합금의 액체 주입부터 응고, 실온 냉각까지의 과정은 액체 수축, 응고 수축, 고체 수축의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 합금의 수축은 수축 다공성, 응력 생성, 균열 형성 및 치수 변화에 영향을 미쳐 주조 품질에 결정적인 영향을 미칩니다. 주조 수축은 일반적으로 체적 수축과 선형 수축으로 구분됩니다. 실제 생산에서는 일반적으로 선형 수축이 합금 수축을 측정하는 데 사용됩니다.
알루미늄 합금의 수축 사양은 일반적으로 수축률이라고 하는 백분율로 표시됩니다.
(1) 체적수축
부피 수축에는 액체 수축과 응고 수축이 포함됩니다. 주조에서 응고까지, 용융된 합금은 나중에 응고되는 영역에서 거시적 또는 미시적 수축을 겪습니다. 이러한 수축에 의해 발생하는 거시적인 수축기공은 육안으로도 확인 가능하며, 집중수축기공과 투과수축기공으로 분류됩니다. 집중 수축 기공률은 크고 집중되어 있으며 주조 상단이나 두꺼운 핫스팟에 분포합니다. 투과성 수축 다공성은 분산되고 미세하며 대부분 주조 피봇과 핫스팟에 분포합니다. 미세한 수축 기공은 육안으로 볼 수 없으며 대부분 결정립 경계 아래 또는 수상돌기 사이에 분포합니다.
수축 다공성과 느슨함은 고체 수축을 초과하는 액체 수축으로 인해 발생하는 주조의 심각한 결함입니다. 생산 결과에 따르면 주조 알루미늄 합금의 응고 범위가 낮을수록 수축 다공성이 집중되기 쉽습니다. 응고 범위가 넓을수록 투과성 수축 다공성이 발생하기 쉽습니다. 따라서 설계에서는 주조 알루미늄 합금이 순차적 응고 원리를 준수하도록 보장해야 합니다. 즉, 액체에서 응고 단계까지 주조의 부피 수축이 용융 합금에 의해 보상되어 수축 다공성과 느슨함이 주조의 외부 라이저에 집중되도록 해야 합니다. 다공성이 발생하기 쉬운 알루미늄 합금 주조의 경우 집중된 수축 다공성보다 더 많은 라이저가 필요하며 다공성이 발생하기 쉬운 영역에 냉각 장치를 배치하여 냉각 속도를 높이고 동시 또는 빠른 응고를 허용해야 합니다.
(2) 선형 수축: 선형 수축은 주조 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 선형 수축이 클수록 알루미늄 주물의 균열 및 응력 경향이 커집니다. 냉각 후 주물의 치수와 모양의 변화가 커집니다.
알루미늄 합금마다 단조 수축률이 다릅니다. 동일한 합금이라도 주물마다 수축률이 다릅니다. 동일한 주물에서도 길이, 너비, 높이의 수축률도 다릅니다. 적절한 비율은 실제 상황에 따라 결정되어야 합니다.
3. 열간균열(Hot Cracking): 알루미늄 주물의 열간균열은 주로 수축응력이 금속입자간의 결합강도를 초과하기 때문에 발생합니다. 대부분의 균열은 입자 경계를 따라 형성됩니다. 균열 파단 표면을 관찰하면 균열 부위의 금속이 일반적으로 산화되어 금속 광택을 잃는다는 것을 알 수 있습니다. 균열은 결정립계를 따라 연장되고, 모양이 톱니 모양이며, 표면이 더 넓고 내부가 더 좁으며, 일부는 주조품의 전체 단면을 통과하기도 합니다. 다양한 알루미늄 합금 주물은 다양한 균열 경향을 나타냅니다. 이는 응고 과정에서 완전한 결정질 골격이 형성되기 시작하는 온도와 응고 온도 간의 차이가 클수록 합금 수축이 커지고 열간 균열이 발생하는 경향이 강해지기 때문입니다. 동일한 합금이라도 금형 저항, 주조 구조, 주조 공정 등의 요인으로 인해 열간 균열이 발생하는 경향이 다를 수 있습니다. 생산에서는 균열을 방지하기 위해 반동-형 금형을 사용하거나 알루미늄 주조의 게이팅 시스템을 개선하는 등의 조치를 취하는 경우가 많습니다. 열간 균열 링 방법은 일반적으로 알루미늄 주물의 열간 균열을 탐지하는 데 사용됩니다.
4. 밀봉 성능 알루미늄 주물의 밀봉 성능은 캐비티-형 알루미늄 주물의 고압-압력 가스 또는 액체의 영향을 받는 수밀성 수준을 나타냅니다. 밀봉 성능은 기본적으로 주조 내부 구조의 밀도와 투명도를 반영합니다.
알루미늄 주물의 밀봉 성능은 합금의 특성과 관련이 있습니다. 합금의 응고 범위가 낮을수록 기공이 발생하는 경향이 낮아지고, 석출 기공의 형성이 낮아져 밀봉 성능이 향상됩니다. 동일한 알루미늄 주조 합금의 기밀성은 주조 공정과도 관련이 있습니다. 예를 들어, 주조 온도를 낮추고 냉각을 사용하여 냉각을 가속화하며 압력을 가하여 응고시키는 것은 모두 알루미늄 주조의 기밀성을 향상시킬 수 있습니다. 누출을 밀봉하기 위해 함침을 사용하여 주물의 기밀성을 향상시킬 수도 있습니다.
