모래 주조 열처리: 프로세스, 이익, 모범 사례

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모래 주조 금속 형성 산업의 초석으로 남아 있습니다, 복잡한 형상을 형성하기 위해 모래로 포장 된 재사용 가능 또는 소모품 곰팡이 활용.

용융 금속을이 모래 공동에 붓고 굳어짐, 제조업체는 종종 표적 열처리주기를 적용합니다.

이러한 열 프로세스는 경도를 개선합니다, 미세 구조, 엄격한 고객 사양을 충족하기위한 기계적 성능.

이 기사에서는, 우리는 탐험 할 것입니다:

왜 열을 모래 주조를 처리합니다?
열처리의 세 가지 기본 단계
일반적인 열처리 방법 (가열 냉각, 정상화, 경화, 템퍼링)
정량화 가능한 혜택- 각 접근 방식의 데이터와 함께

1. 왜 열을 모래 주조를 처리합니다?

샌드 캐스트 구성 요소-중장비 엔진 블록에서 볼 수 있습니다 (무게가 최대입니다 200 kg) 기어 박스 하우징을 정밀하게하려면 - 종종 향상이 필요합니다 인장강도, 피로 저항, 또는 가공성.

몰드에서 제어되지 않은 냉각은 고르지 않은 미세 구조를 생성 할 수 있습니다, 성능을 손상시키는 내부 스트레스 또는 거친 곡물 크기를 남기고.

통합하여 제어 된 가열 및 냉각주기, 파운드리는 할 수 있습니다:

곡물 크기를 정제하십시오 <50 균일 기계 특성의 경우 µm
최대를 완화하십시오 80% 응고로 인한 잔류 응력
조정 경도 150 HBW (단련된) 최대 600 HBW (강화)

따라서, 열처리는 캐스트 부품을 신뢰할 수있는 것으로 변환합니다, 자동차에 적합한 고성능 부품, 항공우주, 산업 전력 시스템.

2. 열처리의 세 가지 기본 단계

모든 열처리 모래 주물에 대한 프로토콜이 다음과 같습니다 세 가지 핵심 단계.

온도에도 불구하고, 시간을 잡아라, 냉각 배지는 합금 및 원하는 결과에 따라 다릅니다, 시퀀스는 일관성을 유지합니다:

단계	목적	주요 고려사항
1. 난방	왜곡없이 전체 캐스팅을 목표 온도로 가져옵니다	램프 속도는 일반적으로 50–100 ° C/시간입니다; 균일 한 용광로 분위기를 사용하여 혼란을 방지하십시오
2. 담그기	완전한 미세 구조 변환을 위해 온도를 길게 유지하십시오	1단면 두께에 따라 –4 시간; 균일 한 온도 ± 5 ° C를 보장하십시오
3. 냉각	제어 된 담금질 또는 느린 냉각으로 원하는 최종 구조를 달성합니다.	공기 쿨, 오일/담금질, 또는 소금 목욕; 냉각 속도 1–50 ° C/Sec

모든 단계를 제어하지 않으면 균열이 발생할 수 있습니다, 뒤틀림, 또는 균일하지 않은 특성-캐스팅의 무결성을 이해하지 못합니다.

3. 일반적인 모래 주조 열처리 방법

모든 방법은 3 단계 프레임 워크를 공유합니다, 온도 범위의 차이, 기간을 담그십시오, 냉각 속도는 뚜렷한 결과를 산출합니다:

가열 냉각

프로세스: 합금의 임계 온도보다 ~ 50 ° C까지의 경사로 (예를 들어, 900 저금리 강철의 경우 ° C), 2-3 시간을 보관하십시오, 이어서 ≤20 ° C/hr에서 퍼니스 쿨.
결과: 재료를 부드럽게합니다 (~ 200 HBW까지), 거의 완화됩니다 90% 잔류 스트레스, 완전히 생산됩니다 구형 미세 구조.
사용 사례: 개선 가공성 복잡한 CNC 작업을 위해; 후속 형성 또는 가공은 연성이 필요할 때 이상적입니다, 스트레스가없는 금속.

정규화

프로세스: 어닐링 범위보다 30–50 ° C로 가열하십시오 (예를 들어, 950 탄소강의 경우 ° C), 1-2 시간을 보관하십시오, 그 다음에 공기 냉 (≈25 ° C/분).
결과: 곡물을 20–40 µm로 개선합니다, 경도를 ~ 20% 증가 (예를 들어, ~에서 200 HBW TO 250 HBW), 그리고 생수 a 더 균일합니다 페라이트-퓨라 라이트 구조.
사용 사례: 강화 인성 그리고 가공성 부품에서는 적당한 하중이 적용됩니다, 펌프 하우징 및 구조 브래킷과 같은.

경화 (담금질)

프로세스: 800–900 ° C에서 오스테 니트 (합금에 따라), 잡고 있다 30 당 분당 25 mm 섹션 두께, 그 다음에 신속하게 해소하십시오 물 속, 소금물, 또는 기름.
결과: 양식 a 마르텐사이트 또는 베이니트 경도를 450–600 HBW로 올리는 구조.
사용 사례: 내마모성 구성 요소에 중요합니다, 기어 톱니와 같은, 전단 블레이드, 스트레스가 많은 커넥팅로드.

데이터 포인트: 적절한 담금질은 인장 강도를 증가시킬 수 있습니다 350 MPa (캐스트) 오버 1,200 MPa.

템퍼링

프로세스: 강화 된 주물을 150–650 ° C로 재가열하십시오 (더 낮은 임계점 아래), 1-2 시간 동안 담그십시오, 그 다음에 공기 냉.
결과: Brittleness를 완화시킵니다, 경도 균형 (350–500 HBW까지) 개선으로 충격 인성 (최대 40 charpy 테스트에서 J).
사용 사례: 크랭크 샤프트와 같은 부품의 강화 후 마지막 단계, 강도와 인성 사이의 타협은 내구성을 보장합니다.

4. 모래 주조 열처리의 이점

샌드 캐스트 구성 요소에 제어 된 열처리주기를 적용하면 다양한 성능 및 제조 이점이 있습니다..

다음은 품질을 추진할 수있는 정량적 데이터로 지원되는 주요 이점입니다., 일관성, 비용 효율성:

최적화 된 경도와 힘

정량화 가능한 이득: 경도는 ~ 200 HBW에서 상승합니다 (캐스트) 오버 500 담금질 후 HBW, 에이 >150 % 증가하다.
영향: 개선 된 내마모성은 도구 수명을 연장하고 연마 서비스 환경에서 유지 보수 가동 중지 시간을 최소화합니다..

스트레스 완화 및 치수 안정성

스트레스 감소: 어닐링은 최대까지 완화 될 수 있습니다 90 % 고정기 동안 축적 된 잔류 응력의.
혜택: 후속 가공 중 왜곡 및 균열 감소, 용접, 또는 서비스 로딩 - 더 엄격한 공차가 구분됩니다 (± 0.1 mm 대. ± 0.5 mm as-cast).

정제 된 미세 구조 및 인성

곡물 크기 제어: 정상화는 입자 직경을 세분화합니다 60 µm 아래로 30 μm, 충격 강인함을 최대로 향상시킵니다 25 %.
결과: 충격 및 주기적 하중에 대한 내성 향상, 기어 박스 하우징 및 고음용 엔진 부품에 중요합니다.

가공성 향상

표면 경도 조정: 어닐링 된 주조 (180–220 HBW) 기계 20–30 % 캐스트 부품보다 빠릅니다.
결과: CNC 밀링 및 회전에서 도구 마모가 낮고 더 짧은 사이클 시간 - 최대 Perpart 가공 비용을 줄이기 15 %.

맞춤형 기계적 특성

다재: 흡수 시간과 미디어를 흡연함으로써, 파운드리는 인장 강도로 다이얼링 할 수 있습니다 350 MPA에서 오버 1,200 MPa.
이점: 연성 펌프 하우징에서 고소한 드라이브 샤프트에 이르기까지 여러 역할을 수행 할 수 있도록 한 합금은 원료를 변경하지 않고.

강화 된 피로의 삶

데이터 포인트: 스트레스 관련과 템퍼링을 겪는 구성 요소는 30-50을 나타냅니다 % 가속 테스트 중 피로 수명 증가.
애플리케이션: 농업 장비 및 건설 기계와 같은 반복적 인 부하 시나리오에서 부품의 서비스 간격을 확장합니다..

제어 된 자기 및 전기 특성

사용자 정의 가능성: 열처리는 전기 전도도를 ± 10만큼 조정할 수 있습니다 % 및 특수 전자기 응용 분야를위한 강철 주물의 자기 투과성.
관련성: 모터 하우징에 이상적입니다, 센서 마운트, 및 EMI- 민감성 인클로저.

혜택	가열 냉각	정규화	경화 + 템퍼링
경도 (HBW)	180–220	230–270	350–600
입자 크기 (μm)	40–60	20–40	10–20
잔류 응력 완화 (%)	90–95	70–80	50–60
인장 강도가 증가합니다 (%)	-	+20	+250
Charpy 강인함 (제이)	80–100	60–80	20–40

5. 결론

적절한 모래 주조 열처리 경로를 선택하는 것은 합금 화학, 주조 기하학, 그리고 의도 된 서비스 조건.

가열 속도를 제어함으로써, 시간을 담그십시오, 냉각 프로파일, 제조업체는 원료 모래 캐스트 부품을 구성 요소로 변환합니다

예측 가능, 고성능 특성-CNC 가공 준비, 단조, 또는 중요한 어셈블리에 직접 설치.

모래 캐스트 구성 요소의 열처리 최적화에 대해 자세히 알아 보려면, 야금 전문가 팀에 문의하십시오.

데이터 중심 프로세스 제어를 활용합니다, 우리는 모든 캐스팅이 힘의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록합니다., 내구성, 신뢰성.