주조 기공 결함은 금형 구조나 알루미늄 용융물에서 기인할 수 있습니다. 통계 자료에 따르면, 알루미늄 합금 주조 현장의 실제 생산 과정에서 발생하는 전기차(EV) 구조 부품 기공 사고의 62 %가 금형 관련 원인에 기인하는 것으로 나타났습니다.
CPC(역압 주조) 금형의 배기구 총면적 비율이 0.6 % 미만으로 부족할 경우 가스 포집 현상이 발생합니다. 이 금형 구조적 요인은 전기차 구조용 부품 금형 배치에서 알루미늄 용융물의 순도와 무관하게 기공으로 인한 불량품의 27 %를 차지한다.
부적절한 냉각로 배치는 LPDC 주조 금형 내부에 지속적인 핫스팟을 발생시킨다. 핫스팟 온도가 510 ℃를 초과하면 알루미늄 합금 원료 성분이 표준 사양을 완전히 충족하더라도 응고 시간이 길어지고 수축 기공이 발생한다.
중력 주조 금형의 부적절한 게이트 시스템은 용융 금속의 난류 주입을 유발합니다. 주입 속도가 0.45 m/s를 초과하면 캐비티 내 공기가 유입되며, 이러한 금형 설계에 기인한 기포는 단순히 용융물 탈가스 공정을 개선하는 것만으로는 제거할 수 없습니다.
알루미늄 잔여물에 의한 배기 슬롯 막힘은 금형 유지보수와 관련된 원인에 속합니다. 800사이클 후, 유효 배기 면적이 39 %까지 감소할 수 있으며, 초기 CPC(역압 주조) 금형 설계가 출하 전 시험을 통과했더라도 기공이 재발할 수 있습니다.
삽입부 조립 간극이 0.20 mm를 초과하면 주입 과정에서 공기 흡입 통로가 생성됩니다. 음압 효과로 인해 주변 공기가 캐비티로 유입되며, 이러한 숨겨진 금형 조립 결함은 알루미늄 휠 블랭크에 간헐적인 주조 기공 결함을 유발합니다.
금형 분할면의 평탄도 오차가 0.06 mm를 초과하면 국부적인 공기 흡입이 발생합니다. 적격한 알루미늄 용융물이라 하더라도, LPDC 주조 금형의 대량 생산 환경에서는 왜곡된 분할 틈을 통해 외부 공기가 캐비티로 유입됩니다.
Procast CAE 시뮬레이션을 통해 금형 구조상의 핫스팟 구역과 용융물 관련 결함 분포를 구분할 수 있습니다. 금형으로 인한 기공은 일반적으로 중력 주조 금형 캐비티 형상의 예측된 핫스팟이나 배기 불량 위치에 집중됩니다.
금상 단면 검사를 통해 근본 원인을 구분하는 데 도움이 됩니다. 금형으로 인한 기포는 대부분 금형 벽면 근처에 위치하는 반면, 용융물 기원의 기공은 EV 구조 부품 주조 단면 내부에서 더 무작위적으로 분포하는 경향이 있습니다.
6.3 μm를 초과하는 금형 표면 거칠기 Ra는 미세 기포를 쉽게 가두게 됩니다. 연마 상태는 금형 가공 요인 중 하나이며, 알루미늄 합금의 탈기 성능을 개선한다고 해도 표면에서 기인한 산재된 주조 기공 결함을 해결할 수는 없습니다.
국부적인 저온 영역을 유발하는 금형 예열 불균형은 금형 열 시스템에 기인한 원인입니다. CPC(역압 주조) 금형 캐비티 내부의 온도 편차가 60 ℃를 초과하면, 원료의 수소 함량과 무관한 불규칙한 기공이 발생합니다.
용융 가공 매개변수를 무분별하게 조정한다고 해서 금형 구조적 기공을 해결할 수는 없습니다. 먼저 근본 원인 분류를 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 알루미늄 합금 주조 프로젝트에서 지속적인 기공 문제를 해결하지 못한 채 1.6~2.2 배치 분량의 생산 자원을 낭비하게 됩니다.
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자주 묻는 질문
Q: 전기차(EV) 부품 주조 기공 결함 중 금형 관련 요인이 차지하는 비율은 얼마입니까?
A: 기공 결함의 약 62 %는 금형과 관련된 구조적 원인으로 귀결됩니다.
Q: CPC 금형에서 가스 포집 기공을 유발하는 배기 면적 비율의 임계값은 얼마입니까?
A: 비율이 0.6 % 미만이면 용융물의 품질과 무관하게 높은 가스 포집 위험이 발생합니다.
Q: 중력 주조 금형에서 난류로 인한 기공이 발생하는 주입 속도의 임계값은 얼마입니까?
A: 0.45 m/s를 초과하면 알루미늄 용융물의 탈가스 수준과 관계없이 캐비티 내 공기가 유입됩니다.
Q: 금형에 의한 기공은 일반적으로 주조 단면의 어느 부위에 분포합니까?
A: 무작위적인 용융물 유형의 기공과는 달리, 대부분 금형 벽면 근처에 집중됩니다.
Q: 주조 금형에서 공기 흡입 위험을 유발하는 인서트 조립 간극 값은 얼마입니까?
A: 조립 간극이 0.20 mm를 초과하면 음압에 의한 공기 흡입 통로가 형성될 수 있습니다.
Q: 용융물의 탈기 성능을 개선하면 금형 구조로 인한 주조 기공 결함을 제거할 수 있습니까?
A: 아닙니다. 금형 기공은 금형 구조나 유지보수 방식의 조정이 필요합니다.
Q: 금형 캐비티 표면의 미세 기포 발생 위험을 높이는 표면 Ra 임계값은 얼마입니까?
A: 캐비티 Ra가 6.3 μm를 초과하면 산재된 표면 기공 발생 확률이 높아집니다.
