원심 주조 기술에 대한 최종 가이드: 원리/공정/산업 응용 분야 분석

원심 주조란 무엇인가요?

원심 주조는 회전 금형에서 발생하는 원심력(중력의 최대 150배)에 의해 액체 금속을 회전 금형에 붓고 고속(보통 250~1500r/min)으로 회전시켜 금형을 채우고 원심력의 작용으로 응고시켜 주물을 형성하는 액체 성형 공정입니다. 이 공정은 특히 선박 엔진 실린더 라이너, 항공 우주 고온 부품 및 기타 열악한 작업 조건의 제품 제조에 적합하며, 측정된 데이터에 따르면 원심 주조는 다음과 같은 이점이 있습니다. 알루미늄 부품의 인장 강도는 기존 모래 주조보다 25% 이상 높습니다.

원심 주조의 작동 원리

원심 주조 공정은 회전하는 고온 금형에 액체 금속을 주입하는 것으로 시작됩니다. 설계의 특정 요구 사항에 따라 금형을 수직 또는 수평으로 회전시킬 수 있습니다.

이 과정에서 원심력은 중력의 몇 배에 가까운 압력으로 액체 금속을 금형 내에 고르게 분산시킵니다. 이렇게 가해진 압력은 주물에 균열은 물론 미세한 결함이나 거시적 결함이 없도록 보장합니다. 이는 압력을 가하여 전체적인 제품 결함을 줄이는 기존의 다이캐스팅 공정과 매우 유사합니다.

금형이 채워지면 밀도가 높은 액체 금속이 회전하는 금형의 내벽에 밀려납니다. 또한 밀도가 높은 금속은 바깥쪽 방사형 중심에서 방향성 있게 응고되고 밀도가 낮은 물질과 불순물은 외경으로 떠오릅니다.

응고가 완료되면 전체 부품을 금형에서 제거한 다음 가공하여 부품 가장자리에 남아있는 불순물을 제거합니다. 최종 결과물은 내부 공극이나 기포가 없는 고품질 소재입니다.

금형이 준비되면 기본 원심 주조 공정의 간단한 단계는 다음과 같습니다:

1. 모든 주조 공정에서와 마찬가지로 첫 번째 단계는 금속을 녹는점 이상으로 가열하는 것입니다.
2. 두 번째 단계는 붓기 준비를 위해 금형을 회전하는 것입니다. 일반적으로 회전 속도는 분당 300~3000회이지만 실제 속도는 프로젝트의 특성에 따라 다릅니다.
3. 다음은 붓는 단계입니다. 이 과정은 비교적 간단하고 특별한 준비가 필요하지 않지만 금형이 회전하는 동안 붓는 작업이 이루어지기 때문에 각별한 주의가 필요합니다.
4. 주조가 완료되면 다음 단계가 자동으로 시작됩니다. 회전은 냉각 공정에 도움이 될 뿐만 아니라 주조 공정과 관련된 결함이 발생하지 않도록 금형에 충분한 압력을 생성합니다.
5. 냉각 후 다음 단계는 다른 주조 공정과 유사합니다. 회전 장치에서 금형을 제거하고 주물에서 재료를 제거하기만 하면 됩니다.
6. 마지막으로 최종 제품이 완성됩니다. 원심 회전은 재료의 불순물을 가장자리로 밀어내고 기계 가공을 통해 이러한 불순물을 제거하면 원하는 품질의 제품을 얻을 수 있습니다.

두 가지 유형의 원심 주조기

수직 원심 주조

주로 직경보다 작은 높이의 원형 주물 생산에 사용되며 때로는이 원심 주조기로 성형 주물을 부을 수도 있습니다..수직 주조기의 안정적인 설치로 인해 금속 타입뿐만 아니라 모래, 용융 주형 쉘과 같은 비금속 타입도 사용할 수 있습니다.

수평 원심 주조

주로 직경보다 큰 길이의 슬리브 및 튜브 주물 생산에 사용됩니다.

세 가지 유형의 원심 주조

유형학	제품 사례	닝보 헥신 공예 돌파구
진정한 원심 주조	디젤 실린더 라이너(HT300)	바이메탈 복합 주조 기술
반원심 주조	고속 레일 브레이크 디스크(ADI 소재)	흑연 냉철 여기 냉각 시스템
원심 분리	유압 밸브 본체(ZL104)	진공 보조 주조 기술

원심 주조의 특성

원심 주조의 장점::

(1) 원심 주조로 중공 회전체 주물을 생산할 때 코어, 주입 시스템 및 라이저를 생략 할 수 있습니다.
(2) 생성 된 원심력에서 액체 금속의 회전으로 인해 금속의 밀도는 외벽으로 밀려나고 가스의 밀도는 자유 운동의 자유 표면으로 슬래그, 외부에서 내부로 방향성 응고의 형성이므로 조건의 보완 수축, 조밀하고 우수한 기계적 특성의 주조 조직이 형성됩니다.
(3) 강철 부싱에서 구리 부싱의 얇은 층을 주조하는 것과 같이 "바이메탈" 부싱 및 타일의 주조를 용이하게하기 위해 더 비싼 구리를 절약 할 수 있습니다.
(4) 우수한 충전 용량.
(5) 주입 시스템 및 라이저의 소비 제거 및 감소.

원심 주조의 단점:

(1) 주물 내부의 자유 표면이 거칠고 치수 오차가 크며 품질이 좋지 않습니다.
(2) 고밀도 분리가 있는 합금(예: 납 청동)과 알루미늄 및 마그네슘과 같은 경합금에는 적합하지 않습니다.

애플리케이션 원심 주조

원심 주조는 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.파이프 및 튜브 주물 대량 생산이 제품은 철 파이프, 구리 부싱, 실린더 라이너, 바이메탈 스틸 백킹 구리 부싱, 내열성 스틸 롤러, 이음매없는 스틸 튜브 블랭크, 제지 기계 건조 드럼 등과 같은 다양한 제품을 생산하는 데 사용할 수 있으며 다음과 같은 용도로도 사용할 수 있습니다.휠 주물 생산펌프 휠 및 모터 로터와 같은 부품입니다.

원심 주조와 다른 주조 공정의 비교

캐스팅 방법	모래 주조	투자 캐스팅	금속 몰딩	고압 다이 캐스팅	저압 주조	원심 주조
적용 가능한 금속	임의로	제한 없는, 주로 주조 강철	제한 없는, 주로 비철 합금	알루미늄, 아연, 마그네슘 및 기타 저융점 합금	주로 비철 합금으로 주강 및 주철에도 사용됨	주로 주철 및 주강
다양한 캐스팅 품질 범위	무제한	일반적으로 다음보다 작습니다.25kg	주로 중소형 주물	일반적으로 다음보다 작습니다.10kg이 주물은 중간 크기의 주물에도 사용할 수 있습니다.	주로 중소형 주물	무제한
생산량	무제한	배치 및 대량 생산은 물론 단품 및 소량 생산도 가능합니다.	배치, 대량 제조	배치, 대량 제조	배치, 대량 제조	배치, 대량 제조
주조 치수 공차(mm)	100±1.0	100±0.3	100±0.4	100±0.3	100±0.4
주물의 표면 거칠기	더 거친	Ra25~Ra3.2	Ra25~Ra12.5	Ra6.3~Ra1.6	Ra25~Ra6.3	내부 표면의 거칠기
캐스트 상태의 캐스팅 그레인 구성	거친 곡물	거친 곡물	곡물	내부 모공이 많은 미세 입자	곡물
허용 오차(즉, 허용 오차)	가장 오래된	처리량이 적거나 처리하지 않음	few	처리량이 적거나 처리하지 않음	비교적 작은	내부 표면의 넓은 가공 여유
생산성(일반적인 기계화 수준)	낮음, 중간	낮음, 중간	중간 및 높음	최고	가운데	중간 및 높음
주물의 최소 벽 두께(mm)	3.0	일반적으로0.7	알루미늄2~3	0.5~1.0	평소2.0

자주 묻는 질문일반적인 문제

Q1: 가공할 수 있는 원심 주조 부품의 최대 크기는 얼마입니까?
지름 Φ2.5m × 길이 8m(단품 무게 20톤) → 지름 Φ2.5m × 길이 8m(단품 무게 20톤)

Q2: 원심 주조에서 분리 문제를 어떻게 해결하나요?
→ 추천 프로그램: 입양펄스 전자기장 + 그라데이션 냉각복합 프로세스

Q3: 소규모 시험 배치를 만드는 것이 경제적인가요?
→ 50개 미만의 모래 주조 권장, 금형 비용이 너무 높습니다.