금형 제조 - 절강 닝보 헥신은 저압 주조, 중력 주조, 다이캐스팅 금형 제조, 알루미늄 주조 공장에 중점을 둡니다.

(고압 다이캐스팅, 중력 주조, 저압 주조) 압력 금형 제작이란 무엇입니까?

고압 다이캐스팅, 중력 주조 및 저압 주조 압력 금형 제조는 기본적으로 금속 액체가 캐비티를 채우는 역학 및 방식에 따라 다양한 주조 공정에 맞게 고정밀 금속 캐비티 도구를 맞춤화하는 프로세스입니다. 그중에서도고압 다이 캐스팅금형은 매우 높은 사출 압력과 빠른 충진 속도에 노출되며, 일반적으로 정밀 이젝터, 코어 추출 및 냉각 시스템을 갖춘 고강도 열간 가공 금형강으로 제작되어 수명을 보호하고 밀리초 단위로 충진 시 열을 방출하도록 설계됩니다;중력 주조이 금형은 액체 금속의 자체 중량 충진에 의존하며, 상대적으로 단순화된 구조로 합리적인 배기 및 순차적 응고 설계와 더 넓은 재료 선택에 중점을 둡니다;저압 주조금형은 밀폐되고 단열된 주입 시스템과 밀접하게 통합되어 저압 가스 하에서 공작물이 아래에서 위로 원활하게 채워지며, 금형 설계는 수직 방향 응고 및 수축 채널에 특히 중점을 두고 있습니다. 동력원은 다르지만 세 가지 유형의 금형 모두 캐비티 치수의 높은 정확도, 우수한 이형 각도 및 코팅 처리를 위해 설계되어 압력, 저압 또는 무압 상태에서 주물이 조밀하게 포장되고 명확하게 정의되도록 보장합니다.

1. 디자인 및 검토3D/2D 그래픽 디자인

다이캐스팅 금형 제조는 제품 도면 분석과 금형 흐름 검토로 시작됩니다. 엔지니어는 먼저 다이캐스팅의 벽 두께, 이형 경사, 예각 구조를 확인하여 수축, 갇힌 공기, 충진 불량 등의 잠재적 위험을 파악합니다. 그 후 금형 유동 분석을 수행하여 초당 수십 미터의 고속으로 알루미늄 또는 아연 액체가 캐비티에 채워지는 전체 과정을 소프트웨어로 시뮬레이션하여 갇힌 공기의 위치와 응고 순서를 예측하고 게이트의 위치, 게이트웨이의 단면적, 오버플로 채널의 레이아웃을 최적화합니다. 구조 설계 단계에서는 분할 표면을 결정하고, 주입/배출 시스템을 설계하고, 냉각 채널을 배치하고, 슬라이드 코어 추출 및 배출 메커니즘 계산을 완료합니다. 3D 금형과 2D 부품 도면의 최종 출력물은 후속 재료 준비 및 기계 가공을 위한 정확한 기반을 제공합니다.

서비스 문의하기

2. 재료 및 러프닝금형 코어 황삭

이 단계의 핵심은 적격 금형 블랭크를 확보하는 것입니다. 금형 프레임은 일반적으로 표준 크기로 구매하며, 고온의 금속 유체와 직접 접촉하는 금형 너트(캐비티/코어)에는 H13, SKD61 또는 8407과 같은 열간 가공 금형강이 사용됩니다. 강철 내부 조직의 밀도와 등방성을 개선하기 위해 블랭크는 세 방향으로 단조되어야 하며, 이는 금형의 조기 균열을 방지하기 위한 핵심 사전 공정입니다. 황삭 가공은 일반 밀링 머신 또는 황삭 프레임 머신에서 수행되어 다량의 잔재물을 신속하게 제거하고 한쪽에 0.5-1mm의 정삭 여유를 남깁니다. 그 후 진공 열처리 : 담금질 + 고온 템퍼링이 수행되어 금형 커널의 경도가 HRC 48-52에 도달합니다. 열처리는 필연적으로 변형과 산화 된 피부를 가져 오므로 금형 제조 공정의 철칙 인 마무리 공정 전에 순위가 매겨집니다.

서비스 문의하기

3. 마감 및 특수 가공열처리 후 정밀 밀링

금형 커널은 열처리를 통해 강화 된 다음 마무리 단계에 들어갑니다. 고속 CNC는 절단면, 캐비티 윤곽, 슬라이드 홈 등의 정밀 밀링을 수행하며 절단 공차는 0.1-0.2mm로 균일하게 제어됩니다.CNC 도구로 접근 할 수없는 깊은 홈, 좁은 슬릿, 오목한 텍스트 또는 날카로운 모서리의 경우 EDM이 사용됩니다 : 흑연 또는 구리 전극을 사용하여 파라핀 매체에서 펄스 방전하여 전극의 모양을 역으로 복제하고 치수 정확도는 최대 ± 0.005mm가 가능하며 이젝터 핀 구멍은 최대 ± 0.005mm입니다, 틸트 탑 구멍 및 게이트 슬리브 장착 구멍은 저속 공급 와이어 절단으로 완성됩니다. 이 단계의 마지막에는 표면 질화(가스 질화 또는 이온 질화)를 수행하여 수 미크론에서 수십 미크론의 경화 층을 형성하여 금형의 Al/Zn 융착 마모에 대한 저항성을 높입니다. 고급 금형은 옵션으로 PVD 코팅을 통해 마찰을 더욱 줄일 수 있습니다.

서비스 문의하기

4. 조립 및 시운전금형 맞춤 금형

부품이 처리되어 클램프 조립 공정으로 전송됩니다. 첫 번째 작업은 (플라이 몰드)로 연구하는 것입니다 : 적색 단으로 코팅 된 금형 커널 이별 표면과 금형 압력의 다른 쪽에서 접촉 지점의 분포 밀도를 관찰하고 위의 85%의 이별 표면 맞춤률이 될 때까지 반복적으로 삽 긁기 수리를하여 다이캐스팅 플라이 엣지 파이가 근본적인 보증을 앞당기는 것을 방지하는 것입니다. 이후 이젝터 플레이트, 리셋 레버, 스프링, 슬라이더 및 경사 가이드 컬럼을 조립하고 유압 코어 실린더에 연결하고 냉각수 회로를 설정하고 하나씩 압력 누출 테스트를 수행합니다. 테스트 금형은 테스트 링크의이 단계입니다 : 금형을 다이캐스팅 기계로 들어 올리고, 고속 / 저속 전환 지점, 부스트 압력, 스프레이 시간, 금형 온도 등 수십 개의 매개 변수를 디버깅합니다. 첫 번째 완성된 주물이 금형에서 배출되면 디자인 아이디어가 처음으로 현실로 전환됩니다.

서비스 문의하기

5. 수락 및 배송치수 검사, 배송 전 유지 보수

테스트 금형 조각은 스프 루를 제거하고 샌드 블라스팅을 한 후 검사실로 들어갑니다. 좌표 측정기는 주요 설치 치수, 조립 구멍 간격, 형태 및 위치 공차를 실물 크기로 스캔하고 FAI(초도품 검사 보고서)를 생성합니다. 동시에 금형 재료 인증서, 열처리 곡선 기록 및 경도 테스트 데이터도 제공합니다. 고객은 일반적으로 소량 조립 시험 생산을 위해 샘플 부품을 공장으로 가져와 실제 일치 효과의 가공 및 조립 조건에서 주물을 검사하기 위해 공장으로 다시 가져 오도록 요청합니다. 입자의 외관이 필요한 경우 반복 디버깅 중에 입자 표면이 마모되는 것을 방지하기 위해 시험 금형을 통과 한 후 에칭 / 필링 처리가 수행됩니다. 납품 전에 금형은 녹에 대해 철저히 처리되고 캐비티는 오일로 청소되고 계약에 따라 예비 부품 패키지 (이젝터 핀, 씰, 리셋 스프링)가 부착되며 금형은 적합성 인증서 및 검사 보고서와 함께 상자에 포장되어 배송됩니다.

서비스 문의하기

금형 제조 역량 및 설비

허신 성형사는 다음을 갖추고 있습니다.금형의 자체 설계, 자체 제조, 자체 조립 및 시운전전 과정에 걸친 역량을 갖추고 있어, 외주 없이도 금형강 블랭크부터 합격된 시제품 납품에 이르는 전체 제조 공정을 완수할 수 있습니다. 금형 작업장에는 CNC 가공 센터, EDM 방전 가공기, 저속 와이어 커팅기, 금형 조립기 등 핵심 장비가 구비되어 있어,고압 다이캐스팅 금형, 저압 주조 금형, 중력 주조 금형세 가지 공법 유형에 따른 금형 제작, 금형 개발 기간은 15~40일이며, 시운전 및 수정 횟수는 2 라운드 이내.

자체 생산의 장점:외부 금형 업체에 비해 자체 금형 제작을 통해 설계 단계와 제조 단계 간의 정보 손실을 해소할 수 있으며, 금형 최적화 및 반복 주기를 50% 이상 단축할 수 있습니다. 또한 금형 수리 대응이 더욱 신속하여, 일반적인 금형 수리는 24시간 이내에 완료할 수 있어 고객의 생산 중단 시간을 최소화합니다.

세 가지 주조 공정에 따른 금형 제작 비교

다이캐스팅 금형 제조

금형 재료H13 / SKD61 / 8407

열처리 경도HRC 48~52

금형 캐비티 정밀도±0.01 mm

표면 처리이온 질화 / PVD 코팅

금형 수명8만~15만 사이클

제조 주기25~40일

다이캐스팅 금형은 50~100 m/s의 고속 용융 금속의 충격을 견디고 ≥70 MPa의 사출 압력을 견뎌야 하므로, 금형강에 대한고온 강도, 내열 피로성 및 내용융성요구 사항이 가장 까다롭습니다. 소재는 3방향 단조 + 진공 열처리(담금질 + 다회 고온 템퍼링)를 거쳐 잔류 오스테나이트를 제거하고 조직의 균일성을 확보해야 합니다. 정밀 가공 후에는 가스 연질 질화 또는 이온 질화 처리를 통해 0.1~0.3mm의 경화층을 형성하며, 고급 금형의 경우 PVD 코팅(CrN / AlCrN)을 적용하여 용융 알루미늄의 부착 경향을 줄입니다.

저압 주조 금형 제조

금형 재료H13 / QT500-7 구상주철

열처리 경도HRC 44~48

금형 캐비티 정밀도±0.03 mm

표면 처리가스 연질 질화

금형 수명3만~5만 사이클

제조 주기20~30일

저압 주조 금형이 견디는 압력(0.02~0.3 MPa)은 다이캐스팅보다 훨씬 낮지만, 주입관과 보온로와 정밀하게 연동되어야 한다. 금형 제조의 핵심은게이트 삽입부와 액체 상승관의 접합부 밀봉 결합노래로 응답구획별 냉각/가열 채널 가공——각기 다른 구역에 독립적인 수냉 및 전기 가열 회로를 설치하여 금형 온도 분포를 정밀하게 제어함으로써, 주조품이 수직 방향으로 순차적으로 응고되도록 보장합니다. 바닥판과 측면 금형에는 일반적으로 비용과 열피로 성능을 모두 고려하여 구상 흑연 주철 QT500-7이 사용됩니다.

중력 주조 금형 제조

금형 재료QT500-7 / HT250

열처리 경도HRC 40~45

금형 캐비티 정밀도±0.02 mm

표면 처리금형 코팅 / 국부 질화

금형 수명2~10만 사이클

제조 주기15~25일

중력 주조 금형은 외부의 압력을 받지 않으므로, 금형강에 요구되는 고온 강도 기준이 상대적으로 낮고, 재료 선택의 폭이 더 넓습니다. 주철(QT500-7 / HT250)만으로도 대부분의 용도에 충분합니다. 제조 시 중점을 두어야 할 점은분형면의 연마 정밀도노래로 응답모래 코어 위치 결정 구조——금형과 수지 모래 코어를 함께 사용할 경우, 금형에 정밀한 모래 코어 위치 고정부와 배기 통로(배기 홈 깊이 0.3~0.5mm)를 가공하여, 금형 합치 시 모래 코어의 위치가 정확하고 주입 과정에서 가스가 원활하게 배출되도록 해야 합니다.

금형 재료 선정 및 열처리 규격

금형 재료의 선택은 금형 수명, 주조품 품질 및 제조 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 허신은 주조 공정 유형과 제품 생산량에 따라 다음과 같은 금형 재료 방안을 권장합니다:

재료 등급	적용 공정	담금질 온도	템퍼링 온도	사용 경도	금형 수명 참고 사항	재료 특성
H13 (4Cr5MoSiV1)	다이캐스팅, 저압	1020~1050°C	560~600°C × 2~3회	HRC 48~52	8만~15만 사이클	고온 강도가 뛰어나며, 내열 피로성이 우수하고, 담금질 침투성이 높음
SKD61	다이캐스팅, 저압	1020~1050°C	550~620°C × 2~3회	HRC 46~50	6만~12만 사이클	일본 JIS 표준으로, H13과 성능이 유사하며, 인성이 약간 더 우수함
8407 (ASSAB)	다이 캐스팅	1020~1050°C	560~600°C × 2~3회	HRC 48~52	10만~18만 사이클	스웨덴의 ‘일승백’, 순도가 높고 열균열 저항성이 업계 최고 수준
QT500-7 구상주철	저압, 중력	860~900°C 정상화	550~600°C 템퍼링	HRC 25~35	2~5만 사이클	원가가 낮고, 자가 윤활성이 우수하며, 중소량 생산에 적합합니다.
HT250 회주철	중력	—(주조 상태 사용)	500~550°C에서 응력 제거	HB 190~240	1~3만 사이클	비용이 가장 저렴하고 진동 흡수 성능이 우수하며, 소량 생산 및 시제품 제작에 적합합니다.

금형 제조 핵심 설비 및 가공 능력

고속 CNC 머시닝 센터

고정밀 CNC 머시닝 센터 2대를 갖추고 있으며, 스핀들 회전 속도는 12,000 rpm, 이동 범위는 800×500×500 mm이며, 금형 캐비티의 정밀 밀링 가공이 가능하며, 분할면의 가공 정밀도는 ±0.01mm, 표면 거칠기는 Ra 0.8μm까지 달성할 수 있습니다.

EDM 방전 가공기

여러 대의 EDM 공작 기계는 CNC 공구로 가공할 수 없는 깊고 좁은 홈, 오목한 문자, 예각 등의 부위를 가공하는 데 사용됩니다. 흑연/구리 전극을 이용한 펄스 방전 가공 방식을 채택하여 치수 정밀도 ±0.005mm를 달성하며, HRC 48~52의 경화 금형강을 가공할 수 있습니다.

저속 와이어 절단기

에지 핀 구멍, 경사 에지 핀 구멍, 게이트 삽입구 장착 구멍 등 고정밀 관통 구멍 가공에 사용되며, 가공 정밀도는 ±0.003mm, 표면 거칠기는 Ra 0.4μm로, 에지 핀과 에지 핀 플레이트 간의 맞물림 간극을 0.01~0.02mm 이내로 유지할 수 있습니다.

금형 조립기 및 금형 시험 장비

금형 조립(플라잉 몰드)을 위해 금형 조립기를 갖추고, 적색 염료 현상법을 통해 분형면의 밀착률을 검사하며, ≥85% 이상이어야만 검수할 수 있다. 금형 제작이 완료되면 즉시 허신(贺鑫)의 자체 주조 공장으로 이관되어 시운전을 진행하며, 시운전 → 수리 → 재시운전의 폐쇄형 공정을 24시간 이내에 한 차례 완료할 수 있습니다.

금형 품질 검사 및 인수 기준

허신은 엄격한 금형 검사 절차를 시행하여, 납품되는 모든 금형이 다음의 핵심 품질 지표를 충족하도록 보장합니다:

검사 항목	검증 방법/도구	접수 및 검사 기준	검사 시기
금형 캐비티 치수 정밀도	3축 측정기(CMM)	중요 치수 ±0.01mm, 비중요 치수 ±0.05mm	정밀 가공 후, 시운전 후
분형면 밀착률	홍단 현상 + 금형 압착기 압력 가하기	밀착률 ≥85%, 관통성 틈새 없음	조립 및 정밀 조립 단계
송곳/슬라이더 운동	수동 밀기·당기기 + 금형 합착 동작 테스트	운동이 매끄럽고 걸림이 없으며, 밀어 올리는 거리가 도면과 일치합니다.	조립이 완료된 후
냉각수 통로의 밀폐성	수압 시험 (작동 압력의 1.5배)	30분간 압력 유지 시 누출 및 압력 강하 없음	조립이 완료된 후
금형 경도	리히트하르트 경도계 / 로크웰 경도계	공정 요구 사항 충족 (HRC 48~52 또는 HRC 40~45)	열처리 후, 정밀 가공 전
시제품 치수	3차원 전체 치수 스캔 + FAI 보고서	중요 치수는 도면 공차 범위 내에 있으며, Cpk ≥ 1.33	시운전 후
표면 질화층	금상 현미경 / 현미경 경도계	질화층 깊이 0.1~0.3mm, 표면 경도 ≥HV 900	질화 처리 후
예비 부품 키트의 완전성	목록을 항목별로 확인	핀, 씰, 복귀 스프링 등은 계약서 목록에 따라 구성됩니다.	인도 전

금형 제조 시 흔히 발생하는 기술적 문제

Q: 금형 수명이 짧고 균열이 생기기 쉬운 이유는 무엇입니까? 금형 수명을 연장하려면 어떻게 해야 합니까?

금형의 초기 균열이 발생하는 일반적인 원인은 다음과 같습니다. ① 금형강이 3방향 단조를 거치지 않은 경우 — 이는 가장 중요한 선행 공정으로, 3방향 단조를 통해 주조 조직 내의 탄화물 편석을 제거하고 재료의 등방성을 확보할 수 있습니다. 단조를 거치지 않은 금형강은 열 사이클 하에서 그물 모양의 균열이 발생하기 매우 쉽습니다. ② 부적절한 열처리 공정 — 담금질 냉각 속도가 너무 빠르거나 템퍼링이 불충분하여 잔류 응력이 과도하게 발생함; ③ 금형 예열 부족 — 차가운 금형이 고온의 알루미늄 용융물(680~750°C)과 직접 접촉하여 순간적인 온도 차가 너무 커져 열충격이 발생함. 허신의 대응 조치: 금형강 블랭크 100%는 3방향 단조용 소재로, 진공 열처리 후 2~3회의 고온 템퍼링을 실시하며, 매 템퍼링 후 실온까지 자연 냉각시킨 뒤 다음 단계를 진행하여 잔류 오스테나이트가 충분히 변태되도록 보장합니다; 생산 시 금형을 180~250°C까지 예열한 후에만 주입한다.

Q: 다이캐스팅 금형과 저압 주조 금형을 함께 사용할 수 있나요?

두 금형을 직접 공용할 수 없는 이유는 두 금형의 하중 조건과 접합 구조가 완전히 다르기 때문입니다. 다이캐스팅 금형은 ≥70 MPa의 사출 압력과 고속 금속 용융물의 충격을 견뎌야 하므로, 금형 벽 두께와 지지 구조가 저압 금형보다 훨씬 견고합니다. 저압 주조 금형의 경우, 베이스 플레이트에 용액 상승관 연결부 및 밀봉 구조를 가공해야 하며, 금형의 냉각/가열 회로 설계도 저압 공정의 저속 주입 및 순차적 응고 요구 사항에 맞춰져 있습니다. 그러나 동일한 제품의 다이캐스팅 금형과 저압 주조 금형은금형 캐비티의 형상동일한 3D 모델을 기반으로 설계할 수 있어 중복 모델링 작업량을 줄일 수 있습니다. 고객이 당분간 어떤 공정을 선택할지 결정하지 못한 경우, 허신은 먼저 CAE 시뮬레이션을 통해 두 공정의 타당성을 평가한 후 최종 금형 제작 방안을 결정할 것을 제안합니다.

Q: 금형 개발 기간은 얼마나 걸리나요? 급행 처리가 가능한가요?

표준 소요 기간: 다이캐스팅 금형 25~40일, 저압 주조 금형 20~30일, 중력 주조 금형 15~25일. 긴급 제작 방안은 표준 기간을 기준으로 30% 단축할 수 있으나, 다음 조건을 충족해야 합니다: ① 제품 설계가 확정되어 있으며, 도중 변경은 불가함; ② 금형 재질에 재고가 확보되어 있어(예: H13 일반 규격), 제철소의 생산 일정을 기다릴 필요가 없음; ③ 허신(贺鑫)의 현재 생산 능력에 여유가 있어야 합니다. 긴급 제작 금형의 열처리 공정은 단축할 수 없으며(담금질+템퍼링 주기는 고정), 단축 가능한 부분은 주로 설계 검토 및 CNC 가공 일정 수립 단계입니다. 고객님께서는 제품 설계를 확정하신 후 가능한 한 빨리 금형 제작을 시작하시고, 충분한 시운전 및 수정 시간을 확보하시기 바랍니다.

Q: 허신의 금형 보증 정책은 어떻게 되나요? 금형 수리는 어떻게 처리되나요?

허신은 자사가 제조한 금형에 대해 다음과 같은 서비스를 제공합니다.평생 기술 지원, 보증 기간 내(일반적으로 금형 수명의 50% 또는 12개월 중 먼저 도래하는 시점까지) 재료 및 제조 공정으로 인한 금형 결함에 대해서는 무상 수리를 제공합니다. 보증 기간이 지난 후의 수리는 실제 작업 시간과 자재 비용에 따라 요금이 부과됩니다. 금형 수리는 허신(贺鑫)이 자체 제조를 통해 확보한 중요한 강점입니다. 일반적인 금형 수리(예: 이젝터 핀 교체, 냉각수 통 청소, 경미한 마모 복구)는 24시간 이내에 완료되며, 캐비티 용접 보수 등 대규모 수리는 3~5 영업일이 소요됩니다. 고객의 부적절한 조작으로 인한 금형 손상(예: 금형 충돌, 예열 누락으로 인한 균열)의 경우, 허신은 우선 수리 채널을 제공하지만 유료로 처리됩니다.