커뮤니티

서울덕성기술학원은 항상 최고의 정보를 신속하게 여러분들께 전달합니다.

수강생전용자료

제목 제목기계제작법서브노트-제1장; 오타 교정
작성자 작성자서울덕성기술학원
작성일 작성일2006-06-19
내용 내용 제1장  목형 및 주조



cf) 주물 작업공정 및 제조공정

   모  형 --+

            +-- 주형 ⇒ 주조 ⇒ 형해체 ⇒ 모래 제거 ⇒주물

   주물사 --+



   - 비고: 주조 방안 결정 -> 모형(목형)제작 -> 주형제작 -> 용융금속 ->

           주입 -> 주물제품

         



1. 목형

(1) 목재의 수축 정도: 침엽수〈 활엽수, 심재 < 변재(백재)



[그림 - 교재 참조 ]



















(2) 목재의 수축 방지 조건

   ① 좋은 양질의 목재를 선택

   ② 장년기의 수목을 동기에 벌채할 것

   ③ 건조제 선택

   ④ 많은 목편을 조합해서 만들 것

   ⑤ 적당한 도장



(3) 목재의 건조법

   ① 자연 건조법 : - 야적법: 원목이나 큰 각재의 건조시 이용  

                    - 가옥적법: 판재나 할재를 건조할 때 이용

   ② 인공 건조법 : - 증재법: 스팀으로 건조하는 방법

                    - 침재법: 수중에 담갔다가 꺼내어 건조하는 방법

                    - 자재법: 용기에 넣고 쩌서 건조하는 방법



(4) 목재 방부법

   - 도포법: 목재 표면에 페인트 도포, 또는 크레졸유 주입

   - 자비법: 방부재를 끓여서 목재에 침투

   - 침투법: 염화아연, 유산동 흡수

   - 충진법: 목재에 구멍을 뚫어 방부재를 넣는다.



2. 목형의 종류

(1) 목형 종류 

   ① 현형: 실제 부품과 같은 형태

     - 단체목형: 간단한 주물(ex: 레버, 뚜껑)

     - 분할목형: 일반 복잡한 주물

     - 조립목형: 아주 복잡하고 대형인 주조 제작 (ex: 상수도 관의 밸브용)



[그림-교재 참조]







   ② 부분목형: 대칭이 되는 주물

   ③ 회전목형: 회전체(ex: 벨트 풀리, 단차)

   ④ 고르게목형: 가늘고 굽은 파이프

   ⑤ 골격목형: 대형 파이프, 대형 주물 등 주조 갯수가 적을 때

   ⑥ 코어목형: 코어 제작시 사용(ex: 수도꼭지. 파이프 등 속이 빈 중공물 제작)

   ⑦ 매치 프레이트 목형: 소형 주물을 대량 생산하고자 할 때 사용



[그림-교재 참조]







(2) 목형 재료의 구비조건

   ① 변형이 적다.

   ② 재질이 균일

   ③ 가공이 쉽다.

   ④ 내구성이 클 것

   ⑤ 가격(경제성)이 저렴할 것



(3) 목형 제작시 유의사항

   ① 수축여유: 수축에 대한 보정량 (알루미늄: 1m당 20mm수축)

      cf) 현도: 주물자를 이용하여 그린 그림

   ② 가공여유: 주물의 표면을 정밀도에 따라 절삭가공 할 경우의 여유량

   ③ 목형구배여유: 목형을 쉽게 빼기 위해

   ④ 라운딩: 목형의 모서리 부분을 둥글게 하여 결정을 균일하게 성장

   ⑤ 덧붙임: 목재의 변형을 막기 위해

   ⑥ 코어 프린트: 코어시트를 만들기 위한 목형의 돌기부

     cf) 목형 제작시 주물자를 사용하는 이유: 쇳물이 굳을 때 수축하기 때문이다.



 * 주물 금속의 중량 계산 식



   W_m / W_p = S_m / S_p 



    W_m, S_m: 주물의 중량(질량) 및 비중, W_p, S_p: 목형의 중량 및 비중



(4) 목형의 착색 구분

   ① 주물의 흑색 부분을 칠하지 않는다.

   ② 다듬질 면: 적색 래커칠

   ③ 잔형 및 잔형 접촉부: 황색 래커칠

   ④ 코어 프린트 부분: 흑색 래커칠



3. 주조

(1) 주물사

1) 주물사 구비조건

   - 성형성이 좋을 것

   - 적당한 강도를 가질 것

   - 내화성이 클 것

   - 화학적 변화가 없을 것

   - 통기성이 좋을 것

   - 보온성이 있을 것

   - 아름답고 매끈한 주물 표면이 얻어질 수 있을 것



2) 주물사의 주성분: 석영, 장석, 운모, 점토





3) 배합제 

   ① 당밀, 유지, 인조수지: 통기성 증가, 주형 표면을 경화- 주형 파손에 따른 

      용융금속의 혼입 방지 

   ② 톱밥, 볏짚, 왕겨, 수모, 마분: 균열 방지, 통기성 양호

   ③ 흑연, 석탄, 코우크스 : 주물 표면을 깨긋하게

   ④ 점토: 성형성, 통기성 증가, 점결성 향상



4) 주물사의 종류

   ① 주철용 주물사: - 생사 (산모래, 바닷모래-신사)

                      - 건조사(규사) ⇒ 대형주물, 고급주물에 사용

   ② 주강용 주물사: - 규사(Si0₂) + 점토로 배합

                      - 내열성, 통기성, 수축성 우수

   ③ 비철 합금용 주물사: 생사+점결제

   ④ 코어용 주물사: 하천사 6% + 고사 4%에 소량의 점토 내열, 내압, 통기성 우수

   ⑤ 바닥모래: -생사와 묵은 모래를 혼합하여 사용

   ⑥ 표면사: 주물사가 닿는 부분에 사용하는 모래 주물 표면을 깨끗하게 한다.

   ⑦ 분리사 : 위, 아래 주형상자 사이에 경계면에 점토분이 없고 건조된 새 모래를

               뿌린다.



5)주물사 시험법 

   ① 수분 함류량 = {시료무게(g)-건조무게(g)}/{시료무게(g) } x 100 (%)

   ② 입도: 모래 입자의 크기를 mesh로 표시

      - 입도(%)= 체 위에 남아 있는 모래의 무게(g)/시료의 무게(g)X100

      - mesh: 길이 1inch 내에 있는 체의 눈 수

   ③ 통기도: 시험편을 통기도 시험기에 넣어 일정 압력으로 한 쪽에서 2000cc의 

              공기를 보낼 때 일어나는 공기압력의 차이와 그 시간을 측정



      - K=Qh/PAt [cm/min]



        Q: 시험편을 통과한 공기량(2000cc), h: 시험편의 높이(cm), 

        P: 공기압력(수주의 높이: cmAq), A: 시험편의 단면적(cm^2)

        t: 통과시간(min)



   ④ 강도: 인장강도, 압축강도, 전단강도, 굽힘강도 등

   ⑤ 내화도: 용융온도와 소결도를 측정

      - 내화도 측정법: 소결내화도법, Seger cone 법



(2) 주형제작 

1) 주형상자에 따른 분류

    - 바닥 주형법: 바닥 모래에 목형을 넣고 다져 주형을 만드는 방법

    - 혼성 주형법: 모래 바닥과 주형상자를 써서 주형을 만드는 방법

    - 조립 주형법: 주형 도마 위에 주형상자를 2개 또는 3개를 겹쳐 놓고 주형을

                   만드는 방법



[그림-교재 참조]







2) 주형 상자를 이용한 주형제작법

   ① 졸트법: 압축 공기를 이용하여 주형상자를 상하로 진동시켜 제작

   ② 스퀴이즈법: 주물상자를 위로 들어올려 상부의 헤드에 의해 제작

   ③ 슬링거법: 회전 impeller에 의해 주형상자에 고르게 투사 시켜 제작

   ④ blow법 : 코어를 제작할 때 이용

   ⑤ strip법 : 주형 상자에서 모형을 뽑아 주형상자를 위로 밀어 올리는 방법

   ⑥ draw법 : 분리시키는 방법 -> 모형을 위로 뽑는 방법



3) 주형 각부의 제작요령

   ① 다지기: 주형을 다지는 것

   ② 가스빼기: 주형 중의 공기, 가스 및 수증기를 배출공을 통하여 배출시키는 구멍

   ③ 탕구계: 주형에 쇳물을 주입하기 위해 만든 통로

      - 구성요소: 쇳물받이, 탕구, 탕도, 주입구 등

      - 탕구비 =  탕구봉의 단면적/쇳물통로 단면적(탕도 단면적) 

   ④ 압상력: 주물 상자가 뜨는 것을 방지하기 위해 중추(weight)를 올려 놓는다. 

      - 중추는 압상력의 3배

      - 쇳물의 압상력: P=AHr[kg], A: 주물을 위에서 본 면적, 

        H: 주물 표면에서 주입구 표면까지 수직 거리, r: 주입 금속의 비중량

      - 코어를 포함하고 있을 때 압상력

        P=AHr + 3/4Vr , V: 코어의 체적

   ⑤ 덧쇳물(feeder): 쇳물 부족 보충-압탕, 라이저(riser) 등도 같은 역할

      - 주형내에 쇳물에 압력을 준다.

      - 금속 응고시 수축으로 인한 쇳물 부족 보충

      - 불순물과 용재의 일부를 밖으로 밀어낸다.

      - 주형내의 공기 제거, 주입량도 알 수 있다.

   ⑥ 플로우 오프(flow off): 

      쇳물 관찰이 주 목적, 가스뽑기 역할-주형에서 높은 곳, 탕구에서 먼 곳에 설치   



[그림-교재 참조]











(3) 금속의 용해로

     - 용광로의 성능: ton/day-철광석을 용해시켜 선철을 얻음

     - 큐우폴라: ton/hr-주철 용해로

     - 도가니로: 1회 용해할 수 있는 금속의 중량을 번호로 표시-경합금, 동합금,

                 합금강 등의 용해

     - 전기로: ton/rev(rev; 1회 장입량)-제강, 특수주철 용해

     - 평로: ton/rev-선철, 고철 용해

     - 전로: ton/rev-주강 용해

     - 반사로: ton/rev-가단 주철 용해



(4) 주물의 결함 원인 및 방지

     - 준비의 소홀: 치수 불량

     - 주입시 생기는 불량: 기공발생, 이 물질 제거

     - 냉각, 응고시에 생기는 결함: 주물 표면 불량, 기공, 수축공, 변형, 균형, 편석 

   ① 수축 구멍

      방지법 - 쇳물 아궁이를 크게

             - 덧쇳물을 붓는다.

             - 냉각쇠를 사용한다.

   ② 기공: 주형내의 가스가 외부로 배출되지 못해 기공 발생

             - 쇳물주입 온도를 필요 이상으로 높게 하지 말 것

             - 쇳물 아궁이를 크게 할 것

             - 통기성을 좋게 할 것

             - 주형의 수분 제거

   ③ 편석: 불순물이 있을 때 발생

             - 주물 한 곳에 한 성분이 집중되어 불균일하게 분포되는 현상

             - 비중 차이에 의해 경계가 발생되는 현상

             - 처음 생긴 결정 후에 생긴 결정에 경계가 발생하는 현상

   ④ 균열: 응고 할 때 내부 응력에 의해 주물에 금이 간다.

             - 각 부분의 온도 차이를 적게 할 것

             - 주물을 급냉 시키지 않을 것

             - 주물의 두께 차이를 갑자기 변화시키지 않을 것

             - rounding 할 것

   ⑤ 치수 불량

             - 주물자 선정 불량

             - 목형의 변형

             - 코어의 이동

             - 주형상자의 불일치



(5) 주조법의 종류(특수주조법)

1) 다이 캐스팅: 복잡한 주물, 대량생산 주물 가능

    - 표면이 깨끗하고, 정밀도가 높다.

    - Al, Zn, Sn

    - 용해된 금속을 금형에 고압으로 주입



2) 원심 주조법: 주형을 고속 회전시켜 원심력에 의해 중공 주물을 만든다.

    - 용도: 파이프, 피스톤링, 실린더 라이너 등의 대량 생산 가능



3) 셸몰드법: 규소(Si) 모래, 열 경화성의 합성 수지를 배합한 분말을 가열된 금형에

             뿌려서 주형을 만든 것으로 빠른게 대량으로 주물을 생산할 수 있다.



4) Investment casting: 치수가 매우 정확하며, 표면이 깨끗하고, 복잡한 형상을 만들기 쉽다.

    - 모형을 왁스(wax) 또는 파리핀으로 제작



5) 이산화 탄소법: 규사 + 규사 나트륨의 혼합-복잡한 형상의 코어 제작에 적합



6) 진공 주조법: 고급 재질이 요구되는 강의 주조에 적합-베어링강, 공구강, 스테인레스강 등



7) 칠드(chilled)주조법(냉간주조법): 사형, 열도전율이 큰 급냉으로 주형을 완성하여 주조한다.

    - 특별한 기계적 성질을 가진 주철 주물을 얻고자 할 때



(6) 도장

1)역할

   ① 주물사 중의 수분 흡수에 의한 목형의 변형을 방지하고

   ② 주물사의 분리가 잘 되도록 하기 위해



2) 도료의 조건

   ① 피막이 얇을 것

   ② 정밀도에 손상을 주지 말 것

   ③ 표면이 매끈 할 것

   ④ 주물사의 분리가 잘 될 것 
목록
수정 삭제
이전글

기계제작법서브노트-제2장; 오타 교정

 다음글

기계제작법서브노트-제1장; 오타 교정

1:1 문의

닫기
받는이 받는이webmaster@duck-sung.co.kr
이름 이름
이메일 이메일
제목 제목
파일첨부 파일첨부
내용 내용
자동등록방지
자동등록방지 숫자를 순서대로 입력하세요.
※ 문의주신 내용에 답변은 이메일로 발송됩니다.
TOP