모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!

① 용해 효율

② 금속의 조성과 용융온도

③ 시설투자 비용

④ 기본 작업내용

⑤ 유지 및 보수내용

① 수축여유

② 기계가공 여유

③ 인발구배

④ 필렛과 라운딩

⑤ 코어프린트의 위치와 크기

발생원인 :

① 용탕의 주입불량 : 용탕에 가스가 다량 함유되었거나 주입 시에 공기가 혼입된 경우

② 주형의 코어 불량 : 주형이나 코어에서 가스 발생이 많은 경우 또는 통기성이 나쁜 경우

③ 용탕경계(Cold Shut)에 의한 가스구멍

방지대책 :

① 주형에 충분한 배기공을 설치하고 탕구방안을 개선한다.

② 주형을 충분히 건조하여 주물사의 수분함량을 조절한다.

③ 탕도의 높이를 조절하고 압탕에 의한 용융금속에 충분한 정압을 가한다.

④ 용해온도를 너무 높게하지 않는다.

⑤ 장입재료의 관리하여 질소(N₂), 수소(H₂) 등 가스의 양을 감소시킨다.

① 포러스 플러그법

② 플런징법

③ 치주법

④ 캔디법

⑤ 표면첨가법

CO₂ 조형법

건조된 주물사에 점결제로 3 ~ 6% 정도 규산소다를 첨가하고 혼련 및 조형한 후 조형에 CO₂가스를 취입 경화시키는 방법

CO₂ 조형법 특징

① 주형이 단단하여 운반이 용이

② 코어의 보강재와 코어메탈 등을 생략이 가능

③ 손조형이나 기계 조형에도 이용이 가능

접종의 정의

주조 직전에 주철 용탕에 Si, Fe-Si, Ca-Si 등 접종제를 첨가하여 공정흑연의 핵을 제공하고 흑연화를 촉진, 구상화함으로써 주물의 성질을 개선하는 방법

접종제를 처리 목적

① 조직의 개선

② 기계적 성질 향상

③ 냉금방지

④ 가공성향상

⑤ 질량효과 개선

페이딩 현상

접종제를 용탕에 넣고 주조되지 않은 상태로 장시간 방치하면 접종효과가 사라지는 현상

​

① 질소(N₂) 또는 아르곤(Ar)가스 등의 불활성가스를 잘 건조시켜 용융금속에 취입한다.

② 염소(Cl₂)가스를 용융금속에 취입

③ 한번 응고시킨 후 신속하게 재용해 한다.

④ 진공 또는 불활성 가스 중에서 용해한다.

⑤ 용융금속에 초음파 진동 부여

1. 수직 인출식

2. 굴곡 정직식

3. 곡면 주형식

특징

① 탕구비가 주철에 많이 쓰이는 1 : 0.75 : 0.5 또는 1 : 2 : 1 정도로 주입구의 면적이 탕구보다 크지 않다.

장점

① 주입속도 조절이 가능

② 압력이 일정하여 각 주입구로부터 유입량이 일정

③ 비가압 탕구계보다 주물의 주조 실수율이 향상

단점

① 공기의 혼입, 협잡물의 발생

② 주형의 침식

③ 주형공간에서의 난류발생(가스 혼입)

① 압탕부에 절연

② 압탕부에 발열 슬리브 사용하는 법

③ 압탕부에 발열재를 사용하는 법

④ 덧살 붙임하는 법

⑤ 칠(Chill) 사용

① 강도 측정에 의한 방법

② 비중 측정에 의한 방법

③ 색소 흡착량에 의한 방법

① 다량의 용탕을 한번에 얻을 수 있다.

② 부피가 큰 재료를 그대로 용해 가능

③ 노의 구조와 설비는 비교적 간단하지만 열효율이 낮다.

④ 불순물이 섞이기 쉽다

⑤ 주철계 이상의 고온용해 곤란

[ 분할식(선) 탕구 ] - 보통 주형의 분리선상에 주입구를 만드는 것이 가장 용이

[ 하주식 탕구 ] - 주형의 아랫부분에 설치한 것으로 주형 속의 가스, 슬래그 및 불순물 등을 주형 밖으로 내보낼 수 있음

[ 다단식 탕구 ] - 주형의 상∙하형에 여러 개가 설치되는 것으로, 처음 들어온 용탕은 아래쪽에, 뒤에 들어온 용탕은 위쪽에 채워지기 때문에 압탕의 역할도 기대할 수 있다.

[ 상주식 탕구 ] - 간단한 소형 주물로써 침식성에 견디는 주형에 사용

원인

① 주조방안이 불량한 경우,

② 주물의 모양이 불량하여 과열부가 생기는 경우

③ 용탕이 산화된 경우

④ 탄소(C), 규소(Si) 함유량이 적은 경우

⑤ 구조적으로 두께가 급격히 변하는 경우

대책

① 충분한 정압을 얻도록 탕구를 높인다

② 과열부에 충분한 냉금(Chill Metal)을 부착한다.

③ 주입온도를 필요 이상으로 높이지 않는다

④ 주입한 용탕이 장시간 용융상태로 있지 않도록 한다.

⑤ 주물의 두께를 가능한 한 얇게 하고, 두께가 급격히 변하는 부분이 없도록 한다.

F : 주조한 상태 그대로

O : 풀림상태

H : 가공경화 상태

T₄ : 용체화 처리 후 자연시효 상태

T₆ : 용체화 처리 후 인공시효 상태

① 내화도가 높을 것

② 화학점 침식에 견딜 것

③ 기계적 강도가 클 것

④ 열전도도가 작고 보온이 잘 될 것

⑤ 열팽창 및 수축이 적을 것

① 사립(규사)

② 점결제

③ 첨가제

④ 물

① 점결력이 클 것

② 불순물 함량이 적고 내화도가 높을 것

③ 주입 후 점결성을 잃고 부스러지기 쉬울 것

④ 수분을 흡수하는 일이 적을 것

⑤ 주입시 가스 발생이 적고 통기성이 좋을 것

① 삿갓에 의한 집진

② 사이클론에 의한 집진

③ 백필터에 의한 집진

① 스키머(Skimmer)

② 스토퍼(Stopper)

③ 스트레이너(Strainer)

④ 금속망

⑤ 초크

① 슬래그 속에 FeO가 많을 것

② 슬래그 속에 CaO가 많을 것

③ 온도가 낮을 것(온도가 높을수록 탈인이 안됨)

과다 / 적당 / 부족

① 주입컵

② 탕구

③ 탕구 바닥(탕구저)

④ 탕도

⑤ 주입구(게이트, Gate)

⑥ 초크

⑦ 플로오프

⑧ 압탕

① 장입물이 서로 엉킴

② 노벽의 파손부분에 걸리는 경우

③ 장입금속의 크기가 큰경우

① 주물의 두께를 균일하도록 설계한다.

② 압탕, 탕구, 냉금 배치를 적절히 하여 균일한 냉각이 되도록 한다

③ 주형에 첨가제 등을 배합하여 수축성을 준다

④ 주물의 후처리시 충격을 주지 않는다

⑤ 냉간균열의 우려가 심한 주물은 재가열하여 응력 완화 및 인성부여 조치를 취한다

① 다듬질면은 하형으로 한다.

② 수평면은 되도록 하형에 둔다.

③ 주물의 다듬질 면이나 수압을 받게되는 중요한 부분은 하형으로 한다.

④ 코어는 되도록 코어프린트로 하형에 장착한다

⑤ 용탕은 서로 충돌하지 않게하고 짧은 시간으로 충만될 수 있도록 한다.

① 수축공, 미세기공 등 주조 결함을 제거한다

② 잔류가스에 의한 악영향을 배제한다

③ 조직의 미세화, 균질화 및 고밀도화

④ 주물 표면이 우수하다

⑤ 회수율이 우수하다

① 용탕의 점도

② 용탕의 표면장력

③ 개재물(불순물)의 유무

① 스푼테스트

② 바 테스트

③ 유동성 시험으로 환산하는 방법

① 복잡하고 얇은 형상 제작이 가능

② 높은 생산성과 대량 생산에 적합

③ 우수한 표면 조도 제공

④ 치밀한 조직과 높은 강도를 갖는 주물을 얻을 수 있다

구비조건

① 철보다 산소 친화력이 커야 함

② 용강 내 급속 용해

③ 경제적이고 적은 양으로 효과적

투입시기

① 용강 내 산소 함량이 높을 때

② 산화철 등 불순물을 제거

① 오토클레이브내에서 수증기로 녹여내는 방법

② TCE(염화에틸렌)을 가열시켜 발생하는 증기로 녹여 내는 방법

③ 마이크로 웨이브를 이용하여 녹여내는 방법

① 현형

② 회전형

③ 긁기형

④ 골격형

⑤ 부분형

① 솔리드 주형법

② 세라믹 셸 주형법

1. 산화분위기 중에서 용해한다.

2. 산화제를 용탕 중에 첨가한다.

3. 불활성가스 중에서 용해한다.

4. 감압 또는 진공중에서 용해한다.

5. N2, Ar 등의 불활성가스를 용금중에 통한다.

압탕이 갖추어야 할 조건

1. 압탕은 용융상태를 유지하여 주물보다 나중에 응고할 수 있도록 충분히 커야 한다

2. 충분한 용탕 공급으로 주물의 응고수축을 보충할 수 있도록 최후에 응고되어야 한다

3. 주물에서 압탕으로 방향성 응고가 진행되어 건전한 주물을 얻을 수 있어야 한다

2) 주물이 응고하는데 걸리는 시간을 구하는 식

주물의 응고시간=K(V/A)2

1. 레이들에 출탕하면서 노의 출탕구에 접종하는 방법

2. 레이들에 용탕을 받으면서 일괄 투입하는 방법

3. 레이들 바닥에 놓은 다음 출탕하는 방법

4. 주탕 직전에 레이들 표면에 첨가하는 방법

5. 탕도 또는 탕구안에서 접종하는 방법

1. 도포성이 양호할 것

2. 도형제가 주형의 모래입자 사이에 침투하는 침투성이 양호할것

3. 도포한 도형제의 층이 건조시와 용탕 주입시에 균열, 박리를 일으키지 않을 것

4. 용융금속 주입시에 모래 소착현상이 일어나지 않을 것

5. 열전도성이 낮아 용융금속의 열을 주형에 절단하는 속도가 느릴 것

1. 유동성이 좋을 것

2. 응고 시간이 짧을 것

3. 표면이 매끈하고 평활할 것

4. 작업 및 보관시에 변형이 적을 것

5. 상온에서 강할 것

6. 값이 쌀 것

v=c√(2gp)/ρ =0.6√(2×980×100)/2.54 =166.67[cm/s]

· c : 유량계수 g : 중력가속도 [cm/s²]

· p : 주입압력 [kgf/cm²] ρ: 밀도 [kg/cm³]

○ 직압식

○ 토굴식

○ 네이선식

○ 웨지로크식

외부냉금 / 내부냉금

1. 형태 : 복잡한 모양이나 곡면도 잘 나온다

2. 크기 : 크기에 제한이 없다

3. 모형재료 : 원형재료에 제한이 없다

4. 인발구배(빼기구배) : 기울기가 필요하지 않다

원인

금속 내부에 침투한 원자상 수소가 입계에 집적되어 인장응력 하에서 취성파괴를 일으키는 현상

​

대책

1. 부식억제제 재료첨가

2. Ni을 함유한 재료사용함으로서 수소확산저하

3. 열처리를 통한 금속내 존재하는 수소제거

원인

용탕이 주형을 완전히 채우지 못하고 응고된 것을 말하며, 용탕의 유동성이 나쁘거나, 주입온도가 낮 을 때 탕구방안이 잘못되어 주입속도가 늦을 때, 주형의 예열이 부적당할 때 또는 넒은 주물의 수평 주입시에 발생한다.

​

대책

1. 탕구방안을 개선한다.

2. 주입온도 , 주입속도, 금형의 경우 예열온도를 높인다.

3. 가스배출이 잘 되도록 벤트의 수를 늘린다.

4. 충분한 압탕을 준다.

1. 아크로(직류, 교류)

2. 유도로(고주파, 중주파, 저주파)

3. 저항로(도가니형 저항로, 탄소저항 전기로)

1. 모래의 상승 억제

2. 공기와 사립의 접촉 금지

3. 유동성 개선

300 × 180 × 1.5 × 0.0073 = 59.13kgf

1. 생산성이 높으며, 금형이 차지하는 작업장 면적이 적다.

2. 작업 환경이 좋으며, 시설비가 적게 든다.

3. 치수가 정밀하고 주물의 표면이 깨끗하다.

4. 주물의 불량이 적고 기계적 성질이 향상된다.

5. 금형제작에 비용과 시간이 많이 든다.

6. 제품의 크기 및 무게에 한계가 있다.

가 - ( Ni ) 나 - ( Al ) 다 - ( Sn )

7200 × 0.35² × 0.15 × 3=396.9kg

주물중량/주물비중=목형중량/목형비중 이므로

주물중량=3/0.45×(8.9×7/10+7×3/10)=55.53 [kgf]

○ 주입구 부근

○ 주물의 홈이 생긴 모서리

○ 코어의 모서리

○ a : 탕구

○ b : 주입구

○ c : 탕구저

○ d : 탕도

○ e : 원형

○ 염기도 하락에 의한 내화물침식에 주의

○ SiO₂ 의 자체 산화에 의한 목표치 온도상승에 주의

○ 강한 탈산으로 불순원소(P, S 등)의 환원에 의한 주의

○ 강재의 염기도를 상승시키기 위해 부원료 투입에 의한 주의

○ 슬래그량의 증가로 인해 용탕의 품질문제에 주의

○ 연료 중의 회분

○ 장입된 Si , Mn , Fe 등의 산화물

○ 로벽의 내장 내화물

○ 장입물에 부착된 녹 또는 모래

○ 조재재의 석회석, 형석, 백운석(Dolomite) 등의 성분

○탕도에 연장부를 설치한다

○가압탕구계에서는 슬래그와 용융금속의 비중차에 의해 분리될 수 있도록 탕도를 상형에, 게이트를 하형에 설치한다

○소용돌이 탕구를 설치하여 원심력으로 슬래그를 분리한다

○탕도의 윗면을 파거나 톱니 모양으로 만들어 슬래그가 모이거나 걸리게 한다

○비가압 탕구계에서는 스크린(Screen)이나 스트레이너(Strainer) 코어를 탕구계내에 설치한다

1) 원인

○ 주물사의 내화도가 낮을 경우

○ 국부적인 과열현상

○ 주형의 밀도가 낮을 경우

​

2)대책

○ 주입온도를 가능한 한 낮춘다

○ 주형을 잘 건조시켜 수분을 제거한다

○ 과열부에 충분한 냉금을 부착한다

○ 주형에 충분한 배기공을 설치하고 탕구방안을 개선한다

○ 주형을 충분히 건조하여 주물사의 수분함량을 적절히 조절한다

○ 탕도의 높이를 조절하고 압탕에 의해 용융금속에 충분한 정압을 가한다

○ 장입재료를 관리하여 수소, 질소를 낮게 한다

○ 용해 온도를 너무 높게 하지 않는다

1) 매치플레이트

1개의 정반 양면에 모형을 분할해서 양면에 붙인 것으로 작업자의 인력에 의해 반전, 형빼기를 할 수

있으며비교적 소형 주물에 용이하고 대량생산에 적합하다

​

2)패턴플레이트

정반 한쪽 면에 모형 한 면만 부착한 것으로 조형기의 테이블에 고정하고 기계의 힘으로 형빼기를

하며, 비교적 큰 주물 및 중형 주물에 용이하고 대량생산에 적합하다

○ 란쯔법

: 저규소로 4% 시멘타이트 석출을 방지하기 위해 주형을 가열하여 응고후 초정 시멘타이트

를 없애고 기지를 페라이트화하는 방법이다

​

○ 에멜법

: 1500도 고온으로 용해시키는 방법으로 흑연을 미세화 및 균일화,펄라이트 바탕조직을

갖게한다

​

○ 코살리법

: 용선의 탄소량을 2% 낮게하기 때문에 전량의 2/3의 강에 스크랩을 가하는 방법

​

○ 피보와르스키법

: 전탄소,전규소의 재료를 사용해 흑연을 미세화 하기 때문에 전기로에서 용탕을 과열하는 방법

​

○ 미한법

: Fe-Si, Ca-Si 를 첨가하여 흑연 핵생성촉진

○ 온도변화에 의한 스폴링

○ 기계적 압력의 불균일에 의한 스폴링

○ 벽돌의 조직구조 변화에 의한 스폴링

준비 > 주형제작 > 모형 빼기 > 쇼 슬러리 주입 > 겔 화 > 소성

원리

○ 산화중합 또는 축합반응에 의한 것

○ 수경성에 의한 것

○ 겔화에 의한 것

장점

○ 조형작업이 매우 용이하다

○ 주형의 건조가 불필요하다

○ 모래의 붕괴성이 우수하다

알루미늄 : 640~760℃

청동 : 1050~1250℃

황동 : 843~1000℃

주철 : 소형(1350~1400℃),대형(1350~1360℃)

주강 : 1530 ~ 1560℃

○ 슬래그를 형성시켜 외부 공기와의 접촉을 차단하는 방법

○ 불활성 분위기 또는 진공 중에서 처리하는 방법

○ 저온용해 및 주입하는 방법

○ 내화점토

○ 벤토나이트

○ 특수점토(백점토, 일라이트점토)

○ 점결제 : 규산나트륨(또는 물유리)

○ 발열제 : Fe-Si 분말

○ 붕괴 촉진제 : 탄소질(또는 목분, 곡분)

● 선수축의 정의

주형 빈자리의 선치수와 냉각 주물 선치수의 차이이다

​

● 선수축을 제외한 수축 3가지

○ 체적수축

○ 자유수축

○ 주조수축

C.E = C+1/3(Si + P) = 4+1/3(2.4+0.05) = 4.816%

○ 규소수지

○ 소맥분

○ 피치

1. 합금원소의 농도가 매우 높다.

2. 원래대로 환원이 안된다.

3. 탈산, 탈황 용도에 사용

○ 탄소(C)

○ 규소(Si)

1. 셀몰드법

2. 덤프법

3. 블로잉법

1. 오올 쇼 몰드법

2. 백업 쇼 주형법

1. 펀치아웃 머신

2. 세이크아웃 머신

3. 녹아웃 머신

1. 쇼트 블라스트

2. 샌드 블라스트

3. 하이드로 블라스트

4. 텀블러

5. 진동연마

1회에 용해할 수 있는 구리의 중량(kgf)으로 표시

1. 귀갑형: 규소, 탄소가 많고 비교적 산화되지 않은 좋은 용탕

2. 세엽형: 망간이 많을 때

3. 송엽형: 규소 및 탄소가 적을 때

4. 부정형: 규소 및 탄소가 더욱 더 적을 때 나타난다

1. 용해 주조과정에서 분위기의 오염을 방지할 수 있다.

2. 수소, 산소, 질소 등의 유해가스 성분을 용탕으로부터 제거

3. 해로운 불순원소를 제거할 수 있다.

4. 활성금속을 용해 주조할 수 있다.

5. 진공처리로써 정련반응을 촉진시킬 수 있다.

○ 환형

○ 준각형

○ 다각형

1. 산화물 형성 및 유동성 저하

2. 기공 발생(수소를 흡수하면 응고 시 기공이 쉬움)

3. 수축이 크고 압탕이 필요

1. 산성내화물 : 규석질, 납석질, 샤모트질

2. 중성내화물 : 고알루미나질, 크롬질, 탄화규소질

3. 염기성내화물 : 마그네시아질, 돌로마이트질, 석회질

1. 국부 처리법

2. 전체 처리법​

3. 가열 처리법

1. 내마모성이 클것

2.가공성이 좋을 것

3.열팽창이 적을 것

4. 온도확산이 높을 것(열전도성)

5.고온 열피로에 잘 견딜 것(내열성)

<원인>

주물의 Hot spot에서 주로 발생하며,

주물이 응고될 때 고온에서 응고수축이 저지되어 균열이 발생하는 것

​

<방지대책>

주물두께의 급격한 변화가 없게 주형을 설계한다.

연결부위나 코너부위를 가급적 줄인다.

주형의 열팽창계수가 낮도록 한다.

합금의 함량을 조절한다.

최종 응고부위에 냉금을 부착해 응력발생을 방지

<정의>

상온에서 발생하는 균열.

주물이 불균일하게 냉각되었을 때 잔류응력이 저온이 될수록 주물의 인장력 부위의 결함부에서 고속으로 집중되어 균열이 일어나는 것

​

<원인>

1.두께가 불균일하여 냉각이 불균일해짐

2. 주형,코어의 수축이 주물의 냉각수축과 차이가 심할 때

3. 후처리 시 충격 또는 주물의 인성 부족

<방지대책>

1. 주물의 두께를 균일하게 설계

2. 압탕, 탕구, 냉금배치 등 적절히하여 균일한 냉각이 되도록

3. 주형에 첨가제(피치, 목분) 등을 배합하여 수축성을 준다.

4. 주물 후처리 시 충격을 주지 않는다.

5. 냉간균열 우려가 심한 주물은 상온까지 냉각시키지말고 재가열하여 응력완화 및 인성부여 조치를 한다.

<원인>

금형온도가 낮을 때

용탕온도가 낮을 때

충진시간이 길 때

이형제 도포량이 많을 때

(탕주름 : 금용↓ 충이↑)​

​

<대책>

금↓ : 탕주름이 있는 형온을 200도 전후로 한다.

용↓ : 용탕온도를 높게 한다.

충↑ : 충진시간을 짧게하기 위해 플런저 속도를 빨리한다.

이↑ : 이형제 종류 변경 및 도포량을 줄인다.

+ 주입구(Gate)를 변경한다.

<정의>

주형과 용탕 간의 반응에 의해 주물사가 주물표면에 융착되어 표면이 거칠어지는 현상

​

<원인>

1.주물사의 내화도가 낮은 경우

2. 과열부 발생

3.주형의 밀도가 낮은 경우

​

<대책>

과열부에 냉금을 부착한다.

주입온도를 가능한 낮춘다.

주형을 잘 건조시켜 수분을 제거한다.