중력 주철의 내구성에 대해 많이 듣습니다. 그러나 대부분의 대화에서는 요점을 놓치고 있습니다. 철 등급이나 벽 두께에 관한 것이 아닙니다. 주조소에서 30년을 보낸 후 내가 서 있는 실제 추세는 내구성을 고정 사양으로 취급하는 것에서 기술 및 주조 후 결정의 미묘한 변화에 크게 영향을 받는 공정 변수로 관리하는 것으로 전환하는 것입니다. 누구나 영원히 지속되는 부분을 원하지만, 그 길은 점점 더 미묘해지고 있습니다.
물질을 왕으로 보는 오해
고객이 내구성에 대해 물을 때 가장 먼저 묻는 것은 소재 등급입니다. 클래스 35 이상을 주세요. 물론 인장강도가 중요합니다. 그러나 나는 고급 철을 사용하고 그 과정에서 단위당 몇 센트를 절약하기 위해 다른 모든 것을 타협하는 프로젝트를 너무 많이 보았습니다. 더 빠른 주입 시간을 위해 용융 화학이 조정되고, 접종이 급히 이루어지며, 갑자기 프리미엄 철이 과냉각된 흑연이나 과도한 탄화물로 가득 차게 됩니다. 는 중력 주철 부품 종이에 대한 사양을 테스트했지만 미세 구조가 부서지기 쉽습니다. 그들은 주기적 부하를 받는 현장에서 실패하고 모두가 재료를 비난합니다. 그것은 재료가 아니었습니다. 그것은 재료를 둘러싼 과정이었습니다.
몇 년 전에 유압 밸브 본체에 대한 사례가 있었습니다. 사양이 엄격하여 우수한 압력 무결성이 필요했습니다. 초기 실행에서는 조심스럽게 과열된 표준 주조 등급 선철과 자체 개발한 독점 접종제를 사용했습니다. 부품은 모든 테스트를 통과했습니다. 경쟁업체가 우리 가격을 대폭 낮췄습니다. 나중에 우리는 그들이 더 높은 등급의 기본 철을 사용했지만 금형 온도 조절과 주입 속도에 대해서는 생략했다는 사실을 알게 되었습니다. 해당 부품은 초기 정수압 테스트를 통과했지만 약 500번의 압력 주기 후에 미세 균열이 나타나기 시작했습니다. 우리는 여전히 5000+에서 실행 중이었습니다. 의뢰인이 돌아왔습니다. 교훈? 철의 혈통은 철을 다루는 방법보다 덜 중요합니다. 중력 주조 프로세스.
이는 진정한 첫 번째 추세로 이어집니다. 즉, 주요 내구성 동인으로서 프로세스 일관성에 초점을 맞추는 것입니다. 이는 금형 코팅 두께, 주입 온도 구배, 금형 냉각 속도 등 모든 변수를 종교적인 열정으로 제어하는 것입니다. 퍼니스 및 주입 라인의 데이터 로거는 단지 보여주기 위한 것이 아닙니다. 이는 우리가 타설이 끝날 때 국자 온도가 섭씨 10도 떨어지면서 내구성 문제를 추적하는 방법입니다.
내구성이 실제로 승리하거나 상실되는 곳: 보이지 않는 기하학
내구성은 CAD 모델에서 설계되지 않았습니다. 부분에 캐스팅되었습니다. 이것은 생각의 큰 변화입니다. 엔지니어는 기능을 고려하여 설계하지만 응고 중에 응력 집중을 생성하는 형상을 설계하는 경우가 많습니다. 날카로운 내부 모서리, 갑작스러운 단면 변화는 내구성을 저하시킵니다. 내가 보는 추세는 금형이 만들어지기 전에 긴밀한 협력입니다. 우리는 명백한 결함을 방지하는 것뿐만 아니라 냉각 중 열 응력을 모델링하기 위해 시뮬레이션 소프트웨어에 더 많은 시간을 투자하고 있습니다.
예를 들어, 대형 압축기용 브래킷입니다. 디자인은 아름답고 무게를 줄이는 리브 구조를 가지고 있었습니다. 그러나 우리의 시뮬레이션은 리브 접합부에서 열간 찢어짐이 발생할 확률이 높다는 것을 보여주었습니다. 사용 시 강도가 아닌 제작 시 강도를 높이기 위해 약간의 필렛을 추가하는 것이 좋습니다. 디자인 팀은 저항했습니다. 최소한의 무게만 추가했기 때문입니다. 우리는 하나의 배치를 있는 그대로 생산했고, 하나는 수정하여 생산했습니다. 있는 그대로의 배치는 염료 침투 검사에서만 볼 수 있는 균열로 인해 폐기율이 30%였습니다. 수정된 배치? 거의 0에 가깝습니다. 는 내구성 내부 결함 없이 자체 탄생에서 살아남았기 때문에 사운드 캐스팅이 본질적으로 더 높았습니다.
이 사전 시뮬레이션은 QSY에서 우리에게 있어서 타협할 수 없는 단계가 되었습니다. 이는 현장 실패로 이어지는 치명적이고 숨겨진 결함을 피함으로써 성과를 거두는 투자입니다. 내구성을 상류로 이동시킵니다.
주조 후 전략: 열처리 및 가공
여기에 논쟁의 여지가 있습니다. 응력 완화 어닐링. 일부 상점에서는 이를 체크해야 하는 필수 상자로 취급합니다. 다른 사람들은 시간과 에너지를 절약하기 위해 건너뜁니다. 우리의 입장이 진화했습니다. 이제 우리는 그것을 선택적인 도구로 봅니다. 펌프 하우징과 같이 복잡하고 밀폐된 형태의 경우 이는 필수적입니다. 고르지 못한 냉각으로 인한 잔류 응력은 엄청날 수 있습니다. 응력 완화를 생략하는 것은 부품 내부에 스프링을 감는 것과 같습니다. 기계 가공으로 인해 변형이 발생하고 사용 중 하중이 사전 응력을 받은 부품에 작용하게 됩니다.
하지만 우리는 부품을 과도하게 처리하기도 했습니다. 회주철로 제작된 단순한 오픈 프레임 레버는 전체 응력 완화 사이클을 거쳤습니다. 단순히 스트레스를 완화한 것이 아닙니다. 재료를 약간 부드럽게 만들어 키 베어링 영역의 내마모성을 줄였습니다. 별 생각 없이 표준 레시피를 적용한 경우였습니다. 이제 형상, 벽 두께 변화 및 최종 가공 깊이를 기반으로 결정합니다. 때로는 안정적이고 단순한 부품의 경우 금형 내 냉각을 제어하는 것만으로도 충분합니다. 이러한 선택적 적용은 단지 더 많은 처리가 아닌 더 스마트한 처리를 향한 추세입니다.
그런 다음 가공이 있습니다. 공격적인 가공으로 인해 아름답게 주조된 부품이 손상될 수 있습니다. 우리는 이 마지막 중요한 단계를 제어하기 위해 부분적으로 CNC 가공을 통합했습니다. 무겁고 빠른 절단 주철 부품은 표면의 흑연 매트릭스를 찢어 피로의 시작점이 되는 미세 균열 네트워크를 생성할 수 있습니다. 우리 기계 기술자는 주조에 특정 도구 형상과 피드/속도를 사용하는 방법을 알고 있습니다. 단순히 차원에 도달하는 것이 아닙니다. 그것은 우리가 파운드리에서 만들기 위해 열심히 일한 무결성을 보존하는 것입니다.
합금의 미묘함: 모든 것이 초합금은 아닙니다
화제는 항상 이국적인 합금에 관한 것입니다. 그러나 많은 산업 분야에서 회주철이나 연성주철을 합금함으로써 내구성을 향상시키는 것은 무차별적인 힘보다는 기교에 더 가깝습니다. 구리, 주석 또는 크롬을 소량 첨가합니다. 우리는 이사에 대해 이야기하는 것이 아닙니다 니켈 기반 합금, 그러나 매트릭스 조정에 관한 것입니다.
우리는 광산 컨베이어 시스템용 마모판 작업을 진행했습니다. 순수한 회색 철이 너무 빨리 마모되었습니다. 연성이 있는 철은 너무 단단하고 비쌌습니다. 우리는 크롬과 구리를 적절히 첨가한 회주철을 선택했습니다. 크롬은 내마모성을 위해 더 단단한 펄라이트 매트릭스를 촉진하는 반면, 구리는 흑연을 정제하고 큰 취성 없이 강도를 향상시켰습니다. 는 내구성 동향 여기에는 종종 당사 기록에 대한 수년간의 시행착오를 바탕으로 특정 속성 프로필에 대한 미세 합금이 적용됩니다. 초합금을 사용한다고 말하는 것보다 덜 화려하지만 응용 분야에서는 더 효과적이고 비용 효율적인 경우가 많습니다.
이곳은 주조소의 경험이 무엇과도 바꿀 수 없는 곳입니다. 이러한 요리법을 핸드북에서만 가져올 수는 없습니다. 이는 기본 철 공급원, 용해 방식, 심지어 지역 기후가 곰팡이 건조에 미치는 영향에 따라 달라집니다. 비밀 소스는 종종 수십 년 동안 기록된 데이터입니다.
최고의 교사로서의 실패: 개인적인 일화
제가 이곳 Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd.(QSY)에 입사한 초기에 우리의 접근 방식을 바꾸는 큰 실패를 겪었습니다. 해양용 연성철 기어박스 커버 배치입니다. 모든 QA 검사를 통과했습니다. 서비스를 시작한 지 6개월이 지났을 때, 우리는 볼트 구멍 주변에 균열이 생겼다는 당황스러운 전화를 받았습니다. 그것은 재앙이었습니다.
사후 부검은 잔인했습니다. 재료는 구상화 및 등급을 충족했습니다. 디자인은 괜찮았습니다. 범인은? 샌드 바인더 시스템을 더 새롭고 빠른 제품으로 변경합니다. 이는 금형 생산 속도를 약간 향상시켰지만 볼트 보스 주변의 중요한 부분에서 냉각 역학을 충분히 변경했습니다. 약간 더 높은 탄화물 함량의 영역을 생성하여 부서지기 쉽습니다. 엔진 진동으로 인한 지속적인 스트레스가 그 약점을 발견했습니다. 우리는 고객을 잃었고 교체 비용을 지불했으며 평판을 거의 잃을 뻔했습니다.
그 실패로 인해 우리는 변경 제어를 제도화해야 했습니다. 새로운 바인더, 새로운 접종제, 새로운 래들 라이너 재료 등 모든 변경 사항은 이제 파일럿 배치와 엄격한 절편 및 미세 분석을 거칩니다. 우리는 단지 표준 사양에 따라 테스트하는 것이 아닙니다. 우리는 미묘한 미세 구조 변화를 찾습니다. 그 고통스러운 교훈은 현실 세계에 더 많은 영향을 미쳤습니다. 내구성 우리의 중력 주철 부품 그 어떤 교과서보다도요. 이는 사소한 효율성을 추구하는 데 대한 시스템적 엄격함, 즉 흉터에서 탄생한 추세입니다.
그렇다면 트렌드는 어디로 향하고 있을까요? 단순한 답변과는 거리가 멀다. 시뮬레이션부터 선택적 열처리, 부드러운 가공까지 통합 공정 제어를 지향합니다. 심층적인 역사적 데이터를 기반으로 한 미세 합금화를 지향합니다. 그리고 무엇보다도 내구성을 존중하는 것은 부품에 대해 테스트하는 속성이 아닙니다. 그것은 프로세스에 구축되는 문화입니다. 부품이 몇 년이 지난 후에도 여전히 완벽하게 작동할 때까지 아무도 보지 못하는 수백 가지 변수에 대한 지루하고 세심하며 타협할 수 없는 제어입니다. 그것이 실제 추세입니다. 당사 사이트에서 상세하게 프로세스 전반에 적용되는 당사의 철학 중 일부를 찾아보실 수 있습니다. tsingtaocnc.com, 그러나 언제나 그렇듯이 실제 지식은 주조 현장에 있습니다.
