다이캐스트 부품의 세계적 난제, 기공 제어 솔루션

        자동차 정밀 부품 제조에서 다이캐스팅 부품 내부의 '모래 구멍'과 '기공'(통칭 공동 결함)은 업계에서 인정하는 기계적 특성의 적입니다. 이러한 결함은 후속 기계 가공 후 대량 폐기를 초래할 뿐만 아니라, 완성차 업체의 고부하 운용 조건에서 응력 집중을 유발하여 부품의 피로 파괴를 일으킵니다.

가잔공업(JIAZHAN)은 자동차 등급 품질 관리 기준에 기반하여, 알루미늄 용해, 금형 유로, 사출 공정부터 최종 검사까지 전 과정을 통해 이 기술적 난제를 분석하고 극복합니다.

🛠️ 1. 모래 구멍과 기공의 근본 원인 분석

다이캐스팅 부품 내부의 공동은 역학적 물리적 특성에 따라 주로 세 가지 유형으로 나뉩니다:

• 1. 가스 포집 기공(Entrapment Porosity): 고속 사출 시 캐비티 내의 가스가 제때 배출되지 못하고 고속 금속 흐름에 휩쓸려 부품 내부에 갇히며, 일반적으로 내벽이 매끄럽습니다.

• 2. 석출성 기공(Hydrogen Porosity): 알루미늄 용액은 용해 및 유지 단계에서 수소를 쉽게 흡수하며, 결정화 및 응고 시 수소가 빠져나오지 못하고 응집되어 미세 기공을 형성합니다.

• 3. 수축 다공성 및 수축공(Shrinkage Porosity): 알루미늄 합금이 액체에서 고체로 변할 때 부피가 수축하며(약 $3\%\sim6\%$), 말단에 알루미늄 용액 보급이 부족하면 열점 부위에 불규칙한 형태의 찢김형 수축공이 형성됩니다.

🛠️ 2. 가잔공업의 전 과정 제어 솔루션

1. 원천 정화: 고용체 단계의 '탈수소 및 탈슬래그' 공정

• 정련 탈수소: 고순도 탈가스제와 정련제를 사용한 연동 정련을 통해 알루미늄 용액 내 유리 수소 함량을 엄격히 0.1mL/100g 이하로 제어합니다.

• 다단계 필터링 차단: 정기적인 수동 슬래그 제거를 통해 알루미늄 용액 내 부유 슬래그를 완전히 제거하여 알루미늄 용액의 재료 순도를 보장합니다.

2. 금형 구조: CAE 유동 해석 기반의 배기 및 보급 설계

• 유로 구조 최적화: FLOW-3D 소프트웨어를 활용한 전방위 유체 역학 시뮬레이션을 수행합니다. 점차 좁아지는 유로를 설계하여 알루미늄 용액이 전방 충진 시 안정적인 평탄 충진 상태(층류, 격렬한 난류가 아님)를 유지하도록 하여 전방 가스 포집을 방지합니다.

• 완벽한 배기 시스템: 캐비티 말단, 금속 용액이 최종적으로 합류하는 지점에 대면적 오버플로우 홈과 고효율 진공 배기 밸브를 강제로 설치하여 금속 용액이 도달하기 전에 캐비티 내 95% 이상의 가스를 강제로 배출합니다.