1. 코어 개요

에서 모래 주조 공정, 코어는 모래를 기반으로 한 독립적인 성형 구성 요소로, 주로 주조품 내부의 특정 공동, 구멍 또는 복잡한 구조를 형성하는 데 사용됩니다. 이는 외부 모래 주형(주형)과 함께 사용되어 완전한 주조 공동을 형성함으로써, 액체 금속이 응고된 후 설계 요구 사항을 충족하는 내부 형상을 갖출 수 있도록 보장합니다. 코어는 복잡한 구조의 주조품 성형 문제를 해결하는 핵심 기술 중 하나입니다.

코어의 핵심 기능은 주조품의 내부 공동을 성형하는 것입니다. 이를 통해 파이프, 다양한 구멍(예: 엔진 실린더의 물 통로 및 오일 통로), 막힌 구멍 및 외부 금형으로는 직접 성형할 수 없는 기타 구조물을 제조할 수 있습니다. 동시에, 코어는 복잡한 기하학적 형상을 구성하고, 크랭크케이스의 커넥팅로드 통로나 터빈 블레이드의 냉각 통로와 같은 정밀한 내부 구조의 성형을 실현할 수 있습니다. 또한, 코어는 주물의 벽 두께 차이를 줄이고, 국부적인 벽 두께 불균형으로 인한 핫스팟 결함을 방지할 수 있으며, 용융 금속의 흐름 방향을 유도하여 충전 효과를 최적화하고 주조 품질을 향상시킬 수 있습니다.

2. 코어의 일반적인 성능 요구 사항

• 고강도: 주조 과정에서 균열이 발생하지 않도록 용융 금속의 충격(예를 들어, 주철 주입 시 발생하는 충격력은 0.3MPa에 달할 수 있음)을 견뎌야 합니다.
• 우수한 투기성: 고온 환경에서 가스를 원활하게 배출할 수 있어야 하며, 투기성 지수는 ≥100cm³/(cm²·min)이어야 합니다.
• 손쉬운 해체성: 주조 후, 후속 모래 세척 작업을 용이하게 하기 위해 진동이나 화학적 작용을 통해 해체될 수 있어야 하며, 잔류 강도는 0.5MPa 미만이어야 한다.
• 고정밀도: 주요 부품의 치수 공차는 CT8 등급(±0.25mm) 범위 내에서 관리되어야 합니다.

3. 코어의 제조 공정

(1) 성형 기술

• 코어 사출 공법: 혼합된 모래를 코어 사출기를 통해 고속으로 코어 박스에 주입한 후, 경화되면 코어를 탈형합니다. 이 공법은 시간당 최대 120개의 금형을 생산할 수 있는 높은 생산 효율을 자랑하며, 표준화된 코어의 대량 생산에 적합합니다.
• 3D 프린팅 방식: 접착제 분사(Adhesive Jetting) 기술을 사용하여 최대 ±0.3mm의 성형 정밀도를 갖춘 복잡한 코어를 직접 프린팅합니다. 코어 박스가 필요하지 않아 소량 생산 및 복잡한 구조의 코어를 신속하게 제작하는 데 적합합니다.
• 콜드박스 공법: 트리에틸아민을 촉매로 사용하여 수지가 실온에서 경화 반응을 일으키도록 합니다. 성형 후 코어의 표면 거칠기 Ra는 12.5μm 이하이며, 높은 효율과 정밀도를 모두 갖추고 있습니다.

(2) 사후 처리 과정

• 건조: 수지 모래 코어는 내부 수분을 제거하고 코어의 강도와 안정성을 높이기 위해 200~250℃의 온도에서 2~4시간 동안 소성해야 합니다.
• 코팅: 코어 표면에 지르콘 분말 코팅을 도포하며, 코팅 두께는 0.2~0.5mm로 조절됩니다. 이를 통해 코어의 내열성을 크게 향상시키고, 주조 시 모래가 달라붙는 결함을 방지할 수 있습니다.

4. 코어의 원료 및 제조 방법

코어의 원료는 대개 다음에서 사용되는 수지 모래와 동일합니다. 주조 공정. 생산 과정에서 수지 모래를 주물의 내부 형상에 맞는 코어 박스에 채웁니다. 생산 기업의 기술 역량과 설비 상황에 따라, 코어 박스 내의 모래는 다짐, 가열 또는 모래 주입을 통해 성형될 수 있습니다. 그런 다음 코어를 코어 박스에서 꺼내어 후처리를 거친 후 금형에 넣어 사용할 수 있습니다.
코어의 주요 제조 방법에는 핫박스 공법과 콜드박스 공법, 두 가지가 있습니다:

• 핫박스 공법: 수지 모래에 촉매를 첨가하고, 코어 박스를 가열하여 촉매를 활성화함으로써 수지 모래의 경화 및 성형을 촉진한다.
• 콜드박스 공법: 가열 없이도 활성화될 수 있는 촉매를 사용합니다. 수지와 모래를 혼합하면 촉매가 자동으로 작용하여, 실온에서 모래 코어가 경화되고 성형됩니다.

5. 코어 고정 방법

주조 공정 중 용융 금속이 금형으로 주입될 때, 코어에 충격을 가하고 코어를 부양시켜 코어가 쉽게 밀려나거나 떠오르게 됩니다. 따라서 적절한 고정 방법을 채택해야 합니다:

• 코어 시트 고정 방식: 코어 시트는 금형과 동일한 금속으로 제작되며, 용융 금속의 주입이 완료되고 냉각될 때까지 코어를 금형 내 지정된 위치에 정확하게 고정합니다. 냉각 후, 용융 금속과 접촉했던 코어 시트는 주물의 일부가 됩니다. 주물이 성형된 후, 코어는 진동을 통해 붕괴되어 제거됩니다.
• 확장형 코어 고정 방법: 주조품에 금형의 외벽을 넘어선 공간으로 금속을 채울 수 없는 부분이 있는 경우, 코어를 금형보다 길게 제작하고, 주입 과정에서 코어가 움직이지 않도록 모래 금형에 미리 파놓은 홈에 코어를 고정할 수 있다.

코어 기술은 모래 주조에서 복잡한 내부 캐비티 구조를 가진 주물 생산을 실현하기 위한 핵심 수단입니다. 이 기술의 발전 과정은 전통적인 수작업 코어 제작에서 지능형 3D 프린팅 코어 제작에 이르기까지 주조 산업의 진보를 지속적으로 이끌어 왔습니다. 앞으로 생체모방 구조 설계(예: 토폴로지 최적화 벌집형 코어)와 디지털 트윈 기술의 심층적인 적용에 따라, 코어는 주조품의 경량화 및 기능 통합을 실현하는 데 더욱 중요한 역할을 수행하며, 주조 산업의 고품질 발전을 강력하게 뒷받침할 것입니다.

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