304 및 316 스테인리스강 및 실리카 솔 공정의 정밀 주조 지식
인베스트먼트 주조 분야에서 304 및 316 스테인리스강은 뛰어난 내식성, 우수한 기계적 특성 및 전체적인 비용 효율성으로 인해 가장 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강 중 하나입니다.{2}} 이 제품은 일반적으로 매몰 주조 내에서 실리카 솔 쉘-빌딩 프로세스를 통해 복잡한-모양의 부드러운-표면 정밀 주조를 생산하고 화학 펌프 밸브, 식품 기계, 의료 기기 및 건축 하드웨어 분야에서 응용 분야를 찾는 데 사용됩니다.
I. 304 및 316 스테인레스 강의 주조 특성
304와 316은 모두 우수한 내식성으로 유명하지만 구성 차이는 주조 성능과 최종 용도에 직접적인 영향을 미칩니다.
· 304 스테인레스강: 일반적인 조성은 C 0.08% 이하, Cr 18-20%, Ni 8-10.5%입니다. 이는 벤치마크 "입문용" 스테인리스강으로 우수한 내식성(대기, 담수 및 대부분의 유기산에 대한) 및 주조성을 제공합니다. 주조하는 동안 응고 온도 범위가 상대적으로 넓어 "흐릿한 응고" 경향이 나타나 수지상간 수축 다공성이 발생하기 쉽습니다. 결과적으로 프로세스 설계에 대한 요구가 높아집니다.
· 316 스테인리스강: 304로 업그레이드한 가장 중요한 차이점은 2-3% 몰리브덴(Mo)을 첨가했다는 점입니다. 이 요소는 염화물 환경(예: 해수, 염수)에서 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다. 일반적인 구성은 C 0.08% 이하, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%입니다. 몰리브덴을 첨가하면 용융 점도가 약간 증가하고 주조 중 미세 분리가 악화될 수 있습니다. 그러나 내식성이 뛰어나 열악한 환경에서 선호되는 선택입니다.
일반적인 캐스팅 문제 및 대책:
1. 산화 및 슬래그 함유물: 용강의 크롬은 쉽게 산화되어 Cr2O₃ 피막을 형성하며, 이는 슬래그 함유물로 주조물 내에 갇힐 수 있습니다. 대책에는 신속한 용융, 아르곤 보호, 게이트 시스템 설계에 효과적인 슬래그 트랩 통합 등이 포함됩니다.
2. 열간 인열 경향: 오스테나이트계 스테인리스강은 열전도율이 낮고 선형 수축률이 높기 때문에 두꺼운 부분과 얇은 부분의 접합부나 핫스팟에서 뜨거운 인열에 취약합니다. 이를 위해서는 열 응력을 완화하기 위한 합리적인 게이팅 및 라이징 설계와 제어된 냉각 속도가 필요합니다.
3. 수축기공률 : 응고온도 범위가 넓어 이송이 어렵다. 냉각기나 절연 라이저를 사용하여 주조의 가장 먼 지점부터 라이저를 향해 순차적으로 금속 응고를 유도하여 개방형 공급 채널을 보장하는 방향성 응고 원리를 준수하는 것이 필수적입니다.
II. Silica Sol Shell-제작 과정: 정밀한 표면을 달성하는 열쇠
실리카졸 공정은 현재 고품질 304/316 스테인레스강 주물을 생산하기 위한 가장 주류{0}}주형 제작 방법입니다.- 그 핵심은 높은 강도, 안정성, 복제 정확도를 갖춘 세라믹 쉘을 구축하는 데 있습니다.
자세한 프로세스 흐름:
1. 패턴 조립:
· 알루미늄 몰드를 이용하여 최종 부품 형상과 동일한 왁스 패턴을 주입합니다.
· 이러한 패턴은 중앙 왁스 게이팅 시스템(푸어 컵, 스프루, 러너)에 조립되어 배치 생산을 위한 "클러스터" 또는 "트리"를 형성합니다.
2. 1차(얼굴) 스터코 코팅(가장 중요한 단계):
· 실리카 솔(Silica Sol): 바인더로 사용되며 물이나 용매에 나노-크기의 SiO2 입자가 콜로이드 현탁액으로 존재하며 독성이 없고 환경 친화적인 것으로 알려져 있습니다.-
· 내화 재료: 1차 코팅은 일반적으로 매우 미세한 지르콘 가루(ZrSiO₄) 또는 알루미나 가루(Al2O₃)를 사용합니다. 이는 높은 내화도, 낮은 열팽창을 제공하며 매우 매끄러운 주조 표면을 재현합니다.
· 작동: 클러스터를 준비된 실리카졸-지르콘 가루 슬러리에 담가서 완전히 덮도록 합니다. 과잉 슬러리를 배출한 후 즉시 스투코 작업을 수행합니다. 기본 코팅은 일반적으로 코팅을 강화하고 미세한 표면 질감을 얻기 위해 미세한 입자의 지르콘 모래 또는 용융 실리카 모래로 치장벽토를 칠합니다.-
3. 건조 및 경화:
· 실리카졸의 경화는 물리적인 건조과정입니다. 통제된 환경(예: 온도 23±2도, 습도 40-60%)에서 물은 코팅에서 천천히 균일하게 증발합니다. 물이 증발하면서 나노-SiO2 입자가 가까워지면서 실라놀기(-SiOH)의 응축을 통해 강한 실록산(Si-O{10}}Si) 네트워크를 형성하여 내화성 응집체를 단단하게 결합시킵니다. 1차 코팅은 철저하고 균열 없는 경화를 보장하기 위해 충분히 긴 건조 시간(대개 몇 시간)이 필요합니다.
4. 백업-코트 스터코잉:
· 1차 코팅이 완전히 경화된 후 침지 및 스터코 공정을 반복합니다. 백업 코팅은 여전히 실리카졸을 바인더로 사용하지만 멀라이트나 샤모트 밀가루 및 모래와 같은 보다 비용 효율적인 내화물로 전환합니다.{1}} 모래알 크기 inc
