주조시뮬레이션을 이용한 자동차용 내압제품의 진공효과에 의한 용탕의 충전거동의 영향

Abstract

주물 제조에서 응고수축과 용탕성분 및 금형성분의 야금학적인 표면반응에 기인하는 결함, 그리고 용탕의 충진 단계에서 발생되는 각종 주조 결함의 제어는 매우 중요하다. 특히 용탕이 금형내에서 응고하는 과정 중에 수축공, 기공 등의 주조결함이 발생하기 쉽다. 따라서 최종 주물의 품질 및 생산효율을 동시에 만족시키면서 제조하기 위해서는 응고과정을 정확하게 이해하고 이를 통하여 건전한 주조방안을 수립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차용 내압제품에 용탕의 충전거동의 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 해석함으로써 예상 수축결함지역을 알아보고자 하였다. 1차 주조방안에서는 진공효과가 없는 상태에서 용탕의 충진과 응고거동을 통하여 수축결함지역을 예상하였다. 2차 주조방안에서는 진공효과(70%, 100%)를 변화시켜 용탕의 충전거동의 변화를 관찰하였다. 이후 1,2차 주조방안에서 발견되었던 문제점인 충진거동을 개선하기위해 게이트의 두께를 변경하여 용탕의 충전거동이 효율적으로 될 수 있도록 하였다. 또한 해석 결과로 얻은 정보를 바탕으로 주조방안의 설계를 보다 효율적으로 수행할 수 있음을 보였다.