구형화 처리란 무엇입니까?
2025-01-02 15:49:41 조회수：0
주조 분야에서 구상화 처리는 구상화 처리는 연성철 생산의 핵심 공정이자 중요한 역할을 합니다.
구상화 처리는 액체 철 용융물에 특정 구상화제를 첨가하는 것을 의미합니다. 첨가량을 정밀하게 조절해야 합니다. 이 작업을 통해 일반 주철의 플레이크형 또는 버미큘러 흑연은 균일하게 분포된 구형 흑연으로 변환됩니다.
흑연의 형태는 주철의 특성에 매우 중요한 영향을 미칩니다.
일반 주철에서는 편상 흑연이 외력을 받으면 재료 내부에 응력 집중점이 생겨 재료의 강도와 인성이 크게 감소합니다. 관련 기계 테스트 데이터에 따르면 일반 회주철의 인장 강도는 일반적으로 200~300MPa이고 연신율은 0.3~0.8%에 불과합니다. 구형화 처리 후 구형 흑연은 철 매트릭스에 고르게 분포되어 응력을 효과적으로 분산시키고 응력 집중을 피할 수 있어 주철의 강도와 인성이 실질적으로 향상됩니다. 연성철의 인장강도는 400~600MPa에 도달할 수 있으며, 연신율은 2%~10%까지 증가할 수 있습니다.
자동차 산업에 구형화 처리 적용
자동차 산업을 예로 들면, 많은 핵심 부품의 제조는 구상화 처리 후 연성철에 의존합니다. 엔진 블록의 경우, 자동차 엔진이 작동 중일 때 블록 내부의 온도가 순간적으로 섭씨 1000도 이상으로 치솟을 수 있고, 압력은 갑자기 수 메가파스칼까지 상승할 수 있습니다. 또한 고주파 진동 충격을 견뎌야 합니다. 한 유명 자동차 브랜드가 연구 개발 과정에서 비교를 했습니다. 일반 주철 블록을 장착한 엔진의 경우 내구성 테스트에서 10만km를 주행한 후 블록에 미세한 균열이 다수 발생해 출력 성능이 약 15% 저하됐다. 그러나 연성철 블록으로 교체한 후 동일한 주행거리에서도 블록이 그대로 유지되어 출력도 안정적이었다.
자동차 바퀴에도 동일하게 적용됩니다. 자동차가 주행할 때 바퀴는 차체의 무게를 지탱해야 할 뿐만 아니라 고속 회전으로 인해 발생하는 엄청난 원심력과 도로 요철의 충격을 견뎌야 합니다. 예를 들어, 시뮬레이션된 극한 도로 조건 테스트에서 일반 알루미늄 합금 휠은 500번의 고강도 범프 충격을 받은 후 5번의 변형과 2번의 균열이 나타났습니다. 반면, 동일한 조건에서 연성철휠은 약간의 마모만 발생하고 구조가 손상되지 않아 높은 신뢰성을 보여주었습니다.
구상화제 사용 시 주의사항
실제 작업에서는 구상화제의 선택과 첨가량이 매우 중요합니다.
일반적인 구상화제에는 마그네슘, 희토류 등의 원소가 포함되어 있으며 특정 철 용융 조성 및 주조 요구 사항에 따라 다양한 조성이 결정됩니다. 고강도 기계 부품을 주조할 경우 일반적으로 마그네슘 함량이 7% - 10%인 구상화제가 선택됩니다. 인성이 높은 부품을 주조해야 하는 경우 희토류 함량이 약간 높은 제품이 선호됩니다. 첨가량이 너무 많으면 용탕이 과반응하여 슬래그 혼입물, 기공 등의 불량이 발생하게 됩니다. 첨가량이 너무 적으면 흑연 구상화가 불완전해진다. 숙련된 주조 작업자는 용융 철의 실시간 상태를 기반으로 정밀하게 작업하여 각 용해로의 구상화 효과가 양호하도록 보장합니다.
또한 구상화 치료 시기도 중요하다.
철 용융물은 균일하고 안정적인 성분을 가지고 적절한 온도 범위에 정확하게 도달해야 하며, 충분한 제련 후에 구상화제를 빠르고 균일하게 첨가하여 안정적이고 효율적인 반응을 보장할 수 있습니다. 이후 흑연구의 형태를 더욱 최적화하고 결정립을 미세화하며 주철의 품질을 향상시키기 위한 접종 처리 공정을 즉시 수행하여 고품질 연성주철 제품을 생산하기 위한 견고한 기반을 마련해야 합니다.
결론적으로 구형화 처리는 현대 주조 기술의 중요한 연결 고리입니다. 연성철의 폭넓은 응용 가능성을 열어 다음과 같은 산업에 고성능 소재를 제공했습니다.자동차, 기계 제조, 운송 및 과학 기술 진보와 산업 발전을 촉진했습니다.
