주조시 용탕의 주입온도 및 속도

1. 개요

   주조시 용탕은 주입온도와 주입속도에 따라 많은 영향을 받는다. 주입된 용융금속은 주형 내를 유동하면서 응고 및 냉각이 이루어지며, 이 과정에서 용탕의 산화와 주형 침식이 방지되면서 연속적으로 빠르게 주입하여야 한다. 주입온도 및 속도의 악영향을 고려하여 적절한 선정이 중요하다.

 

2. 주입온도 및 속도의 영향

구분	주입온도	주입속도
높다(빠르다)	ⓐ 주물조직이 불균일하고 주물 내부에 기공이 발생됨 ⓑ 조직의 조대화로 취약한 주물이됨	ⓐ 주형 내면의 파손 우려 ⓑ 공기 및 Gas의 배출이 어렵다 ⓒ 불순물의 부유가 어렵다 ⓓ 주물에 열응력이 발생
낮다(늦다)	ⓐ 주물성분이 불균일하고 주물 내부에 기공이 발생함	ⓐ 균일한 주물을 얻을 수 없다 ⓑ 취성 재질의 우려가 있다 ⓒ 얇은 주물 시 유동 불량 발생

※ 금속이 과냉하면 많은 핵이 발생하여, 결정립의 수가 많아지기 때문에 결정립의 크기가 작아진다. 따라서, 온도가 높으면 과냉도가 낮아 핵이 적게 발생되어 결정립이 조대해진다. 그리고, 결정립계는 전위의 이동을 방해하는 장애물인데, 결정립이 조대해져 결정립수가 적으므로 취약해지는 것이다.

종류	주입온도
주철 주강 Al 황동 배빗메탈	1,300 ~ 1,500'c 1,500 ~ 1,600'c 680 ~ 720'c 1,000 ~ 1,100'c 450'c

 

3. 주입온도의 측정

   (1) 복사 온도계 : 물질의 온도가 높아짐에 따라 복사량이 증대한다는 것을 이용하여 복사열을 집중시킨 곳에 열전쌍을 놓고 그 기전력을 이용하여 온도를 측정한다.

   (2) 광고(光高)온도계 : 빛의 밝기를 기준으로 온도를 측정하는 것으로 렌즈를 통하여 측정물을 보았을 때 측정물의 광도와 램프의 광도가 일치하도록 저항기를 조절하고 이것을 온도로 환산한 값을 읽게 한다. 비교적 취급이 편리하고 값이 저렴하여 널리 이용된다.

   (3) 열전대식 온도계 : 두 종류의 상이한 금속선인 열전쌍을 이용하여 용탕 온도를 측정하는 것으로 열전쌍의 한쪽은 용융금속에 넣고 다른 쪽은 일정한 온도를 유지하면 발생된 기전력을 밀리볼트미터에서 측정하고 온도로 환산한다.