특수 주형법 #2 (소실 모형 주조, 콜드 박스 주형, 마그네틱 주형)

1. 소실 모형 주조 : 소실 모형 주조법이란 풀 몰드 주조법이라고도 하며 원형을 빼내지 않고 주물사 중에 묻힌 상태에서 용탕을 주입하면, 그 열에 의해 기화성 원형은 소실되고 그 자리에 용탕이 채워져서 주물을 제작하는 방법이다. 

발포성 폴리스터의 발포 비율, 원형의 표면 처리 조건, 주조 방안, 주형사, 주입 온도 등이 주물의 품질게 영향을 미친다. 

 

   1) 원형의 특성

      

      ⓐ 원형을 분할할 필요가 없어 복잡한 형상의 주물도 만들 수 있고, 원형 기울기가 불필요하다.

      ⓑ 코어는 별도로 만들 필요가 없다.

      ⓒ 원형의 제조나 가공이 용이하며, 변형이나 보수 및 보관의 어려움이 없다.

      ⓓ 작업 공정이 단축되어 원가가 절감된다. 

      ⓔ 주물사는 점결제 없이 사용해도 좋으나 2% 정도의 물유리를 배합하여 사용하면 안전하다.

      ⓕ 보통 주조법에서도 부분적으로 활용할 수 있다. 

      ⓖ 용탕은 언제나 하주법으로 주입하고, 원형이 서서히 기화되므로 탕구 계통이나 주형내 공간에서 용탕이 조용히 흐르게 되므로 탕구계를 간단히 할 수 있다.

 

   2) 발포 폴리에틸렌 모형 제작 : 금형 속에 폴리스티렌 원료를 넣고 금형가열에 의해 팽창시켜 성형한다. 팽창 배율은 40~50배가 알맞으며 이 값이 클수록 가스 발생량은 적어지나 경도가 떨어진다. 

 

   3) 주조 방식 : 하주법으로 조형하며 압탕은 맹압탕을 설치하고 주입 온도는 보통의 주입 온도보다 높게 하여 빠르게 주입한다. 가장 중요한 것은 주입속도이다. 탕구비는 3:2:1 정도가 바람직하다. 가스가 용탕이나 주형벽으로부터 빠져나가지 못하면 결함이 생기기 때문이다. 

 

   4) 주조 공정 : 스티로폼 금형 제작 → 스티로폼 모형 제작 → 탕구계 설치 → 코팅 → 건조 → 주형 제작 → 용탕 주입 → 탈사 → 후처리 → 검사 순으로 제작

 

2. 콜드 박스 주형 : 콜드 박스 주형법이란 페놀수지 점결제와 폴리소시아넷을 2~3% 규사와 혼련하여 주형을 제작한 후 그 주형에 경화제인 아민가스를 주입시켜 주형을 제작한다. 

 

   1) 콜드 박스 주형법의 장,단점 : 주입 후 붕괴성이 좋아 복잡한 형상의 코어 제작에 적합하다. 아민가스는 독성이 있어 밀폐된 상태에서 작업해야 한다. 

 

3. 마그네틱 주형 : 마그네틱 주형법은 소실 모형 주조법의 응용법이라 할 수 있다. 원형을 발포 폴리에틸렌으로 만들어 강철 입자를 주물사 대용으로 사용하여 원형을 강철 입자에 묻고 강철 입자(자성체)를 단단하게 해놓고 용탕을 주입하면 모형은 기화하여 소실되고 그 자리에 용탕이 채워져 응고된다. 

 

   1) 장점 : 조형이 빠르고 작업이 쉽고, 주형 재료가 간단하고 내구성이 좋으며 주물사 보관 처리 용이하고, 통기성이 좋다.

   2) 작업 공정 : 자석 안에 주형틀을 넣는다 → 주형 안에 원형을 놓는다 → 강철 입자를 주형틀 안에 넣는다 → 자력을 일으켜 철 입자를 다진다 → 용탕을 주입한다 → 송전을 중단한다 → 주형을 해체하고 주조품을 꺼낸다 → 철 입자는 채로 쳐서 다시 사용한다