금속 스탬핑 다이 디자인에 대한 18 가지 팁

Sep 13, 2025

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I. 다이 캐스팅 소개

다이 캐스팅이라고도하는 압력 주물은 용융 합금이 압력 챔버에 부어 고속으로 강철 금형의 공동을 채우는 주조 방법입니다. 그런 다음 합금은 압력하에 응고되어 주조를 형성합니다.

다이 캐스팅을 다른 캐스팅 방법과 구별하는 주요 특성은 고압과 고속입니다. 용융 금속은 압력 하에서 금형 공동을 채우고 더 높은 압력, 일반적으로 15-100 MPa 하에서 결정화되고 고형화됩니다. 용융 금속은 금형 공동을 고속, 일반적으로 10-50m/s로 채우고 때로는 80m/s (잉 가이를 통해 금형에 도입 된 금속의 선형 속도)를 초과합니다. 이로 인해 약 0.01-0.2 초 (캐스팅의 크기에 따라 다름).

다이 - 캐스팅 머신, 다이 - 주조 합금 및 다이 - 캐스팅 금형은 다이 - 캐스팅 생산의 세 가지 필수 요소입니다. Die - 주조 프로세스라고 불리는 So -는이 세 가지 요소를 유기적으로 결합하여 자격을 갖춘 주물을 생성하는 것입니다.

1. 다이 - 캐스팅 머신

(1) 다이의 분류 - 주조 기계

다이 - 주조 기계 프레스 챔버의 가열 조건은 핫 프레스 챔버와 콜드 프레스 챔버의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 프레스 챔버와 금형의 다른 배치로 인해 콜드 챔버 다이 - 주조 기계는 세 가지 유형의 다이 - 주조 기계 : 수직, 수평 및 완전 수직으로 나눌 수 있습니다.

2. 다이 - 캐스팅 합금

다이 - 캐스팅에 사용 된 합금은 주로 비 - 철 합금입니다. 철 금속 (철강, 철 등)의 경우, 곰팡이 재료와 같은 문제로 인해 현재 덜 사용됩니다. 비 {- 철 합금 중에서 - 주조 주물 중에는 알루미늄 합금이 가장 널리 사용되며 아연 합금이 뒤 따릅니다.

2. 다이 - 주조 금형

다이 - 주조 금형은 다이 - 주조 생산의 세 가지 주요 요소 중 하나입니다. 정확하고 합리적인 구조를 가진 곰팡이는 Die - 주조 생산의 원활한 진행을위한 전제 조건이며 주물의 품질을 보장하는 데 중요한 역할을합니다 (Off - Machine Qualification rate). 다이 - 주조 프로세스의 고유 한 특성으로 인해 올바른 프로세스 매개 변수 선택은 높은 - 품질 주물을 달성하는 데 중요합니다. 금형 자체는 이러한 매개 변수를 올바르게 선택하고 조정하기위한 전제 조건입니다. 본질적으로 금형 디자인은 다이 - 캐스팅 생산 중에 발생할 수있는 다양한 요인을 포괄적으로 반영합니다. 우물 - 설계된 금형은 생산 문제가 적고 수율이 높은 완성 된 주물을 초래합니다. 반대로, 동적 및 고정 금형이 본질적으로 동일한 랩핑 력을 갖는 것과 같은 부적절한 금형 설계, 게이팅 시스템은 주로 고정 금형에 위치하고 펀치가 주입 후 공급 물질을 공급할 수없는 Guannan 다이 - 캐스팅 기계에서 생산되며, 정상적인 생산을 방지하고 캐스트가 일관되게 고정 금형에 고착되도록합니다. 고정 금형 공동이 완벽하게 연마 되더라도, 깊은 구멍으로 인해 고정 금형을 고수하는 것은 여전히 발생할 수 있습니다. 따라서 금형 디자인은 주조 구조에 대한 포괄적 인 분석, 다이 - 캐스팅 머신의 작동, 기계 및 프로세스 매개 변수 조정을 이해하고 다양한 조건에서 충전 특성을 이해하고 금형 가공 방법, 드릴링 및 장착 방법을 고려합니다. 그래야만 생산 요구 사항을 충족하는 실제 금형 설계를 달성 할 수 있습니다.

처음에 언급 된 바와 같이, 높은 특정 압력 및 유량과 결합 된 용융 금속의 매우 짧은 충전 시간은 다이 - 주조 금형에 대한 매우 가혹한 작업 조건을 만듭니다. 또한 빠른 냉각 및 가열로 인한 교대 응력의 영향은 곰팡이의 서비스 수명에 크게 영향을 미칩니다.

금형의 서비스 수명은 일반적으로 자연스러운 손상으로 인해 수리를 넘어서서 긁히기 전에 신중한 설계 및 제조 및 정상적인 사용으로도 적절한 유지 보수를 통해 캐스트 될 수있는 주제의 수 (다이 - 주조 생산 중 거부 수 포함)를 나타냅니다.

실제 생산에서 곰팡이 고장은 주로 세 가지 방법으로 발생합니다. 1. 열 피로 균열로 인한 고장; 2. 단편화로 인한 실패; 그리고 3. 부식으로 인한 실패.

Many factors contribute to mold failure, including external factors (eg, casting temperature, mold preheating, amount of water-based coating sprayed, inappropriate die-casting machine tonnage, excessive die-casting pressure, excessive ingate speed, cooling water startup not synchronized with die-casting production, casting material type and Fe 함량, 주조 크기 및 모양, 벽 두께, 코팅 유형 등). 또한 내부 요인 (예 : 금형 재료의 야금 품질, 블랭크에 대한 단조 공정, 금형 구조 설계의 합리성, 게이팅 시스템 설계의 합리성, 곰팡이 가공 중에 생성 된 내부 응력, 곰팡이 열 처리 공정 및 적합 정확도 및 마감에 대한 다양한 요구 사항이 있습니다.

곰팡이가 조기에 실패하면 향후 개선을 할 수 있도록 내부 및 외부 요인을 식별해야합니다.

① 곰팡이 열 피로 균열

- 주조 생산 동안, 금형은 반복적으로 빠른 냉각 및 가열에 노출되어 성형 표면과 내부의 변형을 유발합니다. 이러한 상호 작용은 주기적 열 응력을 만들어 구조적 손상과 인성 손실을 초래하여 미세 균열의 형성 및 추가 전파를 유발합니다. 일단 균열이 팽창하면, 용융 금속의 유입과 반복 된 기계적 응력은 균열 성장을 가속화합니다.

이러한 이유로, 주형은 다이 - 캐스팅의 시작시 완전히 예열해야합니다. 또한, 금형은 조기 균열과 고장을 방지하기 위해 다이 - 주조 공정 전체에 걸쳐 특정 작동 온도 범위 내에서 유지되어야합니다. 또한, 곰팡이가 생산하기 전에 및 제조 중에 내부 요인이 존재하지 않도록하는 것이 중요합니다. 실제 생산에서 대부분의 곰팡이 고장은 열 피로 균열로 인해 발생합니다.

② 조각화 실패

주입 압력의 영향으로 균열은 곰팡이의 가장 약점에서 시작됩니다. 이것은 금형 표면의 긁힘 또는 전기 가공 자국이 연마되지 않았거나 깨끗한 모서리가 형성된 곳에서 특히 그렇습니다. 이 미세 균열이 먼저 나타납니다. 부서지기 쉬운 단계 또는 거친 곡물이 입자 경계에 존재하면 골절이 더 가능성이 높습니다. 취성 골절은 종종 균열 전파를 유발하여 곰팡이 조각화 실패에 매우 위험한 요소입니다. 따라서, 곰팡이 표면의 모든 흠집과 전기 가공 마크는 게이팅 시스템 내에서 발생하더라도 세련되어야합니다. 또한, 사용 된 곰팡이 재료는 높은 강도, 우수한 연성 및 탁월한 충격 및 골절 강인성을 가져야합니다.

③ 용융 실패

앞에서 언급 한 바와 같이, 일반적으로 사용되는 다이 - 주조 합금에는 아연 합금, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 구리 합금이 포함됩니다. 순수한 알루미늄 다이 - 캐스팅도 가능합니다. Zn, Al 및 Mg는 비교적 활성 금속 요소이며 곰팡이 물질과 우수한 친화력을 갖는다. 특히 Al은 - 물기가 죽기 쉽습니다. 곰팡이 경도가 높으면 부식성이 더 좋지만 성형 표면에 부드러운 반점이 있으면 부식성이 좋지 않습니다. 그러나 실제 생산에서 부식은 금형에만 국한됩니다. 예를 들어, 게이트 (코어, 캐비티)에 의해 직접 플러시 된 영역은 부식 경향이 있으며, 알루미늄 합금은 부드러운 영역의 곰팡이에 달라 붙기 쉽다.

다이 캐스팅 생산에서 곰팡이의 일반적인 문제 :

1. 쏟아지는 시스템, 오버플로 시스템

예

(1) 콜드 챔버 수평 다이 캐스팅 기계의 금형 스프루에 대한 요구 사항 :

pressure 압력 챔버의 내 직경 크기는 필요한 특정 압력 및 압력 챔버의 충전 정도에 따라 선택되어야합니다. 동시에, 게이트 슬리브의 내부 직경 편차는 압력 챔버의 내 직경 편차와 비교하여 몇 가지 와이어에 의해 적절하게 확대되어야하며, 게이트 슬리브의 오정렬 및 압력 챔버의 내 직경으로 인한 펀치 재밍 또는 심각한 마모 문제를 피하기 위해. 게이트 슬리브의 벽 두께가 너무 얇아서는 안됩니다. 게이트 슬리브의 길이는 일반적으로 압력 챔버에서 코팅을 제거 할 수 있도록 주입 펀치의 배출 스트로크보다 일반적으로해야합니다.

② 압력 챔버와 게이트 슬리브의 내부 구멍은 열처리 후에 미세하게 접지 된 다음 축을 따라 접지해야합니다. 표면 거칠기는 ≤RA0.2μm이어야합니다. diverter와 코팅의 오목 캐비티 깊이는 크로스 러너의 깊이와 같습니다. 직경은 게이트 슬리브의 내 직경과 일치하며 방향을 따라 5 ° 경사가 있습니다. 코팅 소개 유형 스트레이트 러너가 사용될 때, 압력 챔버의 유효 길이의 부피를 단축하여 압력 챔버의 충전 정도를 개선 할 수 있습니다.

(2) 금형 크로스 러너에 대한 요구 사항

cold 콜드 수평 금형 크로스 러너의 입구는 일반적으로 압력 챔버의 용융 금속이 중력의 작용 하에서 너무 일찍 크로스 러너에 들어가는 것을 방지하기 위해 압력 챔버의 상부 직경의 2/3 이상에 위치해야합니다.

크로스 러너의 십자가 - 섹션 영역은 직선 주자에서 내부 게이트로 점차 감소해야합니다. 단면을 팽창시키기 위해, 용융 금속이 흐르면 음압이 나타나며, 이는 이별 표면의 가스를 쉽게 흡입하고 용융 금속의 흐름에서 와류 공기 연행을 증가시킵니다. 일반적으로 출구의 단면은 입구의 단면보다 10-30% 작습니다.

runner 러너의 길이와 깊이가 있어야합니다. 특정 길이를 유지하는 목적은 흐름을 안정화하고 안내하는 데 역할을하는 것입니다. 깊이가 충분하지 않으면 녹은 금속이 빨리 냉각됩니다. 깊이가 너무 깊다면 응축이 너무 느려서 생산성에 영향을 미치고 재활용 재료의 양을 증가시킵니다.

런너의 십자가 - 러너의 단면 영역은 곰팡이로 들어가는 용융 금속의 속도를 보장하기 위해 크로스의 크로스 - 단면 영역보다 커야합니다. 메인 러너의 십자가 - 단면 영역은 각 지점 러너의 십자가 - 단면 영역보다 커야합니다.

runner 러너의 바닥과 측면은 초기 균열을 피하기 위해 반올림해야합니다. 양면은 약 5 °의 경사로 만들 수 있습니다. 러너 부품의 표면 거칠기는 ≤RA0.4μm입니다

(3) ingate

① 용융 금속이 금형으로 들어가 자마자 이별 표면을 닫아서는 안됩니다. 오버 플로우 그루브와 배기 그루브가 코어에 직접 영향을 미치지 않아야합니다. 곰팡이에 들어간 후 용융 금속의 흐름 방향은 두꺼운 벽에서 얇은 벽까지 채우는 캐스트 리브와 방열판에 가능한 한 가깝게해야합니다.

ingode의 위치를 선택할 때 용융 금속 흐름은 가능한 한 짧아야합니다. 다중 INGATE를 사용할 때는 곰팡이에 들어간 후 여러 용융 금속 스트림이 서로 병합되고 충격되는 것을 방지해야하므로 소용돌이 가스 포함 및 산화 포함과 같은 결함이 발생합니다.

thin 얇은 - 벽으로 둘러싸인 부품의 ingate는 필요한 충전 속도를 보장하기 위해 두꺼운 부품의 부품보다 적절하게 작아야합니다. ingate의 설정은 제거하기 쉽고 주조 몸에 결함 (고기를 먹는)을 유발해서는 안됩니다.

(4) 오버 플로우 트로프

Overflow 트로프는 캐스팅에서 쉽게 제거하고 캐스팅 본체를 손상시키지 않도록 노력해야합니다.

Overlow 오버 플로우 트로프에서 벤팅 그루브를 열 때, 벤팅 그루브를 너무 일찍 차단하고 환기 그루브를 효과적으로 만들지 않도록 오버 플로우 포트의 위치에주의를 기울여야합니다.

③ 동일한 오버플로 트로프에 여러 오버 플로우 포트를 열거 나 매우 넓고 두꺼운 오버플로 포트를 열어 콜드 액체, 슬래그, 가스, 코팅 등을 방지하여 녹은 금속이 오버플로 트로프에서 금형 공동으로 돌아 오는 것을 방지하여 캐스팅 결함을 유발하는 것이 좋습니다.

2. 캐스팅 반경 (모서리 포함)

캐스팅 도면은 종종 채워지지 않은 모서리에 대한 R2와 같은 요구 사항을 나타냅니다. 곰팡이를 만들 때, 우리는이 채워지지 않은 모서리의 중요성을 간과해서는 안되며 둥근 모서리 나 지나치게 작은 코너 반경을 만들어서는 안됩니다. 반경 반경은 용융 금속의 부드러운 충전을 보장하고, 공동으로부터의 가스를 질서 정연하게 배출 할 수 있으며, 스트레스 농도를 줄여서 금형의 수명을 연장시킵니다. (캐스팅은 또한이 위치에서 부적절한 충전으로 인한 균열 또는 결함이 발생할 가능성이 적습니다. 예를 들어, 표준 오일 팬 금형에는 많은 둥근 모서리가 있습니다. Brother Oil Pan Molds가 현재 최고이며 - 듀티 오일 팬의 비율이 높습니다.

3. 금형 초안

금형 초안 방향의 의도적 인 언더컷은 엄격하게 금지됩니다 (이것은 종종 시험 성형 중 곰팡이의 주조 스틱 또는 드릴링 또는 하드 치셀링과 같은 부적절한 처리 방법이 국한된 계약을 유발할 때 발생합니다).

4. 표면 거칠기

성형 영역과 게이팅 시스템은 필요에 따라 신중하게 연마해야하며, 곰팡이 초안 방향을 따라 연마를 적용해야합니다. 압력 챔버에서 게이팅 시스템으로 들어가는 용융 금속의 전체 공정은 0.01-0.2 초만 소요되므로, 용융 금속 흐름 및 압력 손실에 대한 저항을 최소화하려면 높은 표면 마감이 필요합니다. 또한 게이팅 시스템은 가혹한 열과 침식 조건에 영향을 받고 마감이 열악하면 곰팡이 손상의 위험이 증가합니다.

5. 곰팡이 형성 영역의 경도

알루미늄 합금 : 대략 HRC 46 °

구리 : 대략 HRC 38 °

가공 중에는 용접을 피하기 위해 상한 설정으로 곰팡이를 가능한 한 수리 할 수 있도록 준비해야합니다.

다이 - 주조 금형 어셈블리에 대한 기술 요구 사항 :

1. 금형 플레이트와의 곰팡이 이별 표면의 평행.

2. 가이드 핀과 곰팡이 플레이트의 가이드 슬리브의 수직.

3. 분리 표면의 이동성 및 고정 금형 삽입물의 표면은 이동성 및 고정 금형 플레이트보다 0.1-0.05mm 높아야합니다.

4. 이젝터 플레이트 및 재설정 핀은 이별 표면과 플러시되어야합니다. 이젝터 핀은 일반적으로 0.1mm 또는 사용자가 요구하는대로 오목합니다.

5. 곰팡이의 모든 움직이는 부분은 부진하거나 핀 트위치없이 안정적으로 움직입니다.

6. 슬라이더는 단단히 배치되어 코어가 철회 될 때 캐스팅과의 명확한 거리를 유지합니다. 금형이 닫힌 후 슬라이더와 블록 메이트는 최소 2/3입니다.

7. 러너는 매끄럽고 매끄 럽습니다.