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라이덴프로스트 현상에서 야기되는 다이캐스팅 이형제의 피막형성 영향 제

전문가 제언: ○ 다이캐스팅 주조에서 이형제 사용은 환경, 생산성, 품질 및 금형 수명을 좌우하는 중요한 공정이다. 현재 이형제의 도포는 금형이 열린 상태에서 스프레이 노즐로부터 수용성 이형제를 분무하여 금형의 공동내에 도포하는 방법이 주로 사용되고 있으나 환경문제와 생산성 등의 많은 문제점을 안고 있다.

○ 이형제는 수용성과 유성 및 분체로 분류되며 수용성은 LF(라이덴프로스트)성이 낮은 반면 분체는 LF는 높으나 금형의 냉각성능이 낮으며 도포두께는 두꺼우나 주조품의 품질을 안정화하기에는 문제가 있다.

○ 최근에는 다이캐스팅 제품의 수요증가로 이형제에 대한 연구도 활발하여 다방면의 연구가 전개되고 있다. 생산과 품질면에서 금형 표면에 잔류된 수분을 제거하기 위한 에어 블로잉시간 단축으로 주조 사이클 시간을 단축하여 생산성 향상하고, 급냉으로 열충격에 의한 열균열이 발생하여 금형수명이 단축되고 있다.

○ 이러한 문제점을 개선하기 위해 포상이형제를 사용하는 공법 개발이 진행되고 있다. 이는 이형제를 거품으로 만들어 공동내에 공급함으로써 금형 표면에 균일한 이형제의 도포로 금형의 급냉부위(예를 들면 돌출부, 코어 핀 등) 방지를 위한 유연한 냉각을 실현하는 것이다.

○ 또한 일본의 주조장치 전문 제조업체인 Shinto kokyo는 다이캐스팅 제품 전문생산업체인 Mino Industry 및 Mizutani Sankyo와 함께 다이캐스팅 금형 표면에 특수 딤플(dimple)을 에어 블라스트로 가공하여 이형제를 거의 사용하지 않고도 다이캐스팅에서 만성적 문제로 되어 온 표면 불량을 대폭 감소시키게 되었다.

○ 자동차 한 대당 다이캐스팅 부품이 약 100kg이 소요되어 2010년에는 다이캐스팅 부품가격이 약 15,980억 원으로 추산되고 있으며 매년 증가 추세다. 이와 같이 증가하고 있는 다이캐스팅 산업에서 생산성을 높이고 불량률을 격감시키는 데 이형제의 역할은 대단히 중요하다고 생각된다.

저자: Ohira Hirobumi, Shimizu toshiaki
자료유형: 학술정보