알루미늄 주조 불량 대책 및 토탈 솔루션
“주조 품질은 용탕 품질로부터”
포기했던 그 결함, 해결할 수 있습니다. 열분석법을 통한 알루미늄 주조 불량 대책 및 용탕 품질 개선 클리닉
용탕 품질 분석 · 진단
유동 해석의 한계를 열분석이 넘다. 시뮬레이션이 상정하지 않는 결정적인 원인이란?
잉곳이나 용탕에서 기인하는 알루미늄 주조품의 불량 대책은 KANAE가 가장 자신 있는 분야입니다. 용탕 내의 산화물에는 「이로운 것(선옥)」과 「해로운 것(악옥)」이 있으며, 지금까지 잘 알려지지 않았던 **「용탕이 지나치게 청정해서 생기는 결함」**의 존재도 당사의 열분석 기술이 증명했습니다.
실제 현장은 관리된 실험실과 같은 무균 상태가 아닙니다. 그렇기 때문에 우리는 이상적인 환경하의 이론이 아니라, 불순물도 변동도 있는 **「현장의 리얼리티」**에 입각한 기술을 제공합니다. 현장에는 현장 나름의, 더 복잡한 진실이 있기 때문입니다.
[열분석을 통해 밝혀낼 수 있는 결함]
하드 스팟(Hard Spots), 개재물
수축(Shrinkage), 기공(Micro-porosity), 복합 기공
미스런(주입 불량), 콜드 셧(이매/Oxide films)
코너부의 수축 및 균열, 누설(Leak)
기계적 성질의 저하 (인장강도, 항복강도, 연신율, 경도)
열처리(T6)가 듣지 않음, 열처리 효과를 얻을 수 없음
이러한 수많은 결함 원인에 더해, 최근에는 수소 가스와의 상관관계도 분석 시야에 들어와 있습니다.
재료 분석 및 공정 최적화 지원
왜 유동 해석 시뮬레이션으로도 결함은 사라지지 않는가? 어떤 중요한 요소가 고려되지 않았기 때문입니다.
전 세계 잉곳을 꿰뚫어 보는 분석력 당사는 일본, 중국, 중동, 유럽 등 세계 각국의 알루미늄 합금 잉곳을 분석해 왔습니다. 잉곳에는 생산국이나 제조사마다 「특징(버릇)」이 있습니다. 산화물이나 실리콘 관리가 허술한 공장에서는 계절이나 **로트(Lot)**가 바뀌는 것만으로도 성질이 급변하기도 합니다.
「저가 재료」로도 「양품」은 만들 수 있다 잉곳을 열분석하면, 어떤 용탕 처리를 해야 양품이 나오는지 알 수 있습니다. 구매 원가 절감을 위해 저가 잉곳이나 **회수재(Return Scrap) 100%**를 사용하는 경우에도, 열분석이 있으면 베스트 초이스와 최적의 처리가 가능해집니다.
기술을 조직에 정착시키는 트레이닝 희망하시는 경우 현장 조사를 실시하고, 분석 결과에 근거하여 최적의 용탕 처리와 대책을 강의합니다. 기술을 현장에 뿌리내리게 하기 위한 정기적인 팔로업 연수도 가능합니다.
먼저 잉곳 분석을 의뢰해 주십시오. 가능하다면 회수재나 현재 사용 중인 플럭스도 함께 보내 주시면, 현장의 실태에 즉한, 보다 정밀도 높은 진단 리포트를 작성해 드립니다.
열분석 장치 (Thermal Analysis System)
당사가 기술 지도 현장에서 애용하는 열분석 장치를 귀사에서도 그대로 사용하실 수 있습니다. 이 장치의 최대 장점은 알루미늄 용탕 품질의 **「수치화(시각화/Visualization)」**입니다.
작업자의 감이나 경험에 의존하는 것이 아니라, 생산기술 부서가 미리 정해 둔 **「합격 라인(점수)」**을 현장이 지키는 방식입니다. 이를 통해 생산기술 부서와 주조 현장이 공통된 **「수치(Data)」**로 소통할 수 있게 되며, 결과적으로 품질 안정화와 불량률 저감으로 직결됩니다.
열분석용 정밀 샘플링 컵 (Precision Sampling Cup)
정확한 계측은 정밀하게 계산된 「샘플링 컵(Sampling Cup)」에서 시작됩니다. KANAE의 컵은 알루미늄 용탕의 열분석을 위해 **「모래 입도·중량·방열 구조」**를 최적화하였으며, **고정밀 열전대(Thermocouple)**를 내장하고 있습니다.
주철용 컵이나 타사의 유사품으로는 결코 흉내 낼 수 없는, 알루미늄 전용 설계만의 압도적인 측정 정밀도를 제공합니다.
초급속 감압 응고 장치 (Super Rapid Vacuum Solidification)
본래 감압 응고 장치는 가스를 내부에 가두어 평가하기 위한 것입니다. 하지만 기존 장치는 감압 속도가 너무 느려, 응고되기 전에 가스가 표면으로 빠져나가 버립니다. 이는 마치 **「김 빠진 콜라」**의 탄산 농도를 검사하는 것과 다를 바 없습니다.
현장에서는 「기포가 터지거나 끓어넘치니까」라는 이유로 감압 속도를 일부러 늦추는 경우도 있습니다만, 이는 주객전도(本末転倒)입니다. 끓어넘치는 것은 가스가 과도하게 남아 있다는 증거입니다. 거기서 속도를 늦춰 가스를 빼버리면, 분석 데이터상으로는 「정상(규정 내)」으로 판정되더라도 실제 주조품에는 가스 결함이 발생하는 모순이 일어납니다.
가스가 빠져나갈 틈을 주지 않는 KANAE의 「급속 감압」 기술을 통해, 속임수 없는 용탕의 **「진정한 가스량」**을 평가할 수 있습니다.
직관식 유동성 시험 장치 (Straight Grass Tube Fluidity Tester)
유리관이기에 탕의 흐름이 「보인다」. 측정도 간편하다.
다양한 주조 조건(온도 등)이나 산화물, 첨가제가 알루미늄 용탕의 **유동성(유동 길이)**에 미치는 영향을 평가하기 위한 장치입니다. 측정부에 **Pyrex™(내열 유리 직관)**를 채용하고 있다는 점이 가장 큰 특징입니다.
표준 시료나 타 조건 시료와의 비교가 어려운 기존의 **「스파이럴 테스트(소용돌이 시험)」**와는 달리, 샘플 관찰이나 길이 측정이 매우 용이합니다. 시험의 번거로움을 줄이고, 보다 정확한 비교 평가를 가능하게 합니다.
플럭스 피더 (Flux Feeder)
수작업으로 플럭스 처리를 완벽하게 수행하기란 쉽지 않습니다. 용탕 표면뿐만 아니라, 로 바닥부터 전체를 10분간 계속 교반해야 하기 때문입니다. 이 작업은 작업자에 따른 품질 편차가 발생하기 쉽고, 특히 여름철에는 가혹한 중노동이 되어 부상의 위험도 따릅니다.
이 플럭스 피더를 도입하면, 입사 1년 차 직원이나 체력에 자신이 없는 분이라도 베테랑과 동등한 수준의 처리가 가능해집니다. 기존 피더의 고질적인 문제였던 「막힘」이나 「배출 불균일」 현상도 말끔히 해결했습니다. KANAE의 **「현장에서 진짜 쓸 만한 피더」**는 작업 부하를 줄여 직원 퇴사를 방지하고, 신입 사원을 즉시 전력화하며, 작업 표준화와 품질 안정을 실현합니다.
알루미늄 주조용 플럭스 (Aluminum Casting Flux)
에너지 절약에 따른 「유지 온도 저하」나 「기가 캐스팅(Gigacasting)」화, 그리고 잉곳 산지에 따른 성상 차이 등, 알루미늄 주조의 현장 환경은 급변하고 있습니다.
유지 온도 저하 (에너지 절약 대응)
금형 온도 상승 및 냉각 사이클의 변화
복잡한 의장 디자인 및 **기가 캐스팅(Gigacasting)**화
생산국이나 제조사, 로트(Lot) 차이에 따른 잉곳 품질의 산포(편차)
과거의 상식이 통하지 않는 이러한 변화에 대응하기 위해, KANAE는 플럭스를 새롭게 설계했습니다. 철저한 열분석과 **현장 테스트(Field Trials)**를 반복하여, **「현대의 주조 환경」**에 최적화된 플럭스를 제공합니다.
결정립 미세화제 & 개량제 (Si 개량 / Mg 보호)
불순물을 극한까지 억제한 하이엔드 미세화제 및 개량제
알루미늄 주조용 결정립 미세화제(Ti-B) 및 각종 **개량제(B/Sr/Be 등)**입니다. KANAE는 **수축(Shrinkage)**이나 누설(Leak) 대책에 확실한 효과를 발휘하는, 불순물이 적은 고품질 제품만을 엄선하여 제공합니다.
첨가제 자체에서 기인하는 결함 리스크를 배제하고, 의도한 대로의 **조직 제어(Microstructure Control)**를 실현합니다. 주조 결함을 진심으로 줄이고자 하는 현장을 위한 **프로 사양(Pro-spec)**의 첨가제입니다.