[주요주조기술] 사형주조(Sand mold)의 정의 및 특징

 

사형(砂型; sand mold) 주조란?

 

 모래(주물사)와 점결제를 이용하여 만든 주형에 용융 금속(용탕)을 주입한 후 응고시켜 원하는 모양의 제품을 얻는 방법이다.

 

＊모래(주물사) : 모래, 점토 및 수분을 주성분으로하여 주형제작에 사용되는 혼합사를 주형사(molding sand)라 하며,

                     이 외에 석탄, coke 분말 등을 첨가하여 성형성을 증가시키고, 주형사가 주물에 소착하는 것을 방지하며,

                     주형에 다공성을 준다. 톱밥, 수모 볏집 등을 첨가하면 주형의 다공성에 도움이 된다. 

＊점결제(binder) :주물사의 입자와 입자를 결합시켜 주형이 쉽게 제작 될 수 있도록 하는 것.

* 경화제 : 결합을 촉진시켜 주형 강도를 증가시키는 역할.

 

이미지 출처 : (주)삼성금속

 

 

사형주조의 특징

 

 ① 금속이나 합금사용에 대한 제한이 적고 비용이 저렴해 가장 많이 사용하는 주조 공법

     사형주조의 경우 정밀도가 사출제품에 비해 떨어지지만 초기 금형제작관련 비용이 상대적으로 경제성 있다.

     따라서, 개발품의 주조 방안 등 제품의 성능 테스트에 많이 사용되며, 사업성을 적은 비용으로 미리 확인해볼 수 있다.

 ② 사형 주형은 모두 1회만 사용.

 ③ 주형용 모래로 규사를 주로 사용하며, 지르콘사 / 올리빈사 / 알루미나사 등도 사용함.

 ④ 상대적 치수 정밀도 비교하자면 "사출 > 중력주조 > 사형주조 " 순.

 ⑤ 다른 주조법에 비해 연신률과 인성이 상대적으로 낮음.

 

 

이미지 출처 : (주)삼성금속

 

사형주조 제작 공정

  ① 만들고자 하는 제품의 주형을 넣고 모래를 깔아 덮는다.

  ② 제작할 제품의 상/중/하 사형을 만든다.

  ③ 쇳물을 부어 응고 시키고 사형을 깨어 제품을 꺼낸다.

  ④ 열처리 과정을 거쳐서 강도를 높이고 필요없는 부분은 제거하고 다듬는다.

 

 

사형주조의 장/단점

  ① 모래를 이용하여 제품의 형상을 만들기 때문에 복잡한 형상의 제품 제작이 가능.

  ② 다품종 소량생산에 적합.

  ③ 제품의 표면조도와 기계적, 물리적 성질이 다소 떨어지는 것이 단점.