저압 다이캐스팅 금형용 공구강 선정

저압 다이캐스팅(LPDC)은 가스 압력을 이용하여 용융 금속을 금형 캐비티로 밀어 넣는 제어된 하부 충진 공정입니다. 안정적인 충진 특성으로 인해 난류와 기공 발생률은 감소하지만, 금형에 가해지는 열적 및 화학적 부하를 줄이지는 못합니다.

LPDC 금형은 주기적인 가열 및 냉각 과정을 거칩니다. 용융 알루미늄이나 마그네슘과의 접촉으로 표면 온도가 급격히 상승한 후, 응고 및 부품 배출 과정에서 냉각됩니다. 이러한 반복적인 사이클은 열 피로(열 균열)를 유발합니다. 동시에, 지속적인 금속 흐름은 표면 침식 및 특히 알루미늄 합금에서 납땜과 같은 화학적 반응을 일으킵니다.

선택 요인

선정 기준은 반복적인 사용 조건에서 열피로, 균열 전파, 연화 및 열 전달에 대한 저항성입니다.

열피로 저항성(열 검사)
LPDC 다이의 주요 파손 모드는 열피로입니다. 이는 최고 온도뿐만 아니라 반복적인 온도 변화에 의해 발생합니다. 강재는 반복적인 응력 하에서 균열 발생 및 느린 균열 성장에 저항해야 합니다. 이를 위해서는 작동 온도에서 안정적인 강도와 인성이 요구됩니다.

인성과 내마모성의 균형
경도가 증가하면 침식 및 금속 유동에 대한 저항성은 향상되지만 파괴 저항성은 감소합니다. LPDC 금형에서는 균일 마모보다는 균열로 인한 파손이 흔히 발생합니다. 날카로운 모서리, 얇은 부분 또는 응력 집중이 있는 금형은 더 높은 인성이 요구됩니다. 단순한 형상과 넓은 접촉면은 내마모성을 우선시할 수 있습니다.

고온 경도(템퍼링 저항성)
반복적인 열 노출은 내열성이 부족한 강철의 경도를 저하시킬 수 있습니다. 경도 손실은 소성 변형, 치수 불안정성 및 표면 손상 가속화로 이어집니다. 따라서 해당 재료는 반복적인 가열 조건에서도 경도를 유지해야 합니다.

열전도율
열전도율은 내부 온도 구배에 영향을 미칩니다. 열전도율이 높을수록 열 응력이 감소하고, 특히 수냉식 금형에서 열 균열 발생 속도가 느려집니다.

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요약표