스테인리스강 임펠러 주물의 일반적인 분리 문제를 방지하는 방법

스테인레스 스틸 블레이드 임펠러 주물 펌프, 원심분리기, 교반기에서 중요한 역할을 하며 장비 효율성과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 주조 공정에서는 용탕의 냉각 및 응고가 고르지 않아 편석이 자주 발생합니다. 편석은 임펠러의 기계적 특성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 국부적인 부식 및 피로 파괴의 위험을 증가시켜 장비 신뢰성을 크게 저하시킵니다. 스테인리스 임펠러의 품질을 향상시키기 위해서는 편석의 종류, 형성 메커니즘, 방지 방법을 이해하는 것이 필수적입니다.

분리의 유형과 원인

분리는 주물 내에서 합금 원소 또는 함유물이 고르지 않게 분포되는 것을 의미합니다. 위치와 특성에 따라 분리는 다음과 같이 분류될 수 있습니다.

1. 중심선 분리
   임펠러의 중앙 부분은 더 천천히 냉각되어 합금 원소가 축적되어 경도와 내식성에 국부적인 변화가 발생합니다.

2. 주변 분리
   가장자리는 빠르게 응고되어 합금 함량이 낮은 영역을 형성합니다. 이러한 영역은 인성이 감소하고 균열 및 캐비테이션이 발생하기 쉽습니다.

3. 매크로 분리
   일반적으로 부적절한 주입 속도, 고르지 못한 금형 온도 또는 열악한 용융 금속 제어로 인해 주조 전반에 걸쳐 상당한 조성 변화가 발생합니다.

4. 미세분리
   일반적으로 입자 경계를 따라 탄소, 크롬 또는 니켈 편석으로 나타나는 입자 또는 하위 입자 수준의 원소 분포가 고르지 않아 내식성과 피로 강도가 손상될 수 있습니다.

분리는 주로 고르지 않은 냉각, 조성 변동, 부적절한 주입 온도, 복잡한 임펠러 기하학적 구조 및 불충분한 용융 금속 유동성으로 인해 발생합니다. 복잡한 블레이드 모양은 응고 시간의 국부적 차이를 악화시켜 분리 가능성을 높입니다.

분리 방지를 위한 공정 관리 조치

스테인레스 스틸 등급의 적절한 선택

스테인레스 스틸 임펠러의 재질은 작동 조건에 따라 선택해야 합니다. 고합금 오스테나이트계 스테인리스강은 고온에서 천천히 응고되므로 편석이 발생하기 쉽습니다. 합금 조성과 미량 원소를 조정하면 응고 거동을 제어하고 분리 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

최적화된 푸어링 시스템

잘 설계된 게이팅 및 라이저 시스템은 균일한 금형 충진을 보장하여 정체 구역과 고르지 못한 냉각을 줄입니다. 타설 온도를 엄격하게 제어하여 과열로 인한 중심선 편석이나 저온으로 인한 오작동을 방지합니다.

합리적인 금형 설계

복잡한 임펠러 주조는 분할되거나 단면적인 금형의 이점을 활용하여 고르지 않은 응고를 유발할 수 있는 두께 변화를 최소화합니다. 절연 슬리브 또는 최적화된 흐름 채널은 블레이드와 허브의 균일한 냉각을 보장하여 대규모 분리를 줄입니다.

열처리 규정

주조 후 열처리는 미세 편석을 개선합니다. 용체화 처리는 합금 원소를 고르게 재분배하여 내식성과 인성을 향상시킵니다. 후속 노화 또는 어닐링은 잔류 응력을 완화하고 미세 구조를 균질화할 수 있습니다.

금속 흐름 및 응고 속도 제어

적절한 용융 및 유지 온도를 유지하면 용융 금속의 유동성이 좋아지는 동시에 분리를 악화시킬 수 있는 지나치게 빠른 냉각을 방지할 수 있습니다. 중요한 영역의 국부적인 가열 또는 내부 냉각은 응고 속도의 균형을 맞추는 데 도움이 될 수 있습니다.

정밀주조기술의 응용

인베스트먼트 주조는 임펠러의 내부 균일성을 크게 향상시킵니다. 정밀한 온도 제어와 최적화된 주입 경로는 중심선과 주변 분리를 줄여 주물 전반에 걸쳐 일관된 성능을 보장합니다.

검사 및 품질 관리

분리는 육안으로 감지하기 어렵고 금속 조직 분석, 분광학, X선 회절 및 초음파 테스트가 필요합니다. 엄격한 공정 관리 및 검사 시스템을 구축하면 잠재적인 편석 영역을 조기에 감지하여 적시에 공정 조정이 가능하고 안정적인 주조 품질을 보장할 수 있습니다.