ESR과 VAR: 프리미엄 금형과 핵심 부품을 위한 재용해 청정강

왜 재용해하는가

기존의 용해와 잉곳 주조는 강에 두 가지 유산을 남깁니다. 개재물(탈산과 정련에서 생기는 산화물과 황화물)과 편석(잉곳이 응고될 때 생기는 화학적 불균일)이 그것입니다. 개재물은 피로 균열이 시작되는 곳이고, 종방향과 횡방향 사이에서 인성이 달라지는 이유이며, 금형 캐비티를 거울면으로 연마했을 때 피트나 줄무늬로 나타나는 것입니다. 재용해는 통상의 청정도로는 충분하지 않을 때 업계가 내놓는 해법입니다.

ESR — 일렉트로슬래그 재용해

일차 강의 주조 또는 단조 전극을 수냉식 구리 주형 안으로, 용융된 반응성 슬래그 욕을 통과시켜 방울 단위로 재용해합니다. 슬래그가 정련 작업을 수행합니다. 금속이 통과할 때 개재물을 흡수하고 황을 제거합니다. 주형 안에서의 방향성 응고는 원래보다 편석이 훨씬 적은, 치밀하고 균일한 잉곳을 만듭니다.

실질적인 이득은 청정도, 균일성, 횡방향 인성입니다. 대형 금형 블록에 쓸 수 있을 만큼 균일한 성질과, 통상의 대기 용해 공구강이 따라갈 수 없는 연마성을 제공합니다. ESR은 프리미엄 공구강과 금형강(ESR 품질 H13은 까다로운 다이캐스팅 금형에 확립된 선택입니다), 베어링강, 대형 단조 소재를 위한 주력 재용해 방식입니다.

VAR — 진공 아크 재용해

VAR에서는 진공 챔버 안에서 전기 아크로 전극을 재용해합니다. 슬래그도 공기도 없으므로, 진공이 수소와 휘발성 미량 원소를 뽑아내고, 새로운 것이 산화되어 금속으로 들어갈 수 없습니다. 응고가 엄격히 제어되어 개재물 함량이 매우 낮고 건전하며 균질한 잉곳을 얻을 수 있습니다.

VAR은 가장 핵심적인 회전 부품용 강과 항공우주용 강의 표준 경로이며, 다른 진공 단계와 자주 결합됩니다. 진공 유도 용해와 VAR의 결합(“이중 용해”), 그리고 가장 까다로운 합금에 대한 세 번째 재용해(“삼중 재용해”)가 그 예입니다.

재용해가 제공하는 것과 제공하지 않는 것

• 개재물의 수와 크기를 낮추고(ASTM E45 또는 ISO 4967에 대한 등급 개선으로 확인할 수 있습니다), 피로 성능과 등방성을 개선하며, 금형강의 연마 상한을 높입니다.
• 강종을 바꾸지는 않습니다. 화학 조성은 일차 용해에서 정해집니다. ESR이나 VAR은 강종에 추가되는 품질 경로이지 그 자체로 강종이 아닙니다. 따라서 재용해 경로는 구매 주문서에 명시되어야 하고 재료 문서에 나타나야 하며, 강종명으로부터 당연시되어서는 안 됩니다.
• 비용이 듭니다. 추가 용해, 더 작은 실효 수율, 더 긴 리드타임 때문에 재용해 소재는 대기 용해 동등품보다 확실히 더 비쌉니다. 정확한 프리미엄은 강종과 시장에 따라 너무 크게 달라 보편적인 수치를 제시할 수 없습니다.

구매자가 비용을 치르는 경우

• 고압 다이캐스팅 금형. 열피로 수명이 청정도를 따라가며, 이는 NADCA의 프리미엄 품질 H13 요구사항 뒤에 있는 논리입니다.
• 광학용 및 고광택 플라스틱 금형. 개재물 하나가 연마된 캐비티를 불량으로 만들 수 있습니다.
• 항공우주용 베어링, 기어, 회전 부품. 피로 수명이 인증에 결정적입니다.
• 대형 프리미엄 금형 블록. 두꺼운 단면 전체에 걸친 균일성이 문제의 전부입니다.

통상의 구조용이나 기계용 용도에서는 프리미엄이 측정 가능한 어떤 것도 사주지 못합니다. 재용해는 부품에서 가장 나쁜 개재물이 파손을 좌우하는 바로 그곳에서 값을 하며, 구매자는 비용을 치르기 전에 그 파손 모드를 명명할 수 있어야 합니다.