주물을 만드는 것을 주조라고 합니다. 주물이라고 하면 철제의 전통 공예품을 떠올리는 사람이 있을지도 모릅니다. 그러나 이 제조법은 근대화된 제조업에서도 많이 사용되고 최첨단 기술도 뒷받침하고 있습니다. 이번에는 주조에 대하여 소개합니다. 
목차
주조란? 그 장점과 단점
주조는 가열하여 녹인 금속을 틀에 부어넣고 식혀 굳히는 방법입니다. 틀로는 모래나 석고, 금속이 사용됩니다. 녹은 금속을 틀에 부어넣기 때문에 복잡한 형상의 제품을 대량 생산하기 쉬운 것이 특징입니다. 자동차 엔진, 오일 펌프와 같은 곡선적인 공동을 만드는데 적합합니다. 또한 절삭 가공 등의 기계 가공과는 달리 제거 가공이 아니므로 수율(원재료에서 깎거나 해서 버려지는 양)이 높다는 특징도 있습니다. 문 손잡이나 타이어 휠 등과 같이 블록 형상에서 깎아내려고 하면 효율이 떨어지는 형상 등의 가공에 빈번히 사용되고 있습니다. 금속이 녹으면 가공할 수 있으므로 재료와 크기의 자유도가 높은 것도 장점입니다. 한편 녹은 금속이 식어 굳을 때 수축하는 점이나 사용하는 틀의 종류에 따라 면의 정밀도 등이 잘 나오지 않는다는 점에서 기계 가공에 비해 정밀도가 낮은 것이 단점입니다. 따라서 다른 부품과의 결합면 등 정밀도가 필요한 부위에는 절삭 등 가공 처리하는 추가 가공이 필요합니다. 게다가 주조하기 위해서는 고온의 녹은 금속을 취급해야 합니다. 그래서 안전면이나 공장의 환경면 등에 대해 생각해야 하고 특히 대량 생산하는 경우는 설비 투자도 필요합니다. 주조는 틀의 재질이나 녹은 금속을 부어넣는 방법에 따라 여러 종류로 나뉩니다. 주조 방법과 특징을 소개하겠습니다.
모래나 석고틀 주조 방법
모래나 석고로 틀을 만들 때는 나무나 수지로 만든 모형을 사용하여 모래나 석고를 굳히고 거기에 녹은 금속을 흘려 넣습니다. 모래나 석고틀을 이용한 주조에는 다음과 같은 방법이 있습니다.
- 사형 주조법 사형 주조법은 다진 모래를 틀로 하는 방법입니다. 주조 후는 틀을 깨고 주물을 꺼냅니다. 틀 제작 비용이 저렴해서 작은 로트 제품에도 대응할 수 있고 복잡한 형상이나 큰 제품을 만들기 쉽다는 등이 장점입니다. 한편 주물 표면이 거칠고 정밀도 높은 가공은 어렵다는 등의 단점이 있습니다.
- 생(생사)형 주조법 생형 주조법은 모래에 점토나 전분이 섞인 것을 틀로 합니다. 틀 제작 비용이 저렴하고 또한 틀에 내구성이 있어 틀을 반복 사용할 수 있습니다. 그러나 틀이 약해서 대형 제작에는 적합하지 않습니다.
- 풀몰드 주조법 풀몰드 주조법은 스티로폼으로 만든 모형 주위를 모래로 굳히고 거기에 녹은 금속을 흘려 넣습니다. 금속 열로 스티로폼이 기화되므로 모형을 제거할 필요가 없고 다른 방법에 비해 주조 공정 수가 적은 것이 특징입니다.
- 로스트 왁스법 로스트 왁스법은 밀랍으로 만든 모형에 바인더(결합제)가 함유된 모래를 뿜어 안의 밀랍을 녹여 틀을 만듭니다. 복잡한 형상이라도 높은 정밀도로 주조할 수 있는 것이 특징입니다.
- 석고 주조법 석고 주조법은 정밀 주조라고도 합니다. 정밀도 높은 틀을 저비용으로 실현할 수 있는 것이 장점입니다. 한편 틀의 내구성이 낮아 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
금형을 사용한 주조법
내열성 있는 튼튼한 금속을 사용하여 금형으로 주조하는 방법도 있습니다. 금형의 가공은 비용이 들기 때문에 설비 비용이 소요되지만 정밀도가 높은 주물을 대량 생산할 수 있는 것이 특징입니다.
- 금형 주조법 금형 주조법은 금형에 녹은 금속을 흘려 넣는 방법입니다. 사형에 비해 정밀도가 높은 것이 특징입니다.
- 다이캐스트법 다이캐스트법은 금형에 녹은 금속을 압력을 가하면서 흘려 넣는 방법입니다. 복잡하고 정밀도 높은 형상을 만들 수 있습니다. 자동차 엔진이나 트랜스미션의 케이스 제조 등에도 사용되는 방법입니다.
- 연속 주조법(연주) 연속 주조법은 제철소 등에서 H형강이나 I형강, 봉재 등 길고 큰 철괴를 만들 때 사용되는 방법입니다. 녹은 금속이 틀을 통과하면서 연속으로 주조됩니다.
정리
가열하여 녹인 금속을 틀에 부어넣는 주조는 대표적인 금속 가공 방법 중 하나입니다. 복잡한 형상을 만들기 쉽지만 기계 가공에 비해 정밀도가 떨어지는 단점이 있습니다. 틀의 재질이나 주조 방법에 따라 다양한 특징이 있고 비용도 달라지므로 목적에 맞는 주조 방법을 선택해야 합니다.
