KR100193232B1 - 진공 감압 주조장치 - Google Patents

Abstract

주형이 내장되는 감압 쳄버를 상하 분리형으로 형성하고 감압 쳄버가 올려지는 보온로의 상측에 탄성부를 형성함으로써, 용탕의 청정도를 유지시키고, 작업성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 목적으로, 상측이 개구되며 측벽의 내부에는 히터가 매몰 형성되고 측벽의 내측면에는 용탕이 냉각되는 것을 방지하기 위한 내화부재가 배치되는 보온로와 ; 진공펌프와 연결되는 상부 쳄버와, 하측의 입구부가 형성되는 하부 쳄버의 결합으로 이루어져 그의 내부로 주형이 안착된 상태에서 가장자리 플랜지부가 상기 보온로의 측벽 상부로 올려져 적재되는 감압 쳄버와 ; 상기 보온로의 상측부에 배치되어 이의 위로 적재되는 감압 쳄버를 탄성적으로 지지하면서 밀봉의 상태를 유지하여 주는 탄성 밀봉 수단외를 포함하여 이루어지는 진공 감압 주조장치를 제공한다.

Description

진공 감압 주조장치

제1도는 본 발명에 의한 감압 주조장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 클램프의 확대 단면도.

제3도는 본 발명에 적용되는 탄성 밀봉 수단의 단면도.

제4도는 종래 기술의 진공 감압 주조장치의 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 보온로 2 : 용탕

3 : 탄성 밀봉 수단 30 : 승강 부재

31 : 탄발 부재 32 : 신축 부재

4 : 감압 쳄버 40 : 상부 쳄버

41 : 하부 쳄버 42, 44 : 시일링

43 : 클램프 5 : 주형

[산업상 이용 분야]

본 발명은 진공 감압 주조장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 주형이 내장되는 감압 쳄버를 상하 분리형으로 형성하고 감압 쳄버가 올려지는 보온로의 상측에 탄성부를 형성함으로써, 용탕의 청정도를 유지시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 진공 감압 주조장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 주조는 금속을 용해하여 적절히 설계하여 마련된 주형에 주입하고 응고시켜 원하는 형상으로 만드는 것을 말하며, 상기 주형을 만들기 위해서는 모형을 제작하여야 하는데, 이 모형은 사용하는 재질에 따라 다르지만 주로 나무로 만드는 목형이 많이 쓰인다.

이와 같이 목형에 의해 원하는 형상의 모형이 제작되면, 이 모형을 주형용 모래, 즉 주형사(鑄型砂)에 묻고 다진 다음에 모형을 뽑아내면 모래 속에 모형과 같은 형상의 공간부가 생긴다.

이러한 모형의 공간부에 용융 금속이 흘러 들어갈 통로와 기타 주조에 필요한 부분을 설치하는 것을 주형(Mold)라 한다.

상기한 특수 주조법중에는 다이 캐스팅, 원심 주조법, 가압 주조법, 저압 주조법, 감압 주조법, 진공 주조법 등으로 나뉘어지며, 본 발명에서는 진공 감압 주조법과 관계한다.

제4도는 종래 기술의 진공 감압 주조장치를 나타내는 측단면도로써, 부호(80)은 보온로(Ladle)를 나타내고 있다.

상기한 보온로(80)의 측벽에는 히터(81)가 설치됨과 아울러 그 내측면에 내화부재(82)가 라이닝되어 보온로(80)에 충진되는 용탕(83)이 외부 온도에 의해 굳거나 형상 변화가 이루어지지 않도록 하고 있다.

그리고, 도시되지 않은 제어부에 의해 수평, 수직 운동 가능하고 진공력이 작용하도록 진공펌프(도시 생략)와 연결된 지그(84) 등의 클램핑 수단에 의해 클램핑된 주형(85)이 보온로(80)에 옮겨져 지그(84)를 통해 진공이 작용함으로써 보온로(80)에 채워진 용탕(83)이 주입되는 바, 상기 주형(85)은 소정의 형상으로 형성된 캐비티(86)와 연통된 주입 구명(87)이 형성되어 용탕(83)이 주입되도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 진공 감압 주조장치는, 보온로(80)에 소정의 양만큼 용탕(83)을 채운 다음, 지그(84)에 의해 클램핑된 주형(85)을 이동시킨다.

상기한 주형(85)은 수평 및 수직 이동한 지그(84)에 의해 용탕(83) 속에 침적되는 바, 상기 지그(84)의 수직 이동거리는 주형(85)이 용탕(83) 속에 침적되어 캐비티(86)에 유입되도록 하는 위치에 놓이게 된다.

따라서 지그(84)에 의해 이송된 주형(85)은 항상 보온로(80) 용탕(83) 속의 동일한 위치에 놓이게 된다.

이와 같이 주형(85)이 용탕(83) 속에 침적되면, 제어부를 작동하여 진공펌프를 작동시킴으로써, 그 진공력이 제4도의 화살표 방향을 따라 지그(84)의 내측으로 작용함에 따라 주형(85)의 유입 구멍(87)을 통해 용탕(83)이 캐비티(86)에 채워짐과 동시에 뜨거운 용탕(83) 속에 주형(85)이 침적되어 발생되는 가스가 통기성이 있는 주형(85)을 통해 지그(84)에 작용되는 진공력과 함께 빠져 나가게 된다.

상기한 바와 같이 용탕(83)이 주형(85)의 캐비티(86)에 주입되어 소정의 시간이 경과되면, 캐비티(86) 속에 주입된 용탕(83)이 고화되는데, 이때 제어부를 작동시켜 주형(85)을 원하는 장소로 이송시키면 작업이 완료되고, 전기한 작동을 반복 시행함으로써 동일한 모양의 주물을 얻을 수 있게 된다.

[해결하고자 하는 문제점]

이와 같은 종래 기술의 진공 감압 주조장치는, 소정의 수평·수직 이동 가능한 지그에 의해 클램핑되어 용탕이 채워진 보온로에 침적시켜 진공펌프를 작동시킴으로써 용탕이 주입구를 통해 캐비티에 주입되게 되는데, 이때, 보온로의 상부가 개방됨으로써, 용탕이 대기 중의 산소와 반응하여 산화물이 많아지면서 용탕을 오염시키게 되어 용탕의 청정도를 유지할 수 없는 문제점이 있다.

그리고 지그가 주형 자체를 지지하게 되는 바, 주형을 파손시키고 캐비티의 형상을 변형시키는 문제점이 있다.

또한, 주형을 잡고 있는 지그를 통하여 주형으로 진공압이 전달되는 바, 진공의 누설이 발생되어 용탕의 유입이 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로써, 본 발명의 목적은 주형이 내장되는 감압 쳄버를 상하 분리형으로 형성하고 감압 쳄버가 올려지는 보온로의 상측에 밀폐 탄성부를 형성하여 비산화성 분위기를 유지함으로써, 대기와 용탕의 반응을 차단하여, 용탕의 청정도를 유지시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 진공 감압 주조장치를 제공하려는 것이다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

이를 실현하기 위하여 본 발명은 상측이 개방되며 측벽의 내부에는 히터가 매몰 형성되고, 측벽의 내측면에 용탕이 냉각되는 것을 방지하기 위한 내화부재가 배치되는 보온로와 ; 진공펌프와 연결되는 상부 쳄버와, 하측의 입구부가 형성되는 하부 쳄버의 결합으로 이루어져 그의 내부로 주형이 안착된 상태에서 가장자리 플랜지부가 상기 보온로의 측벽 상부로 올려져 적재되는 감압 쳄버와 ; 상기 보온로의 상측부에 배치되어 이의 위로 적재되는 감압 쳄버를 탄성적으로 지지하면서 밀봉 상태를 유지하여 주는 탄성 밀봉 수단을 포함하여 이루어지는 진공 감압 주조장치를 제공한다.

상기에서 감압 쳄버는 중앙부에 상방으로 요입되는 굴곡부가 형성되어 그의 외측으로 플랜지가 형성되며, 이의 굴곡부 중앙으로 진공펌프와 연결되는 덕트가 형성되는 상부 쳄버와, 중앙부가 하측으로 소정의 깊이를 갖고 요입되어 주형이 적재되는 공간부가 마련되고, 상기 공간부의 저면 중앙부에 상광하협 형태로 형성되어 그의 하단부가 용탕에 잠기는 입구부가 일체로 형성되는 하부 쳄버로 이루어져 상기 상하 플랜지 사이로 시일링을 개재시켜 클램프로 결합되는 진공 감압 주조장치를 제공한다.

상기에서 클램프는 자체 탄성을 갖고 ㄷ자로 형성되는 고정구로 이루어지는 진공 감압 주조장치를 제공한다.

상기에서 탄성 밀봉 수단은 상단으로 받침판이 배치되고 하단이 측벽에 형성되는 안내홈에 삽입되어 승강하는 승강 부재와 ; 상기 받침판의 저면과 측벽 상면 사이에 개재되어 상기 받침판을 항시 상측으로 밀어 주는 탄발력을 발휘하는 탄발 부재와 ; 상기 탄발 부재의 외측으로 신축 가능하게 배치되는 신축 부재로 이루어지는 진공 감압 주조장치를 제공한다.

[작 용]

이러한 진공 주조장치에 의하면 주형이 내장된 상·하 감압 쳄버를 클램프로 결합한 후에 보온로 위로 올려 놓으면 측벽 위로 형성된 탄성 밀봉 수단 위로 올려지게 되는데, 이때 탄성 밀봉 수단의 탄발 부재의 탄발력에 의하여 유연하게 올려져 감압 쳄버의 내부로 내장된 주형이 충격을 받지 않게 되며, 감압 쳄버와 보온로 사이에는 어떠한 틈새도 발생되지 않게 된다.

이의 상태에서 제어부가 작동하여 미도시된 진공펌프를 작동시키면 진공압이 덕트를 통하여 감압 쳄버의 내부 공간부에 형성되면서 용탕을 주형 내부로 흡입하게 되므로 용탕은 하부 감압 쳄버의 입구부를 통하여 주형의 유입 구멍을 거쳐 캐비티에 채워지고 이의 용탕이 냉각 고체화되면서 제품을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이 보온로가 밀폐됨으로써, 용탕의 산화를 방지하여 용탕의 청정도를 유지할 수 있어 양질의 제품을 얻을 수 있으며, 주형이 감압 쳄버에 안착된 상태에서 보온로에 적재되고, 적재시의 충격을 탄성 밀봉 수단에서 흡수하여 주므로 주형의 파손을 방지하면서 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 감압 주조장치의 구성도로써, 부호 1은 보온로를 지칭한다.

상기 보온로(1)는 상측이 개방되며 측벽(10)의 내부에는 히터(12)가 매몰 형성되고 측벽의 내측면에는 내화 부재(13)가 라이닝 형성되어 보온로(1)에 채워지는 용탕(2)의 온도를 일정하게 제어 조정할 수 있도록 하였다.

그리고 상기 보온로(1)의 측벽(10) 상측부에는 상단으로 측벽(10)의 전 둘레와 동일한 띠상의 판의 이루어지는 받침판(300)이 형성되고 그의 하단은 측벽(10)에 형성되는 안내홈(14)에 삽입되어 승강하는 승강 부재(30)와 ; 상기 받침판(300)의 저면과 측벽(10)의 상면 사이에 개재되어 상기 받침판(300)을 항시 상측으로 밀어 주는 탄발력을 발휘하는 탄발 부재(31)와 ; 상기 탄발 부재(31)의 외측으로 신축 가능하게 배치되는 신축 부재(32)로 이루어지는 탄성 밀봉 수단(3)이 배치된다.

상기 승강 부재(30)는 측벽(10)의 전 둘레에 걸쳐 배치되는 것이 아니라 받침판(300)이 평형을 잃지 않고 승강될 수 있도록 등간격으로 다수 개소에 배치되며, 승강 부재(30)의 하단은 대직경부로 형성되어 최고의 상승시 안내홈(14)의 상단으로 형성된 둘레턱(140)에 걸리어 승강 범위를 한정할 수 있도록 형성된다.

상기 승강 부재(30)에 탄발력을 발휘하는 탄발 부재(31)는 압축 코일 스프링을 사용하는 것이 바람직한데, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 동일한 기능을 발휘할 수 있는 탄발 부재이면 족하다.

그리고 신축 부재(32)는 제1도에서와 같이 바람직하게는 벨로우즈 타입이 좋으나, 이에 한정되지 않고 제3도에서와 같은 얇은 강판을 사용하여도 승강 부재(30)의 하강시 그의 중간부가 외측으로 확장되면서 축소되므로 사용이 가능하다.

물론 상기 신축 부재(32)는 열에 강한 내화성 재질이다.

그리고 상기 보온로(1)의 측벽(10) 위의 탄성 밀봉 수단(3)에 올려지고 내부에는 주형(5)이 배치되는 감압 쳄버(4)는 상(40)·하(41) 쳄버로 분리 형성된다.

상부 쳄버(40)는 중앙부에 상방으로 요입되는 굴곡부(400)가 형성되어 그의 외측으로 플랜지(401)가 형성되며, 이의 굴곡부(400) 중앙으로는 미도시된 진공 펌프와 연결되는 덕트(402)가 연통된다.

하부 쳄버(41)는 중앙부가 하측으로 소정의 깊이를 갖고 요입되어 주형(5)이 적재되는 공간부(410)가 마련되고, 상기 공간부(410)의 저면(411) 중앙부는 상광하협 형태로 형성되어 그의 하단부가 용탕(2)에 잠기는 입구부(412)가 일체로 형성된다.

이에 따라 상기 공간부(410)의 상측단 가장자리로 형성되는 플랜지(413)의 상측으로 상기의 상부 쳄버(40)가 올려져 결합되는데, 양 플랜지(401)(413) 사이에는 밀봉을 위하여 시일링(42)이 개재되며, 양 플랜지(401)(413) 는 클램프(43)에 의하여 결합 상태가 유지된다.

상기 클램프(43)는 제2도에서와 같이 ㄷ자로 형성되는 고정구(430)로 형성되는데, 이의 고정구(430)는 미도시된 작동 실린더에 의하여 전후 이동하면서 그의 개구부(431) 사이로 양 플랜지(401)(413) 삽입되면서 결합 상태가 유지되도록 하게 된다.

물론 상기 클램프(43)의 고정구(430)는 반드시 작동 실린더에 의하여 동작되는 것은 아니며, 고정구(430) 자체만을 작업자가 수동으로 플랜지(401)(413)에 박아 넣어도 좋다.

그리고 상기 고정구(430)의 고정편(432)(433)의 선단 내면은 약간 경사지게 하거나 라운드(434) 가공하면 플랜지(401)(413)로의 삽입시 용이해질 것이다.

상기 상하부 쳄버(40)(41)의 내부로 내장되는 주형(5)은 종래와 같이 보온로(1)에 채워진 용탕(2)이 캐비티(50)에 주입되도록 유입 구멍(51)이 형성되어 있으며, 하부 쳄버(41)의 입구부(412)의 상측에 올려지게 되는데, 이때 주형(5)의 저면과 공간부(411)의 상면 사이에는 시일링(44)이 개재되어야 한다.

상기 시일링(44)은 용탕(2)의 흡입시 진공압이 누설되는 것을 방지하기 위함이다.

이러한 진공 주조장치에 의하면 주형(5)이 내장된 상·하 감압 쳄버(40)(41)를 클램프(43)로 결합한 후에 보온로(1) 위로 올려 놓으면 측벽(10) 위로 형성된 탄성 밀봉 수단(3) 위로 올려지게 되는데, 이때 탄성 밀봉 수단(3)의 탄발 부재(31)의 탄발력에 의하여 유연하게 올려져 감압 쳄버(4)의 내부로 내장된 주형(5)이 충격을 받지 않게 되며, 감압 쳄버(4)와 보온로(1) 사이에는 어떠한 틈새도 발생되지 않게 된다.

이의 상태에서 제어부가 작동하여 미도시된 진공펌프를 작동시키면 진공압이 덕트(402)를 통하여 감압 쳄버(4)의 내부 공간부에 형성되면서 용탕(2)을 주형(5) 내부로 흡입하게 된다.

그러면 용탕(2)은 하부 감압 쳄버(41)의 입구부(412)를 통하여 주형(5)의 유입 구멍(51)을 거쳐 캐비티(50)에 채워지고 이의 용탕(2)이 냉각 고체화되면서 제품을 얻을 수 있는 것이다.

상기와 같은 주조장치에 의하면 보온로(1)가 밀폐됨으로써, 외부의 불순물이 침투되지 않아 용탕의 청정도를 유지할 수 있어 양질의 제품을 얻을 수 있으며, 주형(5)이 감압 쳄버(4)에 안착된 상태에서 보온로에 적재되고, 적재시의 충격을 탄성 밀봉 수단에서 흡수하여 주므로 주형의 파손을 방지하면서 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한. 감압 쳄버(4)의 밀봉 상태가 좋아져 용탕의 충진 속도 향상으로 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

[효 과]

이상에서와 같이 본 발명에 의하면 주형이 내장되는 감압 쳄버를 상하 분리형으로 형성하고 감압 쳄버가 올려지는 보온로의 상측에 탄성 밀봉 수단을 형성함으로써, 용탕의 청정도를 유지시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 상측이 개방되며 측벽의 내부에는 히터(12)가 매몰 형성되고 측벽의 내측면에는 용탕이 냉각되는 것을 방지하기 위한 내화 부재(13)가 배치되는 보온로(1)와 ; 진공펌프와 연결되는 상부 쳄버(40)와, 하측의 입구부(412)가 형성되는 하부 쳄버(41)의 결합으로 이루어져 그의 내부로 주형(5)이 안착된 상태에서 가장자리 플랜지부가 상기 보온로(1)의 측벽 상부로 올려져 적재되는 감압 쳄버(4)와 ; 상기 보온로(1)의 상측부에 배치되어 이의 위로 적재되는 감압 쳄버(4)를 탄성적으로 지지하면서 밀봉의 상태를 유지하여 주는 탄성 밀봉 수단(3)을 포함하여 이루어지는 진공 감압 주조장치.
2. 제1항에 있어서, 감압 쳄버(4)는 중앙부에 상방으로 요입되는 굴곡부(400)가 형성되어 그의 외측으로 플랜지(401)가 형성되며, 이의 굴곡부(400) 중앙으로 진공펌프와 연결되는 덕트(402)가 형성되는 상부 쳄버(40)와, 중앙부가 하측으로 소정의 깊이를 갖고 요입되어 주형(5)이 적재되는 공간부(410)가 마련되고, 상기 공간부(410)의 저면 중앙부에 상광하협 형태로 형성되어 그의 하단부에 용탕(2)이 잠기는 입구부(412)가 일체로 형성되는 하부 쳄버(41)로 이루어져 상기 상하 플랜지(401)(413) 사이로 시일링(42)을 개재시켜 클램프(43)로 결합됨을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
3. 제2항에 있어서, 클램프(43)는 자체 탄성을 갖고 ㄷ자로 형성되는 고정구(430)로 이루어짐을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 클램프(43)의 고정구(430) 고정편(432)(433)은 선단 내면을 경사 혹은 라운드 가공한 것을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
5. 제1항에 있어서, 탄성 밀봉 수단(3)은 상단으로 받침판(300)이 배치되고 하단이 측벽에 형성되는 안내홈(14)에 삽입되어 승강하는 승강 부재(30)와 ; 상기 받침판(300)의 저면과 측벽 상면 사이에 개재되어 상기 받침판(300)을 항시 상측으로 밀어 주는 탄발력을 발휘하는 탄발 부재(31)와 ; 상기 탄발 부재(31)의 외측으로 신축 가능하게 배치되는 신축 부재(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
6. 제5항에 있어서, 받침판(300)은 띠상의 판으로 형성되어 보온로(1) 측벽(10)의 전 둘레로 형성됨을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
7. 제5항에 있어서, 신축 부재(32)는 내화성 부재로 벨로우즈 타입으로 이루어짐을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.
8. 제5항에 있어서, 신축 부재(32)는 얇은 강판으로 형성함을 특징으로 하는 진공 감압 주조장치.