KR100482521B1 - Apparatus for shielding sink head of gravity casts and method for controlling it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중력주조시 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 제품의 압탕부를 보온시킴과 동시에 적정량의 열을 가하여 압탕부의 급격한 응고를 방지시켜줌으로써, 압탕부의 급격한 응고시 발생되는 제품 내 결함을 최소화할 수 있도록 하고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품 주조가 가능하도록 하며, 압탕부의 양 축소를 가능하게 하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있도록 하는 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for shielding a pressure casting part of a gravity casting and a control method thereof, and more particularly, to maintain an infusion amount of a product when the molten metal is solidified after being injected into a mold and a pressure mold during gravity casting. By preventing the rapid solidification of the hot water part, it is possible to minimize the defects in the product generated during the rapid solidification of the hot water part, to increase the effect of the hot water and to cast high quality products, and to reduce the amount of the hot water part. The present invention relates to a gravity casting pressure shielding part shielding device and a control method thereof, which can reduce the cost of processing the pressure casting part after casting.
Description
본 발명은 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중력주조시 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 제품의 압탕부를 보온시킴과 동시에 적정량의 열을 가하여 압탕부의 급격한 응고를 방지시켜줌으로써, 압탕부의 급격한 응고시 발생되는 제품 내 결함을 최소화할 수 있도록 하고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품 주조가 가능하도록 하며, 압탕부의 양 축소를 가능하게 하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있도록 하는 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for shielding a pressure casting part of a gravity casting and a control method thereof, and more particularly, to maintain an infusion amount of a product when the molten metal is solidified after being injected into a mold and a pressure mold during gravity casting. By preventing the rapid solidification of the hot water part, it is possible to minimize the defects in the product during the rapid solidification of the hot water part, to increase the effect of the hot water and to cast high quality products, and to reduce the amount of the hot water part. The present invention relates to a gravity casting pressure shielding part shielding device and a control method thereof, which can reduce the cost of processing the pressure casting part after casting.
일반적으로 중력주조법(gravity casting method)은 용탕을 중력으로 금형에 주입하여 주물을 만드는 주조방법을 말하며, 현재 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 등의 비철합금, 주철 또는 강철을 소재로 하여 피스톤, 슬리브, 크랭크 케이스, 실린더, 베어링 등을 제조하는데 널리 이용되고 있다.In general, the gravity casting method is a casting method in which molten metal is injected into a mold by gravity to make a casting. Currently, a nonferrous alloy such as aluminum (Al), magnesium (Mg), copper (Cu), cast iron, or steel is used. As a material, it is widely used to manufacture pistons, sleeves, crankcases, cylinders, bearings, and the like.
첨부한 도 3은 통상의 중력주조법 실시시 금형, 압탕 몰드, 주조품(제품) 및 압탕부를 보여주는 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 중력주조시에는 금형(1)의 상측에 압탕부(7)를 위한 압탕 몰드(3)가 설치된다.FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mold, a press mold, a cast product (product) and a press part when performing a conventional gravity casting method. As shown in FIG. 3, the press part 7 is placed on the upper side of the mold 1 during gravity casting. The pressure mold 3 for the installation is installed.
상기 압탕부(7)는 금형(1)에 주입된 용탕이 냉각되어 응고 수축될 때 금형(1) 내 공간 형성으로 주조품(5)의 결함이 발생되지 않도록 구비되는 것으로서, 금형(1)의 최상 위치에서 압탕 몰드(3)에 담겨지는 여분의 용탕을 말한다.The hot water portion 7 is provided so that defects of the cast product 5 are not generated by forming a space in the mold 1 when the molten metal injected into the mold 1 is cooled and solidified and contracted. The excess molten metal contained in the pressure mold 3 in the position is referred to.
상기 중력주조법에서 압탕부(7)의 중요 역할은 용탕 응고시 제품(5) 내부의 응고 수축에 의한 소재 부족분의 보충과 불균일 응고를 방지하는 열원으로서의 역할이다.In the gravity casting method, an important role of the hot water casting unit 7 is to serve as a heat source for replenishing the shortage of material due to the solidification shrinkage inside the product 5 and preventing non-uniform solidification.
통상, 중력주조법에 의한 제품 생산의 경우 제품 내부의 품질 향상을 위하여 제품(5) 무게와 동등한 수준의 압탕부(7)가 필요하다.In general, in the case of production of the product by the gravity casting method, in order to improve the quality of the interior of the product, the pressure portion 7 equivalent to the weight of the product 5 is required.
그러나, 상기와 같은 중력주조법에서는 압탕부를 설치하는 데에 따른 다음의 문제점이 있었다.However, in the gravity casting method as described above, there were the following problems due to the installation of the pressure portion.
즉, 압탕부 중량의 정량화 그리고 크기 및 형상의 제어가 힘들며, 압탕부에서 먼저 응고가 일어날 경우 제품 내부에 미세 구멍(pin hole), 기공(blow hole) 또는 수축 공동(shrinkage cavity)과 같은 결함이 발생될 수 있다. In other words, it is difficult to quantify the weight of the hot water part and control the size and shape, and if solidification occurs first in the hot water part, defects such as pin holes, blow holes, or shrinkage cavities in the product may be caused. Can be generated.
또한, 주조 후 압탕부는 제품으로부터 절단되어 재활용되는데, 압탕부의 양이 많을수록 전처리, 후처리, 재용해시의 비용이 증가된다. In addition, after casting, the hot water part is cut from the product and recycled. The larger the amount of hot water parts, the higher the cost of pretreatment, post-treatment, and remelting.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 중력주조시 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 제품의 압탕부를 보온시킴과 동시에 적정량의 열을 가하여 압탕부의 급격한 응고를 방지시켜줌으로써, 압탕부의 급격한 응고시 발생되는 제품 내 결함을 최소화할 수 있도록 하고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품 주조가 가능하도록 하며, 압탕부의 양 축소를 가능하게 하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있도록 하는 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, and when the molten metal is injected into the mold and the pressure mold during gravity casting, the molten part is kept warm while simultaneously applying an appropriate amount of heat to the molten part of the product. By preventing the rapid solidification of the product, it is possible to minimize the defects in the product generated during the rapid solidification of the hot water part, to increase the effect of the hot water and to enable the casting of high-quality products, and to reduce the amount of the hot water by casting It is an object of the present invention to provide a gravity casting casting apparatus shielding apparatus and a control method thereof, which can reduce the post-pressure treatment unit cost.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 중력주조물 압탕부 차폐 장치는 압탕부(7) 상면을 가열하기 위한 가열수단(11)이 구비되고 압탕 몰드(3) 상면을 차폐시켜주는 차폐기구(10)와, 압탕 몰드(3) 상면의 개방상태에서 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하는 제1온도측정수단(20)과, 상기 차폐기구(10)의 작동으로 압탕 몰드(3) 상면이 차폐된 상태에서 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하는 제2온도측정수단(30)과, 상기 두 온도측정수단(20,30)으로부터 검출된 압탕부(7) 상면의 온도에 따라 상기 차폐기구(10) 및 가열수단(11)의 작동을 제어하는 제어수단(40)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The gravity casting pressure shield part of the present invention is provided with a heating means (11) for heating the upper surface of the pressure portion (7) and the shielding mechanism (10) for shielding the upper surface of the pressure mold (3), the pressure mold (3) The first temperature measuring means 20 for detecting the current temperature of the upper surface of the hot water unit 7 in the open state of the upper surface and the hot water unit 3 in a state where the upper surface of the hot water mold 3 is shielded by the operation of the shielding mechanism 10. 7) the shielding mechanism 10 and the heating according to the temperature of the second temperature measuring means 30 for detecting the current temperature of the upper surface, and the temperature of the upper surface of the plunger 7 detected by the two temperature measuring means 20,30. It is characterized in that it comprises a control means 40 for controlling the operation of the means (11).
특히, 상기 차폐기구(10)는 하면의 압탕 위치에 상기 가열수단(11) 및 제2온도측정수단(30)이 구비되고 압탕 몰드(3) 상측에서 일측단에 구비된 힌지수단(14)을 중심으로 회동 가능하도록 설치되며 액튜에이터(15) 구동에 의한 회동으로 압탕 몰드(3) 상면을 덮어 압탕부(7) 상면을 밀폐시킬 수 있도록 구성된 판상 구조의 차폐용 플레이트(13)와, 상기 제어수단(40)의 제어하에 차폐용 플레이트(13)를 선택적으로 회동시키는 액튜에이터(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the shielding mechanism 10 is provided with the heating means 11 and the second temperature measuring means 30 in the hot water position of the lower surface and the hinge means 14 provided at one end from the upper side of the hot water mold 3. A shielding plate 13 having a plate-like shielding plate 13 configured to cover the upper surface of the pressure mold 3 by a rotation by driving the actuator 15 and to seal the upper surface of the pressure portion 7, and the control means. And an actuator 15 for selectively rotating the shielding plate 13 under the control of 40.
본 발명의 중력주조물 압탕부 차폐 제어방법은 금형(1) 및 압탕 몰드(3) 내 용탕 주입 이후, 상기 제1 및 제2온도측정수단(20,30)으로부터 압탕부(7) 상면의 온도를 입력받는 단계와; According to the gravity casting casting shielding control method of the present invention, after the injection of the molten metal in the mold 1 and the molten mold 3, the temperature of the upper surface of the molten portion 7 from the first and second temperature measuring means 20 and 30 is measured. Receiving an input;
상기 제1온도측정수단(20)으로부터 입력받은 압탕부(7) 상면의 온도가 미리 입력된 제1기준온도 이하로 내려갈 경우 상기 차폐용 플레이트(13)가 하방 회동하여 압탕 몰드(3)의 상면을 덮도록 액튜에이터 구동신호를 출력하는 단계와; When the temperature of the upper surface of the hot water unit 7 received from the first temperature measuring means 20 falls below the first reference temperature previously input, the shielding plate 13 is rotated downward and the upper surface of the hot water mold 3 Outputting an actuator drive signal to cover the gap;
상기 제2온도측정수단(30)으로부터 입력받은 압탕부(7) 상면의 온도가 미리 입력된 제2기준온도 이하로 내려갈 경우 상기 가열수단(11)을 설정 시간 동안 작동시키는 단계;Operating the heating means (11) for a set time when the temperature of the upper surface of the hot water unit (7) received from the second temperature measuring means (30) falls below a second reference temperature previously input;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 압탕부 차폐 장치의 구성을 보여주는 구성도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a pressure shielding device according to the present invention.
도 1에서 도면부호 1, 3, 5, 7은 각각 금형, 압탕 몰드, 제품(또는 주조품), 압탕부를 나타낸다.In FIG. 1, reference numerals 1, 3, 5, and 7 denote a mold, a press mold, a product (or a cast product), and a press part.
본 발명은 중력주조시 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 제품의 압탕부를 보온시킴과 동시에 적정량의 열을 가하여 압탕부의 급격한 응고를 방지시켜줌으로써, 압탕부의 급격한 응고시 발생되는 제품 내 결함을 최소화할 수 있도록 하고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품 주조가 가능하도록 하며, 압탕부의 양 축소를 가능하게 하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있도록 하는 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 관한 것이다.In the present invention, when the molten metal is injected into the mold and the molten mold during gravity casting, the molten metal of the molten metal is kept warm while simultaneously applying an appropriate amount of heat to prevent rapid solidification of the molten metal. Gravity casting parts to minimize the defects in the product generated, to increase the effect of the hot water and to cast high-quality products, and to reduce the amount of hot water parts, thereby reducing the processing cost of the hot water after casting. A shielding device and a control method thereof.
본 발명의 압탕부 차폐 장치는 압탕부(7) 상면을 가열하기 위한 가열수단(11)이 구비되고 압탕 몰드(3) 상면을 차폐시켜주는 차폐기구(10)와, 압탕 몰드(3) 상면의 개방상태에서 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하는 제1온도측정수단(20)과, 상기 차폐기구(10)의 작동으로 압탕 몰드(3) 상면이 차폐된 상태에서 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하는 제2온도측정수단(30)과, 상기 두 온도측정수단(20,30)으로부터 검출된 압탕부(7) 상면의 온도에 따라 차폐기구(10) 및 그 가열수단(11)의 작동을 제어하는 제어수단(40)을 포함하여 이루어진다.The apparatus for shielding a hot water part of the present invention includes a shielding mechanism 10 provided with a heating means 11 for heating the top of the hot water part 7 and shielding the top surface of the hot water mold 3, and a top surface of the hot water mold 3. The first temperature measuring means 20 for detecting the current temperature of the upper surface of the hot water part 7 in the open state and the hot water part 7 in a state where the upper surface of the hot water mold 3 is shielded by the operation of the shield mechanism 10. The shielding mechanism 10 and the heating means according to the temperature of the second temperature measuring means 30 for detecting the present temperature of the upper surface, and the temperature of the upper surface of the plunger 7 detected by the two temperature measuring means 20 and 30 ( And control means 40 for controlling the operation of 11).
먼저, 상기 차폐기구(10)는 제어수단(40)의 구동 제어하에 압탕 몰드(3)의 상면을 선택적으로 차폐하는 일종의 개폐수단이며, 압탕 몰드(3)의 상면을 닫은 상태에서는 압탕 몰드(3) 내 압탕부(7) 상면을 밀폐하여 압탕부(7) 상면을 보온시킴과 동시에 압탕부(7)의 급격한 응고를 방지한다.First, the shielding mechanism 10 is a kind of opening and closing means for selectively shielding the upper surface of the pressure mold 3 under driving control of the control means 40, and the pressure mold 3 in the state where the upper surface of the pressure mold 3 is closed. ) The upper surface of the pressure part 7 is sealed to keep the upper part of the pressure part 7 warm and to prevent sudden solidification of the pressure part 7.
바람직한 실시예로서, 상기 차폐기구(10)는 압탕 몰드(3) 상측에서 액튜에이터(15) 구동에 의해 힌지수단(14)을 중심으로 회동 가능하도록 설치되고 압탕 몰드(3) 상면을 덮어 압탕부(7) 상면을 밀폐시킬 수 있도록 구성된 차폐용 플레이트(13)와, 상기 제어수단(40)의 제어하에 차폐용 플레이트(13)를 선택적으로 회동시키는 액튜에이터(15)를 포함하여 이루어진다.In a preferred embodiment, the shielding mechanism 10 is installed so as to be rotatable about the hinge means 14 by driving the actuator 15 from the upper side of the pressurizing mold 3 and covers the upper surface of the pressurizing mold 3. 7) a shielding plate 13 configured to seal the upper surface, and an actuator 15 for selectively rotating the shielding plate 13 under the control of the control means 40.
상기 차폐용 플레이트(13)는 액튜에이터(15) 구동에 의해 일측단에 구비된 힌지수단(14)을 중심으로 선택 회동되는 판상 구조로 되어 있고, 액튜에이터(15) 구동에 의한 회동으로 압탕 몰드(3)의 상면을 선택적으로 개폐한다.The shielding plate 13 has a plate-like structure that is selectively rotated around the hinge means 14 provided at one end by driving the actuator 15, and the pressurized mold 3 is rotated by the actuator 15 driving. Selectively open and close the upper surface of).
상기 차폐용 플레이트(13)는 단열성 및 내열성이 우수한 세라믹을 재질로 하여 제조되는 것이 바람직하다.The shielding plate 13 is preferably made of a ceramic material having excellent heat insulation and heat resistance.
또한, 상기 차폐기구(10)의 가열수단(11)은 압탕부(7) 상면을 가열할 수 있도록 차폐용 플레이트(13) 하면의 압탕 위치에 설치되는 것으로서, 상기 제어수단(40)에 의해 그 작동이 제어된다.In addition, the heating means 11 of the shielding mechanism 10 is installed at the tapping position of the lower surface of the shielding plate 13 so as to heat the upper surface of the tapping portion 7. The operation is controlled.
여기서, 상기 압탕 위치란 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 덮은 상태에서 압탕부(7) 상면 바로 위의 차폐용 플레이트(13) 하면 영역을 말하는 것임을 밝혀둔다.Here, it will be understood that the tapping position refers to the area of the bottom surface of the shielding plate 13 directly on the top of the tapping part 7 in a state in which the shielding plate 13 covers the upper surface of the tapping mold 3.
상기 가열수단(11)은 그 작동이 제어수단(40)에 의해 제어 가능하고 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 덮은 상태에서 압탕부(7) 상면을 가열할 수 있는 것이라면 그 어떠한 것으로도 실시 가능하다.The heating means 11 can be operated by the control means 40 and the heating means 11 can heat the upper surface of the hot water part 7 while the shielding plate 13 covers the upper surface of the hot water mold 3. It can be implemented by anything.
그 실시예로서, 상기 가열수단(11)은 열선(12)을 갖는 것으로 실시될 수 있으며, 이때 열선(12)의 발열에 필요한 전원은 제어수단(40)에 의해 선택적으로 인가된다.As an example, the heating means 11 may be implemented as having a heating wire 12, wherein power required for heat generation of the heating wire 12 is selectively applied by the control means 40.
즉, 상기 열선(12)은 제어수단(40)의 제어하에 선택적으로 발열이 이루어지는 것으로서, 상기 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 덮은 상태에서 제어수단(40)에 의해 전원을 인가받게 되면 압탕 몰드(3) 내 압탕부(7) 상면을 가열하게 된다.That is, the heating wire 12 is selectively generated under the control of the control means 40, the power supply by the control means 40 in a state in which the shielding plate 13 covers the upper surface of the pressure mold (3). When applied, the upper surface of the hot water part 7 in the hot water mold 3 is heated.
다음으로, 상기 제1온도측정수단(20)은 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 개방한 상태에서 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하여 검출값에 따른 온도신호를 출력하는 것으로서, 이 제1온도측정수단(20)으로부터 출력된 온도신호는 제어수단(40)으로 입력되도록 되어 있다.Next, the first temperature measuring means 20 detects the current temperature of the upper surface of the hot water part 7 while the shielding plate 13 opens the upper surface of the hot water mold 3 to obtain a temperature signal according to the detected value. As output, the temperature signal output from the first temperature measuring means 20 is input to the control means 40.
상기 제1온도측정수단(20)은 소정의 거리를 두고 압탕부(7) 상면의 온도를 정확히 측정 가능한 적외선 온도측정기로 실시하는 것이 바람직하다.The first temperature measuring means 20 is preferably carried out with an infrared temperature measuring device capable of accurately measuring the temperature of the upper surface of the hot water unit 7 at a predetermined distance.
다음으로, 상기 제2온도측정수단(30)은 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 덮은 상태에서 밀폐된 압탕부(7) 상면의 현재 온도를 검출하여 검출값에 따른 온도신호를 출력하는 것으로서, 이 제2온도측정수단(30)으로부터 출력된 온도신호는 제어수단(40)으로 입력되도록 되어 있다. Next, the second temperature measuring means 30 detects the current temperature of the upper surface of the sealed hot water portion 7 while the shielding plate 13 covers the upper surface of the hot water mold 3 and detects the current temperature according to the detected value. The temperature signal output from the second temperature measuring means 30 is inputted to the control means 40.
상기 제2온도측정수단(30)은 서모커플(thermocouple)로 실시될 수 있고, 차폐용 플레이트(13)가 압탕 몰드(3) 상면을 덮은 상태에서 압탕부(7) 상면과 직접 접촉되지 않게 설치하되 압탕부(7) 상면에 가능한 근접되는 위치에 설치하는 것이 바람직하다.The second temperature measuring means 30 may be implemented as a thermocouple, and is installed such that the shielding plate 13 does not directly contact the upper surface of the hot water part 7 while the shielding plate 13 covers the upper surface of the hot water mold 3. However, it is preferable to install at the position as close as possible to the upper surface of the pressure portion (7).
즉, 상기 제2온도측정수단(30)은 차폐용 플레이트(13) 하면의 압탕 위치(차폐용 플레이트가 압탕 몰드 상면을 덮은 상태에서 압탕부 상면 바로 위의 위치)에서 압탕부(7) 상면과 직접 접촉되지 않게 설치하는 것이 바람직하며, 이때 상기 제2온도측정수단(30)은 밀폐 공간 내의 온도를 측정하게 된다. That is, the second temperature measuring means 30 and the upper surface of the hot water portion 7 at the hot water position of the shielding plate 13 (the position immediately above the upper surface of the hot water portion while the shielding plate covers the hot water mold top surface). It is preferable to install it so as not to be in direct contact. At this time, the second temperature measuring means 30 measures the temperature in the sealed space.
한편, 상기 제어수단(40)은 제1 및 제2온도측정수단(20,30)으로부터 출력된 온도신호를 입력받도록 구비되는 바, 상기 제1 및 제2온도측정수단(20,30)으로부터 입력된 온도신호에 따라 차폐기구(10) 및 가열수단(11)의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 되어 있다.On the other hand, the control means 40 is provided to receive the temperature signal output from the first and second temperature measuring means (20, 30), input from the first and second temperature measuring means (20, 30) The control signal for controlling the operation of the shielding mechanism 10 and the heating means 11 is output in accordance with the temperature signal.
즉, 용탕이 금형(1) 및 압탕 몰드(3) 내부에 주입된 후 응고될 때 제1온도측정수단(20)을 통해 검출된 압탕부(7) 상면의 온도가 미리 입력된 제1기준온도 이하로 내려갈 경우, 상기 제어수단(40)은 액튜에이터 구동신호를 출력하여 차폐용 플레이트(13)를 폐작동시키는 바, 이때 차폐용 플레이트(13)가 하방 회동하여 압탕 몰드(3)의 상면을 덮게 되면서 압탕부(7)의 보온이 이루어진다.That is, when the molten metal is injected into the mold 1 and the molten mold 3 and then solidified, the first reference temperature is previously inputted with the temperature of the upper surface of the molten portion 7 detected by the first temperature measuring means 20. When it goes down, the control means 40 outputs an actuator driving signal to close the shielding plate 13, and the shielding plate 13 rotates downward to cover the upper surface of the pressure mold 3. While keeping the pressure portion 7 is kept warm.
또한, 상기 제어수단(40)은 차폐용 플레이트(13)의 폐작동상태에서 제2온도측정수단(30)으로부터 입력받은 온도신호에 따라 가열수단(11)을 작동시키는 바, 상기 제2온도측정수단(30)을 통해 검출된 압탕부(7) 상면의 온도가 미리 입력된 제2기준온도에 도달하였을 때 설정 시간 동안 압탕부(7) 상면을 가열시킨다.In addition, the control means 40 operates the heating means 11 in accordance with the temperature signal received from the second temperature measuring means 30 in the closed operation state of the shielding plate 13, the second temperature measurement When the temperature of the upper surface of the hot water unit 7 detected by the means 30 reaches the second reference temperature input in advance, the upper surface of the hot water unit 7 is heated.
즉, 상기 제어수단(40)은 압탕부(7) 상면의 온도가 제2기준온도에 도달하였을 때 가열수단(11)의 열선(12)에 설정 시간 동안 전원을 인가하여 압탕부(7) 상면을 가열하도록 되어 있는 것이다.통상적으로 이때의 가열시간은 소재의 종류와 양에 따라 가변적이므로, 보통 알루미늄 합금의 경우 1kg 당 17~35초(예를 들면, 17kg의 경우 300~600초) 정도로 설정하는 것이 바람직하다.That is, the control means 40 applies the power to the heating wire 12 of the heating means 11 for a predetermined time when the temperature of the upper surface of the hot water unit 7 reaches the second reference temperature, so that the upper surface of the hot water unit 7 is applied. Normally, the heating time varies depending on the type and amount of material, so it is usually set to 17 to 35 seconds per kg for aluminum alloys (for example, 300 to 600 seconds for 17 kg). It is desirable to.
또한, 상기 제어수단(40)은 소정 시간 이후 액튜에이터 구동신호를 출력하여 압탕 몰드(3) 상면이 개방되도록 차폐용 플레이트(13)를 상방 회동시킨다.In addition, the control means 40 rotates the shielding plate 13 upward so that the upper surface of the pressure mold 3 is opened by outputting an actuator driving signal after a predetermined time.
물론, 상기 제어수단(40)이 압탕 몰드(3)의 상면을 개방시키는 시간은 금형(1) 내 제품(5)이 실제 응고되는 시간을 고려하여 미리 설정 입력된 시간이다.Of course, the time for the control means 40 to open the upper surface of the pressure mold 3 is a time input in advance in consideration of the time that the product 5 in the mold 1 is actually solidified.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 압탕부(7) 상면이 기준온도 이하로 냉각된 경우 차폐기구(10)를 작동시켜 압탕부(7) 상면을 밀폐시키고, 아울러 가열수단(11)을 작동시켜 압탕부(7) 상면을 적정량 가열시켜줌으로써, 압탕부(7)가 급격히 응고되는 것을 방지할 수 있게 된다. Thus, in the present invention, when the molten metal is injected into the mold and the molten mold and then solidified, when the upper surface of the hot water portion 7 is cooled below the reference temperature, the shield mechanism 10 is operated to operate the upper surface of the hot water portion 7. It is possible to prevent the solidification of the hot water portion 7 by closing the air and by heating the upper portion of the hot water portion 7 by appropriately operating the heating means 11.
결국, 본 발명에 의하면 압탕부(7)의 급격한 응고시 발생되는 제품(5) 내 결함을 최소화할 수 있고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품(5) 주조가 가능하며, 압탕부(7)의 양 축소가 가능하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있게 된다.As a result, according to the present invention, defects in the product 5 generated during rapid solidification of the hot water part 7 can be minimized, the effect of the hot water can be increased, and the high quality product 5 can be cast, and the hot water part 7 Since the amount can be reduced, the processing cost of the hot water part after casting can be reduced.
이하, 본 발명의 효과 입증을 위하여 비교 시험을 실시하였고, 시험방법과 그 결과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a comparative test was conducted to demonstrate the effect of the present invention, and the test method and the results thereof will be described as follows.
먼저, 본 발명의 압탕부 차폐 장치를 이용하여 중력주조를 실시하였는 바, 10㎏의 중력주조품(압탕부를 제외한 제품)을 얻기 위하여 알루미늄 합금 17㎏을 750℃로 용융한 다음 180℃로 예열시킨 금형(1) 및 압탕 몰드(3)에 서서히 주입하였으며, 이후 본 발명의 압탕부 차폐 장치를 가동시켰다.First, gravity casting was performed using the pressure shielding device of the present invention. In order to obtain a 10 kg gravity casting (product except the hot water), 17 kg of an aluminum alloy was melted at 750 ° C., and then preheated to 180 ° C. The injection into the mold 1 and the pressure mold 3 was gradually performed, and then the pressure shield part of the invention was operated.
여기서, 압탕부(7)가 어느 수준 냉각되어 제1온도측정수단(20)을 통해 검출된 압탕부(7) 상면의 온도가 550℃(제어부에 미리 입력된 제1기준온도임)가 되었을 때 차폐기구(10)가 압탕부(7) 상면을 밀폐하도록 설정하였으며, 제2온도측정수단(30)을 통해 검출된 압탕부(7) 상면의 온도가 500℃(제어부에 미리 입력된 제2기준온도임)가 되었을 때 가열수단(11)이 압탕부(7) 상면을 300 ∼ 600초 동안 가열하도록 설정하였다.Here, when the hot water part 7 is cooled to a certain level and the temperature of the upper surface of the hot water part 7 detected by the first temperature measuring means 20 becomes 550 ° C. (the first reference temperature previously input to the control part). The shielding mechanism 10 is set to seal the upper surface of the hot water unit 7, and the temperature of the upper surface of the hot water unit 7 detected by the second temperature measuring unit 30 is 500 ° C. (a second reference previously input to the control unit). Temperature) is set so that the heating means 11 heats the upper surface of the hot water portion 7 for 300 to 600 seconds.
또한, 600초 이후에는 차폐기구(10)가 압탕부(7) 상면을 개방하도록 설정하였다.In addition, after 600 seconds, the shielding mechanism 10 was set to open the upper surface of the pressure portion 7.
다음으로, 종래의 방법으로 중력주조를 실시하였는 바, 10㎏의 중력주조품(압탕부를 제외한 제품)을 얻기 위하여 알루미늄 합금 20㎏을 750℃로 용융한 다음 180℃로 예열시킨 금형(1) 및 압탕 몰드(3)에 서서히 주입하였으며, 응고시 압탕부(7) 상면은 완전히 개방된 상태였다.Next, the gravity casting was carried out by a conventional method, in order to obtain a 10 kg gravity casting (product except the hot water part), 20 kg of aluminum alloy was melted at 750 ° C. and then preheated to 180 ° C. (1) and Injected into the molten mold (3) slowly, the solidified portion (7) upper surface was completely open during solidification.
먼저, 본 발명의 효과 입증 결과로서, 본 발명에 의한 주조물과 종래 방법에 의한 주조물을 각각 압탕부와 제품으로 분리 절단한 후, 각 제품의 압탕부 직하면 금속 조직을 광학 현미경으로 찍어 각각 도 2와 도 4에 나타내었다. First, as a result of demonstrating the effect of the present invention, the casting according to the present invention and the casting according to the conventional method are respectively cut into a hot water part and a product, and then the metal tissue is taken by an optical microscope when the hot water parts of each product are directly pressed. And shown in FIG. 4.
그 결과를 살펴보면, 본 발명에 의한 제품에서는 미세 구멍(pin hole), 기공(blow hole) 또는 수축 공동(shrinkage cavity)과 같은 내부 결함이 존재하지 않음을 확인할 수 있었고(도 2), 종래 방법에 의한 제품에서는 미세 구멍, 기공 또는 수축 공동과 같은 내부 결함(도 4에서 검게 나타난 부분임)이 존재함을 확인할 수 있었다. As a result, it was confirmed that there was no internal defect such as pin hole, blow hole or shrinkage cavity in the product according to the present invention (FIG. 2). In the product, it can be seen that there are internal defects (parts shown black in FIG. 4) such as micropores, pores or shrinkage cavities.
또한, 본 발명에 의한 제품과 종래 방법에 의한 제품의 조직 내 기공률을 측정하였고, 각 압탕부의 중량을 측정하였으며, 각 측정의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the porosity in the tissue of the product according to the present invention and the product according to the conventional method was measured, and the weight of each of the pressure parts was measured, and the results of each measurement are shown in Table 1 below.
(1) 기공률(porosity percentage, %) 측정(1) measuring porosity percentage (%)
기공률은 제품 내 결함 함유율을 나타내는 것으로서, 화상분석기(image analyzer)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Porosity is to indicate the defect content in the product, it was measured by using an image analyzer (image analyzer), the results are shown in Table 1 below.
(2) 압탕부의 중량(kg) 측정(2) Measurement of weight (kg) of pressure part
제품으로부터 절단한 압탕부의 무게를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The weight of the hot water section cut from the product was measured, and the results are shown in Table 1 below.
상기 측정의 결과를 살펴보면, 표 1에 나타낸 바와 같이, 압탕부의 중량을 30% 정도 줄였음에도 본 발명에 의한 제품에서는 기공률이 종래 방법에 의한 제품에 비해 크게 줄었음을 알 수 있었다.Looking at the results of the measurement, as shown in Table 1, it can be seen that the porosity in the product according to the present invention significantly reduced compared to the product by the conventional method even though the weight of the hot water portion is reduced by about 30%.
결국, 본 발명에 따른 압탕부 차폐 장치를 이용하면 압탕부의 급격한 응고를 방지할 수 있어 제품 조직 내 결함을 효과적으로 방지할 수 있음은 물론 압탕부의 양을 줄이면서도 고품질의 주조품을 제조할 수 있게 된다.As a result, by using the pressure shielding device according to the present invention it is possible to prevent the rapid solidification of the hot water unit can effectively prevent defects in the product structure, as well as to reduce the amount of the hot water while producing a high-quality castings do.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 중력주조물 압탕부 차폐 장치와 그 제어방법에 의하면, 중력주조시 용탕이 금형 및 압탕 몰드 내부에 주입된 후 응고될 때 제품의 압탕부를 보온시킴과 동시에 적정량의 열을 가하여 압탕부의 급격한 응고를 방지시켜줌으로써, 압탕부의 급격한 응고시 발생되는 제품 내 결함을 최소화할 수 있도록 하고, 압탕의 효과 상승 및 고품질의 제품 주조가 가능하도록 하며, 압탕부의 양 축소를 가능하게 하여 주조 후 압탕부 처리비용도 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the gravity casting pressure shield unit and the control method according to the present invention, when the molten metal is injected into the mold and the molten mold during gravity casting, the molten metal is warmed at the same time as the product is warmed By preventing the rapid solidification of the hot water part by applying heat, it is possible to minimize the defects in the product generated during the rapid solidification of the hot water part, to increase the effect of the hot water and to enable the casting of high quality products. It is possible to reduce the cost of the after-casting portion treatment is also effective to reduce.
도 1은 본 발명에 따른 압탕부 차폐 장치의 구성을 보여주는 장치 구성도이고,1 is a device configuration diagram showing a configuration of a pressure shielding device according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 중력주조품의 압탕부 직하면 미세조직을 보여주는 현미경 사진이며,Figure 2 is a micrograph showing the microstructure of the pressurized portion of the gravity casting according to the present invention,
도 3은 통상의 중력주조법 실시시 금형, 압탕 몰드, 주조품 및 압탕부를 보여주는 단면도이고, 3 is a cross-sectional view showing a mold, a press mold, a cast product, and a pressurized part during a conventional gravity casting method;
도 4는 통상의 중력주조법에 의한 주조품의 압탕부 직하면 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다. Figure 4 is a micrograph showing the microstructure of the cast unit directly under the casting by the conventional gravity casting method.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 금형 3 : 압탕 몰드1: mold 3: pressure mold
5 : 주조품 7 : 압탕부5: casting 7 7: pressure part
10 : 차폐기구 11 : 가열수단10 shielding mechanism 11 heating means
12 : 열선 13 : 차폐용 플레이트12: heating wire 13: shielding plate
14 : 힌지수단 15 : 액튜에이터14: hinge means 15: actuator
20 : 제1온도측정수단 30 : 제2온도측정수단20: first temperature measuring means 30: second temperature measuring means
40 : 제어수단40: control means
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