KR100542576B1

KR100542576B1 - 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법

Info

Publication number: KR100542576B1
Application number: KR1020030023054A
Authority: KR
Inventors: 마르코비치에즈니아이; 보리소비치텐이디스; 윤의한
Original assignee: 대창공업 주식회사
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2006-01-11
Also published as: KR20040089335A

Abstract

본 발명은 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조장치는, 중공 빌렛의 주조장치에 있어서, 용탕을 공급하는 용탕공급부; 상기 용탕공급부와 연결되어 상기 용탕공급부로부터 공급되는 용탕이 유입가능한 용탕유입구와, 유입된 용탕을 하부에서 지지하는 저벽부와, 상기 저벽부의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부와, 상기 저벽부와 상기 측벽부에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용탕을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부를 갖는 수용성형부; 및 상기 측벽부에 접촉되어 있는 용탕이 냉각되어 상기 측벽부로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체를 형성하도록 상기 측벽부를 냉각시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 일반적으로 주조 후 압출공정으로 제조되는 중공 빌렛을 압출 공정 없이 제작할 수 있고 또한 원심주조법과 달리 회전과 같은 추가 공정 없이 압출 공정을 배제하여 중공 빌렛을 제작할 수 있어 생산의 효율성과 경제성을 높일 수 있으며, 원심주조법에 의해 제조된 중공 빌렛보다 균질한 미세조직을 얻을 수 있게 된다.

주조, 연속 주조, 냉각부, 중공 빌렛, 슬리브, 싱크로나이저 링

Description

중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법{Casting device for hollow billet and casting method thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중공 빌렛의 주조장치의 개략도,

도 2는 도 1에서 용탕이 주입된 상태를 도시한 도면,

도 3은 도 2에서 냉각에 의하여 고체화된 주조체가 형성된 상태를 도시한 도면,

도 4는 도 2에서 고체화된 주조체를 용탕으로부터 인출한 상태를 도시한 도면,

도 5a는 원심주조법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링을 촬영한 사진,

도 5b는 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조방법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링을 촬영한 사진,

도 6은 도 5a와 도 5b의 싱크로나이정 링의 경도값을 비교 도시한 도면,

도 7a는 원심주조법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링의 전자현미경사진(SEM: SCANNING ELECTRONIC MICROSCOPE),

도 7b는 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조방법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링의 전자현미경사진(SEM: SCANNING ELECTRONIC MICROSCOPE)이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 용탕 3 : 고체화된 주조체

10 : 용탕공급부 20 : 수용성형부

21 : 저벽부 또는 연결캡 22 : 용탕유입구

23 : 측벽부 23a : 제1측벽부

23b : 제2측벽부 25 : 고정금형부

27 : 가동금형부 27a : 제1내경부

27b : 제2내경부 28 : 중공수용부

30 : 냉각부

본 발명은, 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반적으로 주조 후 압출공정으로 제조되는 중공 빌렛을 압출공정 없이 제조할 수 있는 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법에 관한 것이다.

일반적으로 고강도 동합금으로 제작되는 싱크로나이저 링을 비롯하여 피스톤 링, 개스킷 링, 실린더 슬리브(cylinder sleeves), 밸브 시트(valve seats), 부싱(bushings) 등은 주조 후 압출, 절단, 가공 등의 공정을 거치게 된다. 그러나 압출에 의해 발생되는 압출결함 등 압출공정에 의한 여러 가지 단점으로 인하여 압출공정을 배제하기 위하여 때로는 공지의 원심주조(centrifugal casting)법을 사용하기도 한다. 따라서 중공 빌렛을 제조하는 장치 및 그 방법으로는 크게 주조 후 압출하는 장치 및 그 방법과, 원심주조장치 및 그 방법으로 대별된다.

주조 및 압출하는 공정에 대하여 먼저 살펴보면, 압출은 일반적으로 소재(素材)를 용기(容器)에 넣고 다이(Die)의 구멍으로부터 밀어내어 단면적이 소재보다도 작고 일정한 긴 제품을 만드는 공정이므로, 중공 빌렛을 제조하기 위하여 주조 후 압출하는 공정은, 주로 사각 또는 원형의 중실형 주조 빌렛을 주조(casting)에 의하여 먼저 제조하고 이 주조 빌렛을 원하는 중공 형상을 구비한 다이로부터 밀어내어 중공 빌렛을 제조하게 된다.

다음으로 원심주조법에 대하여 살펴보면, 원심주조법은 원주를 따라 방사상으로 주형을 배치하여 반지름 방향으로 용융금속의 유로(流路)를 만들어 놓고 원판의 중심으로 흘러 들어가게 하고, 원판을 회전시켜 원심력에 의해 가압하면서 주조하여 원하는 형상의 중공 빌렛을 제조할 수 있는 방법으로서, 압출공정을 배제하여 압출공정에 따르는 불합리한 문제들을 없앨 수 있는 장점이 있다.

그런데, 이러한 종래의 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법에 있어서, 주조 후 압출하는 경우에는 싱크로나이저 링 등의 재질로 사용되는 고강도 내마모성 동합금의 특성으로 인해 생산할 수 있는 중공 빌렛의 크기의 제한이 따르고, 편심, 표면결함, 기포 등과 같은 압출 결함을 피하기 어려우며, 생산 로스(loss)가 많은 문제점이 있으며, 또한 원심주조법을 사용하여 중공 빌렛을 제조하는 경우에는 압출공정을 배제하여 압출공정에 따르는 문제점들을 피할 수 있으나 주형을 고속으로 회전시켜야 하므로 회전이라는 추가적인 공정이 필요하며, 회전과 동시에 용융금속이 응고할 때에 정출되는 초정이 액체의 비중과 다를 때 원심력이 개개에 작용하 므로 비중 차에 의거해서 내부 및 외부의 어느 한 쪽에 초정이 이동하여 편석현상을 일으켜 미세조직이 균질하게 되지 않는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일반적으로 주조 후 압출공정으로 제조되는 중공 빌렛을 압출공정 없이 제작할 수 있으며 또한 원심주조법의 회전과 같은 추가적인 공정도 필요없이 중공 빌렛을 제작할 수 있어 생산의 효율성을 높일 수 있고, 원심주조법에 의해 제조된 중공 빌렛보다 균질한 미세조직을 얻을 수 있는 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 중공 빌렛의 주조장치에 있어서, 용탕을 공급하는 용탕공급부; 상기 용탕공급부와 연결되어 상기 용탕공급부로부터 공급되는 용탕이 유입가능한 용탕유입구와, 유입된 용탕을 하부에서 지지하는 저벽부와, 상기 저벽부의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부와, 상기 저벽부와 상기 측벽부에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용탕을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부를 갖는 수용성형부; 및 상기 측벽부에 접촉되어 있는 용탕이 냉각되어 상기 측벽부로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체를 형성하도록 상기 측벽부를 냉각시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 수용성형부는, 상기 용탕유입구가 마련되는 고정금형부; 및 상 기 고정금형부의 상단부에 상기 고정금형부에 대해 소정 범위로 상하 유동가능하게 배치되며, 상기 용탕이 응고되어 상기 고체화된 주조체로 될 때 상기 고체화된 주조체의 상부와 결합되어 상기 고정금형부로부터 상방으로 이격될 때 상기 고체화된 주조체를 상기 고정금형부로부터 인출시키는 가동금형부;를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 수용성형부의 측벽부는, 상기 고정금형부에 의해 마련되는 제1측벽부와, 상기 가동금형부에 의해 마련되는 제2측벽부를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 제1측벽부와 상기 제2측벽부에 각각 내장되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 가동금형부는, 상기 고정금형부와 인접한 단부에서 상부로 소정 높이를 가지고 형성되며 상기 고정금형부의 내경과 동일한 내경을 갖는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상부측에 마련되며 상기 제1내경부의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 제2내경부를 포함하도록 구성하는 것이 고체화된 주조체를 고정금형부로부터 용이하게 인출할 수 있게 된다.

그리고, 상기 저벽부는 상기 측벽부의 하단부에 결합되어 상기 측벽부의 하부 개구를 차단하는 연결캡이며, 상기 연결캡에 상기 용탕유입구가 마련되는 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 공중공 빌렛의 주조방법에 있어서, (a) 용탕을 공급하는 용탕공급부와 연결되어 상기 용탕공급부로부터 공급되는 용탕이 유입가능한 용탕유입구와, 유입된 용탕을 하부에서 지지하는 저벽부와, 상기 저벽부의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부와, 상기 저벽부와 상기 측벽부에 의해 중 앙영역에 형성되어 유입된 용탕을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부를 갖는 수용성형부에 용탕을 소정 높이까지 주입하는 단계; (b) 상기 측벽부에 접촉되어 있는 용탕이 냉각되어 상기 측벽부로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체를 형성하도록 냉각부가 상기 측벽부를 냉각시키는 단계; 및 (c) 상기 고체화된 주조체를 상기 용탕으로부터 인출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조 방법이 제공된다.

여기서, 상기 수용성형부는, 상기 용탕유입구가 마련되는 고정금형부와, 상기 고정금형부의 상단부에 상기 고정금형부에 대해 소정 범위로 상하 유동가능하게 배치되는 가동금형부를 포함하며, 상기 (c)단계는, 상기 용탕이 응고되어 상기 고체화된 주조체로 될 때 상기 가동금형부가 상기 고체화된 주조체의 상부와 결합되어 상기 고정금형부로부터 상방으로 이격될 때 상기 고체화된 주조체를 상기 고정금형부로부터 인출시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 수용성형부의 측벽부는, 상기 고정금형부에 의해 마련되는 제1측벽부와, 상기 가동금형부에 의해 마련되는 제2측벽부를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 제1측벽부 및 상기 제2측벽부에 각각 내장되어 상기 제1측벽부 및 상기 제2측벽부를 동시에 냉각하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 가동금형부는, 상기 고정금형부와 인접한 단부에서 상부로 소정 높이를 가지고 형성되며 상기 고정금형부의 내경과 동일한 내경을 갖는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상부측에 마련되며 상기 제1내경부의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 제2내경부를 포함하도록 구성하는 것이 고체화된 주조체를 고정금형부로부터 용이하게 인출할 수 있게 된다..

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중공 빌렛의 주조장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에서 용탕이 주입된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에서 냉각에 의하여 고체화된 주조체가 형성된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에서 고체화된 주조체를 용탕(2)으로부터 인출한 상태를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중공 빌렛의 주조장치는, 용탕(2)을 공급하는 용탕공급부(10)와, 저벽부(21)와 측벽부(23)에 의해 중앙영역에 형성되어 용탕유입구(22)로 유입된 용탕(2)을 수용하는 중공수용부(28)를 갖는 수용성형부(20)와, 측벽부(23)에 접촉되어 용탕(2)이 냉각되어 중공수용부(28)의 외측으로부터 중앙으로 생산하고자 하는 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체(3)를 형성하도록 측벽부(23)를 냉각시키는 냉각부(30)를 구비한다.

용탕공급부(10)는 용탕유입구(22)와 연결되어 용탕(2)을 중공수용부(28)로 공급하게 되는데, 용탕주입구(11)에 용탕(2)을 주입하게 되면 중력에 의해 또는 압력 차이에 의해 자동으로 중공수용부(28)에 유입되게 된다.

그리고 수용성형부(20)는, 용탕유입구(22)가 마련되며 중공 실린더 형상의 고정금형부(25)와, 고정금형부(25)의 상단부에 고정금형부(25)에 대해 소정 범위로 상하 유동가능하게 배치되며 관 형상의 가동금형부(27)에 의해 마련되는데, 유입된 용탕(2)을 하부에서 지지하는 저벽부(21)와, 저벽부(21)의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부(23)와, 저벽부(21)와 측벽부(23)에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용 탕(2)을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부(28)를 갖는다. 여기서, 수용성형부(20)의 측벽부(23)는, 고정금형부(25)에 의해 마련되는 제1측벽부(23a)와 가동금형부(27)에 의해 마련되는 제2측벽부(23b)로 이루어진다. 그리고 수용성형부(20)의 저벽부(21)는, 제1측벽부(23a)와 일체로 제작될 수도 있으나 본 실시 예에서는 별도의 연결캡(21)이 제1측벽부(23a)의 하단부에 결합되어 제1측벽부(23a)의 하부 개구를 차단하게 되는데, 저벽부(21) 즉 연결캡(21)에는 용탕유입구(22)가 마련되어 용탕공급부(10)로부터 공급되는 용탕(2)이 유입되어 중공수용부(28)에 수용되게 된다. 한편, 중공수용부(28)는 그 중공공간이 상부가 개구된 실린더 형상으로서 연결캡(21)과 측벽부(23)에 의하여 형성되어 유입되는 용탕(2)을 수용하여 중공수용부(28)에 수용된 용탕(2)을 원통 실린더 형상으로 유지시키게 된다.

이와 같이 수용성형부(20)는 고정금형부(25)와 가동금형부(27)에 의해 마련되는데, 중공수용부(28)에 용탕(2)이 주입되고 냉각부(30)에 의해 측벽부(23)에 접촉해 있는 용탕(2)이 응고되어 고체화된 주조체(3)로 될 때 가동금형부(27)는 고체화된 주조체(3)의 상부와 결합되며, 가동금형부(27)를 고정금형부(25)로부터 상방으로 이격시키면 고체화된 주조체(3)가 고정금형부(25)로부터 인출되게 된다.

한편, 고정금형부(25)와 함께 수용성형부(20)를 마련하는 가동금형부(27)는, 고정금형부(25)의 내경과 동일한 내경을 갖는 제1내경부(27a)와, 제1내경부(27a)의 상부측에 마련되며 제1내경부(27a)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 제2내경부(27b)를 구비하게 된다. 따라서 냉각부(30)에 의하여 측벽부(23)에 접촉해 있는 용탕(2) 이 냉각되어 고체화된 주조체(3)를 형성하게 되면 제2내경부(27b)가 제1내경부(27a)보다 큰 내경을 가지므로 제2내경부(27b)에 형성된 고체화된 주조체(3) 부분은 제1내경부(27a)를 통과하지 못하는 구조를 가지게 되므로, 가동금형부(27)를 위로 들게 되면 자연적으로 제1내경부(27a) 단부에 걸리게 된다. 따라서 생산하고자 하는 빌렛 두께를 갖는 고체화된 주조체(3)가 형성된 후 가동금형부(27)를 고정금형부(25)로부터 이격시키게 되면 고체화된 주조체(3)가 고정금형부(25)의 용탕(2)으로부터 인출되게 된다.

냉각부(30)는 제1측벽부(23a)와 제2측벽부(23b)에 냉매가 순환할 수 있도록 냉각관이 각각 내장되어 제1측벽부(23a) 및 제2측벽부(23b)를 냉각시키게 되는데, 이로써 제1측벽부(23a) 및 제2측벽부(23b)에 접촉하고 있는 용탕(2)이 냉각되어 응고되어, 중공수용부(28)의 외측으로부터 중앙으로 생산하고자 하는 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체(3)가 형성되게 된다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조방법에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 용탕공급부(10)의 용탕주입구(11)에 용탕(2)을 주입시키면 중공수용부(28)에 용탕(2)이 유입되는데, 용탕(2)을 생산하고자 하는 빌렛의 높이까지 중공수용부(28)에 용탕(2)을 주입한다. 이 때 용탕(2)은 용탕공급부(10)에서 저벽부(21) 즉 연결캡(21)에 형성된 용탕유입구(22)를 통하여 중공수용부(28)의 저면에서부터 생산하고자 하는 빌렛의 높이까지 차 오르게 된다.

주입이 끝나게 되면 다음으로, 측벽부(23)에 접촉되어 있는 용탕(2)이 냉각 되어 중공수용부(28)의 외측인 측벽부(23)로부터 중앙으로 생산하고자 하는 빌렛의 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체(3)를 형성할 때까지 냉각부(30)가 측벽부(23)를 냉각시킬 수 있도록 그 상태를 소정 시간 동안 유지시킨다.

용탕(2)이 냉각부(30)에 의해 생산하고자 하는 빌렛의 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체(3)로 형성되기 위해 필요한 시간이 흐른 후에는, 가동금형부(27)를 고정금형부(25)로부터 이격시켜 고체화된 주조체(3)를 고정금형부(25)로부터 인출시킨다. 이 때 가동금형부(27)의 제2내경부(27b)가 제1내경부(27a)보다 큰 내경을 가지므로 제2내경부(27b)에 접촉되어 형성되는 고체화된 주조체(3) 부분은 제1내경부(27a)에 접촉되어 형성되는 고체화된 주조체(3) 부분 보다 더 큰 두께를 가지게 되고, 따라서 제2내경부(27b)에 접촉되어 형성되는 고체화된 주조체(3) 부분은 제1내경부(27a)를 통과하지 못하고 걸리게 되어, 가동금형부(27)를 고정금형부(25)로부터 이격시키면 고체화된 주조체(3)가 고정금형부(25)의 용탕(2)으로부터 인출되게 된다.

이로써 하나의 중공 빌렛의 주조가 완료되면, 다른 중공 빌렛의 주조를 위하여 회전축에 상호 대향되게 마련되어 있는 다른 가동금형부(27)가 180°회전하여 하강하여 고정금형부(25)의 상단부에 배치되어 수용성형부(20)를 형성하고 용탕공급부(10)로부터 생산하고자 하는 빌렛의 높이까지 다시 용탕(2)이 주입되게 되며, 그 이후는 전술한 동일한 과정을 반복하게 된다. 이에 의하여 반 연속적으로 중공 빌렛이 제조되게 된다.

도 5a는 원심주조법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링을 촬영한 사진이고, 도 5b는 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조방법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링을 촬영한 사진이다. 이들 도면에 도시된 각 싱크로나이저 링의 경도값을 비교한 것이 도 6에 도시되어 있는데, 이를 통해 알 수 있듯이 두 방법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링의 경도값은 상호 유사함을 알 수 있다.

도 7a는 원심주조법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링의 전자현미경사진(SEM: SCANNING ELECTRONIC MICROSCOPE)이고, 도 7b는 본 발명에 따른 중공 빌렛의 주조방법에 의하여 제조된 싱크로나이저 링의 전자현미경사진(SEM: SCANNING ELECTRONIC MICROSCOPE)으로서, 이 들 도면에 도시된 바와 같이, 원심주조법에 의해 제조된 싱크로나이저 링의 미세조직에서는 석출물의 크기가 크며 불균질하지만 본 발명에 따른 주조방법에 의해 제조된 것은 그 석출물의 분포가 더욱 미세하고 균일하게 분포하고 있음을 관찰할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 주조방법은 더욱 더 균일한 재료의 기계적 특성을 가질 수 있게 하는 장점이 있으며, 압출 공정 없이 직접적인 방법으로 중공 빌렛을 제작하여 다음 공정에 투입할 수 있어 생산의 효율성 및 경제성을 높일 수 있고, 반 연속적인 주조가 가능하여 생산속도를 높일 수 있게 된다.

이상과 같이, 용탕(2)을 공급하는 용탕공급부(10)와, 용탕공급부(10)와 연결되어 용탕공급부(10)로부터 공급되는 용탕(2)이 유입가능한 용탕유입구(22) 그리고 저벽부(21) 및 측벽부(23)에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용탕(2)을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부(28)를 갖는 수용성형부(20)와, 측벽부(23)에 접촉되어 있는 용탕(2)이 냉각되어 측벽부(23)로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체(3)를 형성하도록 측벽부(23)를 냉각시키는 냉각부(30)를 구성함으로써, 일반적으로 주조 후 압출공정으로 제조되는 중공 빌렛을 압출 공정 없이 제작할 수 있고 또한 원심주조법과 달리 회전과 같은 추가 공정 없이 압출 공정을 배제하여 중공 빌렛을 제작할 수 있어 생산의 효율성과 경제성을 높일 수 있으며, 원심주조법에 의해 제조된 중공 빌렛보다 균질한 미세조직을 얻을 수 있게 된다.

전술한 실시 예에서는, 주로 싱크로나이저 링을 제작하기 위하여 필요한 중공 빌렛을 그 대상으로 상술하였으나, 싱크로나이저 링 외에도 피스톤 링, 개스킷 링, 실린더 슬리브(cylinder sleeves), 밸브 시트(valve seats), 부싱(bushings) 등의 제품을 제작하기 위하여 필요한 중공 빌렛을 대상으로 할 수 있으며, 또한 전술한 실시 예에서는 재질이 고강도 내마모성 동합금인 중공 빌렛을 그 대상으로 상술하였으나, 재질이 회주철, 구상흑연주철, 고 크롬(Cr) 백주철 등의 철강재료와, 황동, 청동 등의 동합금 재료인 중공빌렛을 대상으로 할 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 실시 예에서는, 저벽부(21)는 제1측벽부(23a)의 하단부에 결합되는 연결캡(21)인 것에 대하여 상술하였으나, 제1측벽부(23a)와 함께 일체로 형성될 수 있음은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 일반적으로 주조 후 압출공정으로 제조되는 중공 빌렛을 압출공정 없이 제작할 수 있으며 또한 원심주조법의 회전과 같은 추가적인 공정도 필요없이 중공 빌렛을 제작할 수 있어 생산의 효율성을 높일 수 있고, 원심주조법에 의해 제조된 중공 빌렛보다 균질한 미세조직을 얻을 수 있도록 한 중공 빌렛의 주조장치 및 그 주조방법이 제공된다.

Claims

삭제
중공 빌렛의 주조장치에 있어서,

용탕을 공급하는 용탕공급부;

상기 용탕공급부와 연결되어 상기 용탕공급부로부터 공급되는 용탕이 유입가능한 용탕유입구와, 유입된 용탕을 하부에서 지지하는 저벽부와, 상기 저벽부의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부와, 상기 저벽부와 상기 측벽부에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용탕을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부를 갖는 수용성형부; 및

상기 측벽부에 접촉되어 있는 용탕이 냉각되어 상기 측벽부로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체를 형성하도록 상기 측벽부를 냉각시키는 냉각부;를 포함하며,

상기 수용성형부는,

상기 용탕유입구가 마련되는 고정금형부; 및

상기 고정금형부의 상단부에 상기 고정금형부에 대해 소정 범위로 상하 유동가능하게 배치되며, 상기 용탕이 응고되어 상기 고체화된 주조체로 될 때 상기 고체화된 주조체의 상부와 결합되어 상기 고정금형부로부터 상방으로 이격될 때 상기 고체화된 주조체를 상기 고정금형부로부터 인출시키는 가동금형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조장치 .
제2항에 있어서,

상기 수용성형부의 측벽부는, 상기 고정금형부에 의해 마련되는 제1측벽부와, 상기 가동금형부에 의해 마련되는 제2측벽부를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 제1측벽부와 상기 제2측벽부에 각각 내장되는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조장치.
제2항에 있어서,

상기 가동금형부는, 상기 고정금형부와 인접한 단부에서 상부로 소정 높이를 가지고 형성되며 상기 고정금형부의 내경과 동일한 내경을 갖는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상부측에 마련되며 상기 제1내경부의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 제2내경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조장치.
제2항에 있어서,

상기 저벽부는 상기 측벽부의 하단부에 결합되어 상기 측벽부의 하부 개구를 차단하는 연결캡이며, 상기 연결캡에 상기 용탕유입구가 마련되는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조장치.
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중공 빌렛의 주조방법에 있어서,

(a) 용탕을 공급하는 용탕공급부와 연결되어 상기 용탕공급부로부터 공급되는 용탕이 유입가능한 용탕유입구와, 유입된 용탕을 하부에서 지지하는 저벽부와, 상기 저벽부의 연부를 따라 기립배치되는 측벽부와, 상기 저벽부와 상기 측벽부에 의해 중앙영역에 형성되어 유입된 용탕을 수용하며 상부가 개구된 실린더 형상의 중공수용부를 갖는 수용성형부에 용탕을 소정 높이까지 주입하는 단계;

(b) 상기 측벽부에 접촉되어 있는 용탕이 냉각되어 상기 측벽부로부터 중앙으로 소정 두께를 갖는 중공 관 형상의 고체화된 주조체를 형성하도록 냉각부가 상기 측벽부를 냉각시키는 단계; 및

(c) 상기 고체화된 주조체를 상기 용탕으로부터 인출하는 단계;를 포함하며,

상기 수용성형부는, 상기 용탕유입구가 마련되는 고정금형부와, 상기 고정금형부의 상단부에 상기 고정금형부에 대해 소정 범위로 상하 유동가능하게 배치되는 가동금형부를 포함하며,

상기 (c)단계는, 상기 용탕이 응고되어 상기 고체화된 주조체로 될 때 상기 가동금형부가 상기 고체화된 주조체의 상부와 결합되어 상기 고정금형부로부터 상방으로 이격될 때 상기 고체화된 주조체를 상기 고정금형부로부터 인출시키는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조 방법.
제7항에 있어서,

상기 수용성형부의 측벽부는, 상기 고정금형부에 의해 마련되는 제1측벽부와, 상기 가동금형부에 의해 마련되는 제2측벽부를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 제1측벽부 및 상기 제2측벽부에 각각 내장되어 상기 제1측벽부 및 상기 제2측벽부를 동시에 냉각하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조 방법.
제7항에 있어서,

상기 가동금형부는, 상기 고정금형부와 인접한 단부에서 상부로 소정 높이를 가지고 형성되며 상기 고정금형부의 내경과 동일한 내경을 갖는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상부측에 마련되며 상기 제1내경부의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 제2내경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 빌렛의 주조 방법.