KR100620594B1 - Agitational apparatus for manufacturing forming material with spherical structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저압 주조방식에서 전자 교반기를 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 그 구형화 조직이 기포로 인한 기공부분 없이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있도록 교반하기 위하여, The present invention is to prepare a molded article having a spherical structure in the low pressure casting method using an electronic stirrer in order to stir the spherical structure can be more finely and uniformly distributed without pores due to bubbles,
저압 주조기의 용탕 홀딩로에서 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형으로 용탕을 주입시 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기 용탕 홀딩로와 상,하금형 사이의 급탕관에 전자 교반기를 장착하여 전자기장에 의해 교반하는 장치에 있어서, 상기 전자 교반기가 장착된 급탕관의 내부에서 전자기장에 의해 용탕으로 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 동시에 그 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화시키는 교반수단과; 상기 교반수단의 하측 상기 급탕관의 내측면에는 그 교반수단이 하부로 이탈되지 않는 지지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 구형화 조직을 갖는 성형물 제조에 따른 교반장치에 관한 것이다. An electronic stirrer is mounted on the hot water pipe between the hot water holding furnace and the hot and cold dies to produce a molded article having a spherical structure when the molten metal is injected into the upper and lower molds of the forming part through the hot water pipe in the molten metal holding furnace of the low pressure casting machine. In the apparatus for stirring by electromagnetic field, stirring means for maximizing the collision between the metal molecules of the molten metal while suppressing the vortex phenomenon caused by the vortex generated by the electromagnetic field inside the hot water pipe equipped with the electromagnetic stirrer and; The inner side of the hot water supply pipe below the stirring means relates to a stirring device according to the manufacture of the molded article having a spherical structure, characterized in that the supporting means is provided with a support means that does not escape to the lower side.
저압 주조기, 전자 교반기, 구형화, 소용돌이현상, 교반수단, 지지수단, 와류 억제수단 Low pressure casting machine, electronic stirrer, spheronization, vortex phenomenon, stirring means, support means, vortex suppression means
Description
도 1a는 본 발명이 저압 주조기에 설치된 상태의 개략적인 요부 단면도.1A is a schematic sectional view of principal parts of the present invention installed in a low pressure casting machine.
도 1b는 도 1에 따른 교반수단이 설치된 부분의 요부 확대 단면도.Figure 1b is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the portion in which the stirring means according to Figure 1 is installed.
도 2는 본 발명의 교반수단을 개략적으로 나타낸 요부 사시도.Figure 2 is a perspective view schematically showing the main portion of the stirring means of the present invention.
도 3은 본 발명에 의해 소용돌이현상이 억제되는 상태를 개략적으로 나탄내 요부도.Figure 3 is a schematic diagram of the inner portion of the Nathan in a state where the vortex is suppressed by the present invention.
도 4는 본 발명 교반수단의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 사시도.Figure 4 is a perspective view of the main portion schematically showing another embodiment of the stirring means of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.5 is a sectional view illustrating main parts of another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 따른 개략적인 요부 확대도 단면도.FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of the main part according to FIG. 5; FIG.
도 7은 도 6에 따른 개략적인 요부 평단면도.FIG. 7 is a schematic main cross-sectional view according to FIG. 6; FIG.
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도 8은 본 발명에 의해 제조된 성형물의 조직도를 사진으로 촬영한 상태의 요부도.Figure 8 is a main part of the state taken in the photograph the organization chart of the molded article produced by the present invention.
도 9는 종래 저압 주조기에 전자 교반기 설치된 상태의 요부도.9 is a principal view of a state in which an electronic stirrer is installed in a conventional low pressure casting machine.
도 10은 도 9에 따른 전자기장에 의해 용탕이 교반되는 상태의 요부도.10 is a main view of a state in which the molten metal is stirred by the electromagnetic field according to FIG. 9.
도 11은 도 9에 의해 제조된 성형물의 조직도를 사진으로 촬영한 상태의 요부 확대 사진.FIG. 11 is an enlarged photograph of main parts of a state in which the organization chart of the molding manufactured by FIG. 9 is photographed; FIG.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 교반수단10: stirring means
12 : 몸체 14 : 골 12: body 14: goal
20 : 지지수단20 support means
22 : 지지부 22: support
30 : 와류 억제수단30: vortex suppression means
32 : 자력발생체 33 : 오링 32: magnetic generator 33: O-ring
35 : 상 하우징 36 : 하 하우징 35: upper housing 36: lower housing
38 : 유입구 38a : 배출구 38:
100 : 저압 주조기100: low pressure casting machine
110 : 용탕 홀딩로 120 : 성형부 110: molten metal holding furnace 120: molding part
122 : 상금형 124 : 하금형 122: upper mold 124: lower mold
130 : 급탕관 140 : 전자 교반기 130: hot water pipe 140: electronic stirrer
본 발명은 저압 주조방식에서 전자 교반기를 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 그 구형화 조직이 기포로 인한 기공부분 없이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있도록 교반하는 구형화 조직을 갖는 성형물 제조에 따른 교반장치 에 관한 것이다. The present invention provides a molded article having a spherical structure that is stirred so that the spherical structure can be more finely and uniformly distributed without pores due to bubbles when the molded article is produced using an electronic stirrer in a low pressure casting method. It relates to a stirring device according to.
일반적으로 저압 주조방식은 주조회수율이 우수하며 깨긋한 주물의 성형과 치수의 정밀화 및 다양한 형상의 주조가 가능할 뿐만 아니라 경제적인 설비비와 초기경비를 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있었다.In general, the low pressure casting method has excellent casting recovery rate, enables the formation of clean castings, precision of dimensions, casting of various shapes, and has the advantage of minimizing economic equipment cost and initial cost.
그러나, 이같이 저압 주조방식에 의해 성형된 성형물의 금속조직은 금속의 응고시 수지상으로 매우 취약한 미세형상의 덴드라이트(dendrite) 조직을 갖는 관계로, 이는 제품의 인성 및 내구성에 치명적인 약점을 가지는 문제점을 가지고 있었다. However, since the metal structure of the molded article formed by the low pressure casting method has a fine dendrite structure that is very fragile to the resin during solidification of the metal, this has a problem that has a fatal weakness in the toughness and durability of the product. I had.
그에 따라 근래에 들어서는 전자기장을 이용한 교반 기술이 접목되어, 이는 수지상의 조직 대신에 이상적인 구형에 가까운 초정입자와 이를 둘러싼 미세조직을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 용질원자의 거시편석 최소화, 주조결함 최소화, 기계적 물성치의 확보, 후속 공정에서의 성형성, 친환경성과 공정비용의 우위 등 많은 장점을 확보할 수 있는 기술이 적용되고 있는 실정이다. As a result, in recent years, agitation technology using electromagnetic fields has been incorporated, which can be used to obtain superfine particles close to ideal spheres and microstructures surrounding them, as well as minimizing macroscopic segregation of solute atoms, minimizing casting defects, and mechanical properties instead of dendritic tissues. The technology that can secure a number of advantages, such as securing, moldability in the subsequent process, environmental friendliness and process cost advantage is being applied.
이렇게, 종래 저압 주조방식에 전자기 교반을 행하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있는 기술을 제한한 바, 이를 첨부된 도면 도 9 내지 도 11을 참고하여 설명하면 다음과 같다. Thus, by limiting the technology capable of producing a molded article having a spherical structure by performing electromagnetic stirring in the conventional low pressure casting method, it will be described with reference to the accompanying drawings, Figures 9 to 11 as follows.
도시된 바와 같이 저압 주조기(1)는, 용탕이 주입되는 용탕주입구(도시되지 않음)와 공기 또는 불활성 기체 등과 같은 기체가 유입되는 기체 유입구(112)가 형성된 용탕 홀딩로(110)와, 상기 용탕 홀딩로의 상부에 성형하고자 하는 상,하금형(122)(124)이 설치되는 성형부(120)와, 상기 용탕 홀딩로와 상,하금형 사이에 용탕 을 공급하도록 구비되는 급탕광(130)으로 구성된다. As illustrated, the low pressure casting machine 1 includes a molten
이와같이 구성된 저압 주조기에서 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기 급탕관(130)에 전기 인가에 따른 전자기장이 발생하는 전자 교반기(140)가 장착된다. In order to manufacture a molded article having a spherical structure in the low-pressure casting machine configured as described above, the
상기에서, 미설명 부호 142는 급탕관과 전자 교반기 사이에는 그 급탕관 내의 용탕이 일정한 온도를 유지하여 보다 원활한 전자기장이 이루어질 수 있도록 예열기이다. In the above description,
그에 따라 상기 용탕 홀딩로에 주입된 용탕이 급탕관을 통하여 성형부인 상,하금형으로 주입되어질 때, 그 급탕관에 장착된 전자 교반기의 전자기장에 의해 용탕이 급탕관 내에서 선회하는 와류에 의한 소용돌이(vortex)현상으로 인해 강한 유동이 발생하면서 금속분자 간의 충돌로 인한 금속의 응고시 공액공존 영역에서 발생하는 수지상의 성장을 파괴하여 상,하금형에서 성형시 미세한 구형화 금속조직을 얻을 수 있었다. Accordingly, when the molten metal injected into the molten metal holding furnace is injected into the upper and lower molds as a forming part through the hot water pipe, the swirl is caused by the swirling of the molten metal in the hot water pipe by the electromagnetic field of the electromagnetic stirrer attached to the hot water pipe. The strong vortex caused by (vortex) phenomenon destroyed the dendritic growth in the conjugated coexistence area during the solidification of the metal due to the collision between the metal molecules, thereby obtaining a fine spherical metal structure when forming in the upper and lower molds.
그러나, 상기와 같이 저압 주조방식에 전자 교반기의 전자기장을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시에는 도 10에서와 같이 급탕관 내의 용탕이 전자기장에 의해 발생되는 와류에 의한 소용돌이(vortex)현상에 의해, 즉 중심으로부터 외측부분으로 높게 편중된 용탕이 말아지면서 형성되는 중공부의 기포로 인하여 상,하금형에서 제품 성형시 상기 발생된 기포에 의해 제품의 질이 저하되는 문제점을 갖고 있었다. However, when manufacturing a molded article having a spherical structure by using the electromagnetic field of the electromagnetic stirrer in the low pressure casting method as described above, as shown in FIG. 10, the vortex phenomenon due to the vortex generated by the electromagnetic field of the hot water pipe is generated by the electromagnetic field. In other words, due to the bubbles of the hollow portion formed as the molten metal is highly biased from the center to the outer portion, there is a problem that the quality of the product is reduced by the generated bubbles when forming the product in the upper and lower molds.
다시말해서, 상기한 전자 교반기의 전자기장에 의해 금속조직이 구형화되는 과정에서 상기 기포로 인해 도 11에서와 같이 세밀한 구형화 조직이 이루어지지 않고 조직의 일부분에 여러 기공부분이 형성되어 제품의 질이 현저하게 저하되는 문제점이 발생하였다. In other words, in the process of spherical metallization by the electromagnetic field of the electronic stirrer, the pores are not formed in the detailed spherical structure as shown in FIG. There was a problem of significantly lowering.
또한, 구형화 조직을 보다 세밀하게 갖고자 용탕의 금속분자의 충돌을 활성화시키고자 전자기장을 세기를 높일 경우에는 상기한 와류에 의한 소용돌이현상이 더욱더 심화되어져 오히려 제품의 질을 더욱더 저하시키는 문제점도 초래되었다. In addition, when the strength of the electromagnetic field is increased to increase the strength of the metal molecules of the molten metal in order to have a more spherical structure, the vortex phenomenon caused by the vortex is further intensified, which in turn lowers the quality of the product. It became.
이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로, 그 목적은 저압 주조방식에서 전자 교반기를 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 아울러 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화하여 그 구형화 조직이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있도록 교반하는 교반장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object is to suppress the vortex caused by the vortex when manufacturing a molded article having a spherical structure in the low pressure casting method using an electronic stirrer In order to maximize the collision between the metal molecules of the molten metal to provide a stirring device for stirring so that the sphericalized structure can be more finely and uniformly distributed.
본 발명의 다른 목적은 교반수단에 의한 교반시 용탕이 간섭됨 없이 원활하게 통과할 수 있도록 하는 데 있다. Another object of the present invention is to allow the molten metal to pass smoothly without interference when the stirring means.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기장 영역을 통과하여 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 최대한 억제시킬 수 있도록 하는 데 있다. Still another object of the present invention is to minimize the vortex caused by the vortex generated through the electromagnetic field region.
본 발명의 또 다른 목적은 와류에 의한 소용돌이현상의 억제를 지속적으로 행할 수 있도록 하는 데 있다. Still another object of the present invention is to make it possible to continuously suppress the vortex phenomenon caused by the vortex.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저압 주조기의 용탕 홀딩로에서 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형으로 용탕을 주입시 구형화 조직을 갖는 성 형물을 제조하기 위하여 상기 용탕 홀딩로와 상,하금형 사이의 급탕관에 전자 교반기를 장착하여 전자기장에 의해 교반하는 장치에 있어서, 상기 전자 교반기가 장착된 급탕관의 내부에서 전자기장에 의해 용탕으로 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 동시에 그 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화시키는 교반수단과; 상기 교반수단의 하측 상기 급탕관의 내측면에는 그 교반수단이 하부로 이탈되지 않는 지지수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object, and the molten metal holding furnace in order to produce a molding having a spherical structure when injecting the molten metal into the upper and lower molds of the forming part through the hot water pipe in the molten metal holding furnace of the low pressure casting machine; An apparatus for agitating by an electromagnetic field by installing an electronic stirrer in a hot water supply pipe between upper and lower dies, wherein the inside of the hot water supply tube equipped with the electronic stirrer suppresses the vortex caused by the vortex generated by the molten metal by the electromagnetic field. Agitation means for maximizing collision between metal molecules of the molten metal at the same time; The inner side surface of the hot water supply pipe below the stirring means is characterized in that the stirring means is provided with a support means that does not escape to the lower side.
상기 교반수단은 그 급탕관의 내측 직경과 대응되는 직경을 가지는 몸체와, 그 몸체의 외측면에 일정 간격으로 다수의 골이 형성되는 것을 특징으로 한다. The stirring means is characterized in that the body having a diameter corresponding to the inner diameter of the hot water supply pipe, and a plurality of bones are formed at regular intervals on the outer surface of the body.
상기 몸체는 상측과 하측의 직경이 작고 중간 측의 직경이 큰 것을 특징으로 한다. The body is characterized in that the diameter of the upper and lower side is small and the diameter of the middle side is large.
상기 몸체는 상측의 직경이 크고 하측의 직경이 작은 것을 특징으로 한다. The body is characterized in that the upper diameter is large and the lower diameter is small.
상기 지지수단은 그 급탕관의 내부에 상기 교반수단의 직경 보다 작은 직경을 갖도록 일체로 돌출 형성되는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The support means is characterized in that the interior of the hot water supply pipe is composed of a support that is integrally formed to have a diameter smaller than the diameter of the stirring means.
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저압 주조기의 용탕 홀딩로에서 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형으로 용탕을 주입시 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기 용탕 홀딩로와 상,하금형 사이의 급탕관에 전자 교반기를 장착하여 전자기장에 의해 교반하는 장치에 있어서, 상기 전자 교반기가 장착된 급탕관의 내부에서 전자기장에 의해 용탕으로 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 동시에 그 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화시키는 교반수단과; 상기 교반수단의 하측 상기 급탕관의 내측면에는 그 교반수단이 하부로 이탈되지 않는 지지수단과; 상기 전자 교반기와 상,하금형 사이의 급탕관의 외측에는 전자기장의 영역을 통과한 용탕에서 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 억제하는 와류 억제수단이 장착되는 것을 특징으로 한다. An electronic stirrer is mounted on the hot water pipe between the hot water holding furnace and the hot and cold dies to produce a molded article having a spherical structure when the molten metal is injected into the upper and lower molds of the forming part through the hot water pipe in the molten metal holding furnace of the low pressure casting machine. In the apparatus for stirring by electromagnetic field, stirring means for maximizing the collision between the metal molecules of the molten metal while suppressing the vortex phenomenon caused by the vortex generated by the electromagnetic field inside the hot water pipe equipped with the electromagnetic stirrer and; Support means on the inner side of the hot water supply pipe below the stirring means such that the stirring means is not separated downward; On the outer side of the hot water pipe between the electronic stirrer and the upper and lower molds, vortex suppression means for suppressing the vortex caused by the vortex generated in the molten metal passing through the region of the electromagnetic field is installed.
상기 교반수단은 그 급탕관의 내측 직경과 대응되는 직경을 가지는 몸체와, 그 몸체의 외측면에 일정 간격으로 다수의 골이 형성되는 것을 특징으로 한다. The stirring means is characterized in that the body having a diameter corresponding to the inner diameter of the hot water supply pipe, and a plurality of bones are formed at regular intervals on the outer surface of the body.
상기 몸체는 상측과 하측의 직경이 작고 중간 측의 직경이 큰 것을 특징으로 한다. The body is characterized in that the diameter of the upper and lower side is small and the diameter of the middle side is large.
상기 지지수단은 그 급탕관의 내부에 상기 회전수단의 직경 보다 작은 직경을 갖도록 일체로 돌출 형성되는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The support means is characterized in that the interior of the hot water supply pipe is composed of a support that is integrally formed to have a diameter smaller than the diameter of the rotating means.
상기 와류 억제수단은 그 급탕관의 외측에 일정 간격으로 위치하는 다수의 자력발생체인 것을 특징으로 한다. The vortex suppressing means is characterized in that a plurality of magnetic force generating bodies are located at a predetermined interval on the outside of the hot water supply pipe.
상기 자력발생체는 기밀성을 갖는 상,하 하우징 내에 내장되어 장착되는 것을 특징으로 한다. The magnetic force generator is characterized in that it is embedded in the upper, lower housings having airtightness.
상기 상,하 하우징에는 그 내부와 통하는 각각의 유입구와 배출구를 형성하여 냉각수가 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다. The upper and lower housings are characterized in that the cooling water is circulated by forming respective inlets and outlets communicating with the inside.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같습니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a은 본 발명이 저압 주조기에 설치된 상태의 개략적인 요부 단면도이고, 도 1b는 도 1에 따른 교반수단이 설치된 부분의 요부 확대 단면도이며, 도 2는 본 발명의 교반수단을 개략적으로 나타낸 요부 사시도이다. Figure 1a is a schematic cross-sectional view of the main portion of the present invention installed on a low pressure casting machine, Figure 1b is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the portion in which the stirring means according to Figure 1 is installed, Figure 2 is a perspective view schematically showing the stirring means of the present invention to be.
도시된 바와 같이 통상적인 저압 주조기(100)의 용탕 홀딩로(110)에서 급탕관(130)을 통하여 성형부(120)의 상,하금형(122)(124)으로 용탕을 주입시 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기 용탕 홀딩로(110)와 상,하금형(122)(124) 사이의 급탕관(130)에 전자 교반기(140)를 장착하여 전자기장에 의해 교반하는 장치에 있어서, As shown, spherical structure when injecting molten metal into the upper and
본 발명은, 상기 전자기 교반을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 아울러 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화하여 그 구형화 조직이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있도록 하기 위하 여, The present invention, while producing a molded article having a spherical structure by using the electromagnetic stirring to suppress the vortex caused by the vortex and to maximize the collision between the metal molecules of the molten metal so that the spherical structure can be distributed more finely and uniformly To be able to
상기 전자 교반기(140)가 장착된 급탕관(130)의 내부에서 전자기장에 의해 용탕으로 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 동시에 그 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화시키는 교반수단(10)과; Stirring means (10) for maximizing the collision between the metal molecules of the molten metal at the same time while suppressing the vortex caused by the vortex generated by the electromagnetic field in the inside of the
상기 교반수단(10)의 하측 상기 급탕관(130)의 내측면에는 그 교반수단이 하부로 이탈되지 않는 지지수단(20)을 구비하는 것을 나타낸 것이다. The inner side of the hot
상기 교반수단(10)은 그 급탕관(130)의 내측 직경과 대응되는 직경을 가지는 몸체(12)와, 그 몸체(12)의 외측면에 급탕관 내의 용탕이 교반 및 하측에서 상측으로 원활하게 통과할 수 있도록 일정 간격으로 다수의 골(14)이 형성되는 것이 바람직하다. The stirring means 10 is a
상기 몸체(12)는 하부로부터 상측으로 통과하는 용탕의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 상측과 하측의 직경(w)이 작고 중간 측의 직경(W)이 큰 것이 바람직하다. The
상기 지지수단(20)은 그 급탕관(130)의 내부에 상기 회전수단의 직경 보다 작은 직경을 갖도록 일체로 돌출 형성되는 지지부(22)로 구성되는 것이 바람직하다. The support means 20 is preferably composed of a
상기 지지수단(20)은 그 급탕관(130)의 내부에 상기 회전수단의 직경 보다 작은 직경을 갖는 별도로 제작되는 돌기나 망 등과 같이 용탕의 흐름에 지장을 초래하지 않은 통상의 형태를 삽입하여 고정하여도 무방하다. The support means 20 is fixed to the inside of the hot
상기와 같이 구성됨에 따라 용탕 홀딩로의 용탕이 급탕관을 거쳐 성형부인 상,하금형으로 유입되기 전에 구형화 조직을 갖는 성형물을 얻고자 상기 급탕관으로 장착된 전자 교반기의 전자기장에 의해 강한 유동이 발생한다. As described above, a strong flow is caused by the electromagnetic field of the electromagnetic stirrer mounted to the hot water supply pipe to obtain a molded product having a spherical structure before the molten metal of the molten metal holding furnace is introduced into the upper and lower molds through the hot water pipe. Occurs.
즉, 상기 전자기장이 발생되는 영역을 통과하는 용탕은 그 전자기장에 의해 소용돌이현상이 발생하게 되고, 즉 전자 교반기와 가까운 부분인 용탕의 외측에는 전자기장력이 강하고 그에 비해 용탕의 중심 부분에는 외측에 비해 전자기장력이 약한 관계로, 와류에 의한 소용돌이현상이 발생하게 되는 데, 이때 그 전자기장의 영역 내에 구비된 교반수단에 의해 상기 소용돌이현상을 도 3에서와 같이 억제하게 되는 것이다. That is, the molten metal passing through the region in which the electromagnetic field is generated is generated by the electromagnetic field. That is, the electromagnetic tension is strong outside the molten metal, which is close to the electronic stirrer, whereas the central portion of the molten metal has a higher electromagnetic strength than the outside. Due to the weak tension, vortex phenomena occur due to vortices, and the vortex phenomenon is suppressed as shown in FIG. 3 by the stirring means provided in the region of the electromagnetic field.
다시말해서, 용탕이 교반수단인 몸체의 골을 통과하면서 와류에 의한 소용돌이현상과 같은 방향으로 회전됨에 따라 그 몸체의 회전력에 의해 용탕을 중심 측으로 감아 말듯이 회전함에 따라 용탕이 외측으로 편중됨 없이 중심으로 모아지게 되는 역할을 하게 됨에 따라 소용돌이현상을 억제할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다. In other words, as the molten metal is rotated in the same direction as the vortex caused by the vortex while passing through the bone of the body, which is the stirring means, the molten metal is rolled toward the center by the rotational force of the body, so that the molten metal is not biased outward as it is rotated. As it plays a role of being gathered together, it has a condition to suppress the vortex phenomenon.
또한, 상기와 같이 용탕의 금속분자가 상기 교반에 따른 몸체와 충돌함과 동시에 충돌 후 회전으로 인한 금속분자 간의 충돌을 보다 활발하게 이루어지 수 있게 하는 것이다. In addition, as described above, the metal molecules of the molten metal collide with the body according to the agitation, and the collision between the metal molecules due to the rotation after the collision can be made more actively.
그에 따라 상기와 같이 교반수단에 의해 교반된 용탕이 성형부의 상,하부금형으로 주입된 후 성형될 경우에 와류에 의한 소용돌이현상으로 인해 발생되는 기포를 제거함에 따라 성형물의 기공부분을 최소화할 수 있는 조건을 가지게 되므로서, 구형화 조직이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있는 것이다. Accordingly, when the molten metal stirred by the stirring means is injected into the upper and lower molds of the molding part and then molded, the pore portion of the molding can be minimized by removing the bubbles generated by the vortex caused by the vortex. By having the conditions, the spherical tissue can be more finely and uniformly distributed.
도 4는 본 발명 로터의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 사시도이다. Figure 4 is a perspective view of the main portion schematically showing another embodiment of the rotor of the present invention.
도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 상기 전자기장의 영역 내에 구비되는 교반수단의 회전체를 보다 간단한 구조를 가지면서 전술한 작용은 그대로 할 수 있도록 하기 위하여, In the above configuration as shown, in order to have the above-described action as it is while having a simpler structure of the rotating body of the stirring means provided in the region of the electromagnetic field,
상기 몸체(12)는 상측의 직경(W1)이 크고 하측의 직경(w1)이 작은 것을 나타낸 것이다. The
그에 따라 몸체의 구조를 더욱더 간단한 구조를 가지게 되어 제작이 간단하게 이루어지고, 하측의 직경이 작은 관계로 용탕의 흐름 또한 하부로부터 상측으로 원활하게 이루어질 수 있는 것이다. Accordingly, the structure of the body has a simpler structure, making the production simpler, and the flow of the molten metal can also be made smoothly from the lower side to the upper side because the diameter of the lower side is small.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이고, 도 6은 도 5에 따른 개략적인 요부 확대도 단면도이며, 도 7은 도 6에 따른 개략적인 요부 평단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating main parts of another exemplary embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a main enlarged view of FIG. 5, and FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part of FIG. 6.
도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기 저압 주조기(100)의 용탕 홀딩로(110)와 성형부(120)의 상,하금형(122)(124) 사이의 급탕관(130)에 장착되는 전자 교반기(140)에 의해 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 그 전자기장 영역을 거쳐 통과한 후 상기 상,하금형(122)(124)으로 유입되기 전에 발생된 소용돌이현상을 억제하기 위하여, 상기 급탕관(130) 내의 전자 교반기(140)에 의한 전자기장 영역에 구비되는 교반수단(10)과, 그 전자기장 영역을 벗어나 부분에 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 보다 억제하도록 상기 전자 교반기의 상부 측 급탕관(130)의 외측에 와류 억제수단(30)을 동시에 구비한 것을 나타낸 것이다. As shown in the above configuration, between the upper and
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상기 와류 억제수단(30)은 그 급탕관(130)의 외측에 일정 간격으로 위치하는 통상의 영구자석 등과 같은 다수의 자력발생체(32)로 구성하는 것이 바람직하다. The vortex suppression means 30 is preferably composed of a plurality of
상기 자력발생체(32)는 오링(33)이 결합되어 기밀성을 갖는 상,하 하우징(35)(36) 내에 내장되어 상기 저압 주조기의 프레임 밑면으로 스크류 등에 의해 장착되는 것이 바람직하다. The
상기 상,하 하우징(35)(36)에는 그 내부와 통하는 각각의 유입구(38)와 배출구(38a)를 형성하여 냉각수가 순환되도록 함으로써, 용탕을 통하여 전열된 열에 의해 상기 상,하 하우징 내의 자력발생체의 자력이 상실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The upper and
상기와 같이 구성됨에 따라 전술한 전자기장의 영역 내에서 전자기장에 의해 와류에 의한 소용돌이현상으로 회전되는 용탕을 그 상부 측의 성형부인 상,하금형으로 유입되기 직전에 상기 소용돌이현상으로 회전되는 용탕의 회전 속도에 대하여 상기 상,하 하우징 내의 자력발생체에 발생되는 자력에 의해 그 회전되는 반대방향으로 저지하려는 성질인 반발력에 의하여 소용돌이현상으로 회전되는 용탕의 속도를 저감시키도록 억제하게 되는 것이다. Rotation of the molten metal rotated by the vortex immediately before the molten metal is rotated by the vortices caused by the vortex by the electromagnetic field in the upper and lower molds of the upper side in accordance with the configuration as described above It is to suppress the speed of the molten metal rotated in the vortex phenomenon by the repulsive force which is a property to block in the opposite direction of rotation by the magnetic force generated in the magnetic generator in the upper and lower housing with respect to the speed.
그에 따라 소용돌이현상으로 인해 회전되는 용탕의 회전 속도를 감소시킴에 따라 소용돌이현상으로 인해 중심으로부터 외측으로 높게 편중되는 용탕을 자연스럽게 저지하게 되고, 그로 인해 그 외측으로 높게 편중되어 감아지는 부분으로 인해 발생되는 기포 발생을 최대한 억제할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다. Accordingly, as the rotational speed of the molten metal is reduced due to the vortex phenomenon, the molten metal is naturally inhibited from the center due to the vortex phenomenon. It will have a condition that can suppress the generation of bubbles as much as possible.
따라서, 이도 전술한 바와 같이 구형화 조직을 갖는 성형물의 구형화 조직에 기포로 인한 기공부분이 없이 균일한 구형화 조직으로 성형되어 질 수 있는 조건을 갖는 것이다.
그리고, 무엇보다도 전술한 전자기장의 영역 내의 교반수단인 회전체에 1차적인 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 아울러 금속분자의 충돌을 활성화시킴은 물론 그 전자기장의 영역을 통과하여 상,하금형으로 주입되기 직전의 용탕으로 발생하는 소용돌이현상을 상기 와류 억제수단에 의해 2차적으로 억제함으로써, 상기한 성형부의 상,하금형에서 성형되는 구형화 조직을 갖는 성형물에 기공이 없는 보다 세밀하고 균일한 구형화 조직을 갖는 제품으로 성형할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다. Thus, as described above, the spherical structure of the molded article having the spherical structure has a condition that can be molded into a uniform spherical structure without the pore portion due to bubbles.
Above all, the vortex phenomenon caused by the primary vortex in the rotating body, which is the stirring means in the above-mentioned electromagnetic field, is suppressed, and the collision of metal molecules is activated, as well as the upper and lower molds passing through the electromagnetic field. By suppressing the vortex phenomenon occurring in the molten metal just before injection by the vortex suppressing means secondly, a finer and more uniform spherical shape having no pores in the molded article having the spherical structure formed in the upper and lower molds of the above-mentioned forming part. It will have a condition that can be molded into a product having a textured tissue.
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이로써, 이는 전자기장을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 교반수단과 와류 억제수단의 순차적인 연속적인 작용에 의해 도 8에서와 같은 가장 이상적인 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있는 것이다. Thus, it is possible to produce a molded article having the most ideal spherical structure as shown in Figure 8 by the sequential continuous action of the stirring means and the vortex suppression means when manufacturing the molded article having a spherical structure using the electromagnetic field.
상술한 바와 같이 본 발명은, 저압 주조방식에 전자기 교반을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조시 그 전자기장 내에 구비되는 교반수단의 회전에 의해 와류에 의한 소용돌이현상을 억제함과 아울러 용탕의 금속분자 간의 충돌을 극대화하여 그 구형화 조직이 보다 세밀하고 균일하게 분포될 수 있도록 하므로서, 성형물의 인성 및 내구성을 최대한 높일 수 있는 효과를 가지는 것이다. As described above, the present invention, while producing a molded article having a spherical structure by using electromagnetic stirring in a low-pressure casting method, while suppressing the vortex caused by the vortex by the rotation of the stirring means provided in the electromagnetic field and the metal of the molten metal By maximizing the collision between molecules to allow the sphericalized structure to be distributed more finely and uniformly, it has the effect of maximizing the toughness and durability of the molding.
또한, 교반수단의 몸체 하부 직경을 작게 함에 따라 교반에 따른 용탕이 그 교반수단에서 간섭됨 없이 원활하게 통과할 수 있는 효과도 갖는 것이다. In addition, as the diameter of the lower body portion of the stirring means is smaller, the molten metal due to the stirring can also pass smoothly without interference from the stirring means.
또, 전자기장 영역을 통과하여 발생되는 와류에 의한 소용돌이현상을 다수의 자력발생체로 구성되는 와류 억제수단에 의해 최대한 억제시킬 수 있도록 하므로서, 보다 세밀하고 균일하게 분포되는 구형화 조직을 더욱더 안정적으로 성형될 수 있는 효과도 가지는 것이다. In addition, the vortex phenomenon caused by the vortex generated through the electromagnetic field region can be suppressed to the maximum by the vortex suppressing means composed of a plurality of magnetic generating bodies, thereby forming a more precise and uniformly distributed spherical structure. It will also have the effect.
또, 와류 억제수단의 자력을 냉각부에 의해 적절하게 냉각시키므로서, 와류 억제수단의 교체나 지연없이 와류에 의한 소용돌이현상의 억제를 지속적으로 행할 수 있는 효과도 갖는 것이다. In addition, by appropriately cooling the magnetic force of the vortex suppressing means by the cooling unit, it is also effective to continuously suppress the vortex phenomenon by the vortex without replacing or delaying the vortex suppressing means.
또, 교반수단과 와류 억제수단을 동시에 적용하여 사용할 수 있도록 하므로서, 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조시 가장 이상적인 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있는 효과을 기대할 수 있는 것이다.In addition, by allowing the use of the stirring means and the vortex suppressing means at the same time, it is possible to expect the effect of producing a molded article having the most ideal spherical structure in the production of the molded article having a spherical structure.
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