KR100667415B1

KR100667415B1 - 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법

Info

Publication number: KR100667415B1
Application number: KR1020050060161A
Authority: KR
Inventors: 안평수
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-10

Abstract

본 발명은 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법에 관한 것으로, 중자를 이용하지 않고 용탕을 금형내에서 상·하 이동하면서 고압 분사시켜 중공 제품을 제조해 용탕의 난류 현상과 기공 발생을 완전히 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형(1)에 형성된 탕구(2)내로 삽입된 용탕투사관(4)을 주조 제품에서 요구되는 용탕 주입량을 산정한 후,

산정된 용탕 주입량에 따라 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도와 이동시간 및 상기 용탕투사관(4)의 용탕분사구(4a)를 통한 용탕의 분출압력등을 결정하여 상하구동기(3)를 통해 용탕투사관(4)을 작동시켜 제품을 주조하는 것을 특징으로 한다.

Description

고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법{High Pressure hollow casting apparatus and hollow casting method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 고압분무 중공 주조 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 고압분무 중공 주조 장치를 이용한 주조 방법에 관한 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금형 2 : 탕구

3 : 상하구동기 4 : 용탕투사관

4a : 용탕분사구 5 : 용탕공급기

본 발명은 고압 분무 중공 주조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금형내로 용탕을 고압 분무시켜 주조중 용탕의 터뷸런스 생성을 방지할 수 있도록 된 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 주조작업에 있어서 원관과 같이 속이 빈 주물을 만들 때, 이 구멍부분에 상당하는 모양의 주형을 코어(Core) 또는 중자를 이용하는 중공 주조법을 이용하게 된다.

이와 같은 중공 주조는 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형 내에 파이프 형상의 중공부나 언더컷 부위 등을 금형을 대신하여 메우도록 중자를 설치한 후, 상기 금형내로 용탕을 부어 설계된 제품을 주조하게 된다.

그러나, 이와 같은 중공 주조시 금형의 중간 부위로 위치된 중자를 이용하여 주조하는 경우, 금형내로 주입되는 용탕의 경로가 중자에 의해 저지 당하게 되고, 이로 인해 주조중 수축을 고려하여 용탕의 주입시 압력을 가하는 압탕 방식에 따라 상기 중자에 의해 금형내에서 난류(Turbulence)를 형성할 위험성이 매우 크고, 이는 특히 두께가 얇은 부품을 제조하는 경우 제품의 불량을 형성하는 가장 큰 원인으로 작용하게 된다.

또한, 이와 같이 용탕의 고압 주입시 발생되는 난류 현상은 금형내에서 기공을 형성할 위험성이 매우 증가하여, 제조 후 외관적으로 보이지 않는 내부 기공을 생성하여 제품에 치명적인 결함을 제공하는 불편이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 중자를 이용하지 않고 용탕을 금형내에서 상·하 이동하면서 고압 분사시켜 중공 제품을 제조해 용탕의 난류 현상과 기공 발생을 완전히 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고압 분무 중공 주조장치가 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형과, 상기 금형에 형성된 탕구를 통해 금형의 내부 공간으로 위치되어 용탕 분무시 넓게 퍼져나가도록 하는 용탕분사구를 형성한 용탕투사관, 용탕공급기에 연결된 용탕투사관으로 공급된 용탕에 대한 공급시간과 공급압력 및 용탕투사관의 상·하 이동 속도를 설정하는 상하구동기로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 고압 분무 중공 주조장치를 통한 주조 방법이 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형에 형성된 탕구내로 삽입된 용탕투사관을 주조 제품에서 요구되는 용탕 주입량을 산정하는 용탕주입량설정단계;

산정된 용탕 주입량에 따라 용탕투사관의 상·하 이동 속도와 이동시간 및 상기 용탕투사관의 용탕분사구(를 통한 용탕의 분출압력등을 결정하는 주조공정준비단계;

주조 제품에 따라 결정된 용탑 주입량을 통해 결정된 용탕의 분출압력과 용탕투사관의 상·하 이동 속도와 이동시간 등을 상하구동기에 설정한 후, 상기 상하구동기를 작동시켜 제품을 주조하는 제품주조단계;

를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고압분무 중공 주조 장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 고압분무 중공 주조 장치는 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형(1)과, 상기 금형(1)에 형성된 탕구(2)를 통해 금형(1)의 내부 공간으로 위치되는 용탕투사관(4)을 상·하로 이동시켜주는 상하구동기(3) 및 상기 용탕투사관(4)으로 용탕을 공급해 용탕투사관(4)의 끝단에 형성된 용탕분사구(4a)를 통해 금형내에서 고압으로 용탕을 분사하는 용탕공급기(5)로 구성되어진다.

여기서, 상기 용탕투사관(4)에 형성된 용탕분사구(4a)는 용탕투사관(4)에서 금형(1)으로 방사상으로 균일하게 용탕이 분사되도록 측면에서 균일하게 개구되면서 바깥쪽으로 넓은 직경을 갖아 분무시 넓게 퍼져나가도록 형성되어진다.

또한, 상기 상하구동기(3)는 용탕 공급시간과 용탕 공급압력 및 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도등을 설정하는 기능을 갖게 된다.

그리고, 상기 상하구동기(3)에 의한 용탕투사관(4)의 상·하 이동은 통상적인 방식을 사용하는데 예를 들면, 모터축에 구비된 피니언의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 래크를 이용하게 된다.

이와 같은 고압분무 중공 주조 장치를 통해 제품을 주조하는 방법의 경우는 도 2에 도시된 바와 같이, 제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형(1)에 형성된 탕구(2)내로 용탕투사관(4)을 삽입시켜, 상기 용탕투사관(4)의 끝단에 형성된 용탕분사구(4a)가 적정 위치에 자리 잡도록 한 후, 용탕공급기(5)를 용탕투사관(4)에 연결함과 더불어 용탕투사관(4)을 상·하로 이동 시켜 주기 위한 상하구동기(3)를 준비하게 된다.

이어, 제조되는 주조 제품의 특성에 따라 금형(1)으로 주입되는 용탕 주입량을 결정한 후, 결정된 용탕 주입량에 따라 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도와 이동시간 및 상기 용탕투사관(4)의 용탕분사구(4a)를 통한 용탕의 분출압력등을 결정하게 된다.

이후, 주조 제품에 따라 결정된 용탑 주입량을 통해 결정된 용탕의 분출압력과 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도와 이동시간 등을 상하구동기(3)에 설정한 후, 상기 상하구동기(3)를 작동시켜 설정된 이동속도로 용탕투사관(4)을 이동시키면서 설정된 고압으로 용탕을 분사하게 된다.

이때, 상기 금형(1)내로 분사되는 용탕은 도 1에 도시된 바와 같이 용탕투사관(4)의 용탕분사구(4a)를 통해 넓게 퍼지면서 금형(1)으로 분사됨은 물론이다.

이어, 상기 용탕투사관(4)을 이용한 용탕의 분사가 정해진 시간동안 완료한 후 상기 용탕투사관(4)을 금형(1)내에서 빼내게 되면, 제품이 완성 특히 두께가 얇은 제품의 제조시 금형(1)내에서 난류의 형성이 전혀 없으면서 주조된 제품내 기포의 형성도 없는 상태로 주조되어진다.

이는, 본원 발명의 고압 분무 주조 방식이 일반적으로 분무 주조(spray casting)의 공정 특성 즉, 합금 용탕을 고속의 가스로 분무시킨 후, 분무 액적이 완전히 응고되기 전에 하부의 기판에 적층시켜 물성이 우수한 빌렛, 파이프, 판재 등의 합금 및 복합재료 반제품 등을 제조할 수 있는 특성을 이용하기 때문임은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공간부를 갖는 제품 주조시 공간 형성용 중자 없이 금형내에서 이동되면서 용탕을 고압 분사시켜주는 방식을 사용하므로, 주조시 공간 형성용 중자에 의한 금형내 용탕의 난류 형성이 전혀 발생되지 않으면서 주조된 제품내에 기포의 형성도 없어 불량률이 거의 없게 되어 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 금형내를 이동하면서 용탕을 고압 분사하면서 주조하게 되므로 특히, 두께가 얇은 제품을 불량이 없이 안정적으로 주조할 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims

제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형(1)과, 상기 금형(1)에 형성된 탕구(2)를 통해 금형(1)의 내부 공간으로 위치되어 용탕 분무시 넓게 퍼져나가도록 하는 용탕분사구(4a)를 형성한 용탕투사관(4), 용탕공급기(5)에 연결된 용탕투사관(4)으로 공급된 용탕에 대한 공급시간과 공급압력 및 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도를 설정하는 상하구동기(3)로 구성되어진 고압분무 중공 주조 장치.
제조되는 제품형상에 맞도록 설계된 금형(1)에 형성된 탕구(2)내로 삽입된 용탕투사관(4)을 주조 제품에서 요구되는 용탕 주입량을 산정하는 용탕주입량설정단계;

산정된 용탕 주입량에 따라 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도와 이동시간 및 상기 용탕투사관(4)의 용탕분사구(4a)를 통한 용탕의 분출압력등을 결정하는 주조공정준비단계;

주조 제품에 따라 결정된 용탑 주입량을 통해 결정된 용탕의 분출압력과 용탕투사관(4)의 상·하 이동 속도와 이동시간 등을 상하구동기(3)에 설정한 후, 상기 상하구동기(3)를 작동시켜 제품을 주조하는 제품주조단계;

를 통해 이루어지는 고압분무 중공 주조장치를 통한 주조 방법.