KR100757390B1 - manufacturing apparatus for forming material with spherical structure inside of metallic mold at casting - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주조방식을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 성형부의 밀폐된 상,하금형으로 주입되는 용탕에 초음파 진동이나 급속냉각을 통하여 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있도록 하기 위하여, The present invention relates to a manufacturing apparatus for manufacturing a molded article having a spherical structure by using a casting method, and more specifically, uniformly by ultrasonic vibration or rapid cooling to the molten metal injected into the closed upper and lower molds of the molding part. In order to be able to produce moldings with spherical texture,

주조방식에 의한 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, 상기 성형부에는 그 상,하금형 사이에 형성되는 공동(空洞)과 연결되어 그에 주입되는 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 초음파 진동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치에 관한 것이다. An apparatus for manufacturing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into upper and lower molds of a molding part through a hot water supply pipe by a casting method, wherein the molding part has a cavity formed between the upper and lower molds. It relates to an apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that it comprises an ultrasonic vibration means so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected into it.

주조, 구형화 조직, 초음파 진동, 진동부, 냉각수 챔버, 급속냉각, 냉각부재, 보조 냉각부 Casting, spherical structure, ultrasonic vibration, vibration part, cooling water chamber, rapid cooling, cooling element, auxiliary cooling part

Description

주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치{manufacturing apparatus for forming material with spherical structure inside of metallic mold at casting}Manufacturing apparatus for forming material with spherical structure in a casting mold.

도 1은 본 발명이 설치된 상태의 개략적인 요부 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of the main portion of the present invention installed.

도 2는 도 1에 따른 개략적인 요부 확대 단면도.2 is a schematic enlarged cross-sectional view of the main part according to FIG.

도 3은 본 발명의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.Figure 3 is a sectional view of the main portion schematically showing the operating state of the present invention.

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도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.Figure 4 is a sectional view schematically showing the main portion of another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 의해 제조된 성형물의 조직도를 사진으로 촬영한 상태의 요부도.Figure 5 is a main part of the state taken in the photograph the organization chart of the molded article produced by the present invention.

도 6은 종래 주조방식에 의해 제조된 성형물의 조직도을 사진으로 촬영한 상태의 요부도.Figure 6 is a main part of the state taken in the photograph the organization chart of the molding produced by the conventional casting method.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 초음파 진동수단1: ultrasonic vibration means

10 : 초음파 진동부재10: ultrasonic vibration member

12 : 관통공   12: through hole

20 : 본체부재20: body member

22 : 충진공간부   22: filling space part

30 : 초음파 발생부30: ultrasonic generator

32 : 진동자 33 : 부스터   32: vibrator 33: booster

33a : 유입구 33b : 배출구   33a: inlet 33b: outlet

33c : 냉각수 챔버 34 : 혼   33c: coolant chamber 34: horn

35 : 진동부 36 : 지지구   35 vibrator 36 support

37 : 탄성구 38 : 지지부   37: elastic sphere 38: support

40 : 냉각부재40: cooling member

50 : 보조 냉각부50: auxiliary cooling unit

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100 : 성형부100: molding part

110 : 상금형 115 : 공동   110: prize money 115: cavity

120 : 하금형 130 : 급탕관   120: lower mold 130: hot water pipe

본 발명은 주조방식을 이용하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 성형부의 밀폐된 상,하금형으로 주입되는 용탕에 초음파 진동이나 급속냉각을 통하여 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있도록 한 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a manufacturing apparatus for manufacturing a molded article having a spherical structure by using a casting method, and more specifically, uniformly by ultrasonic vibration or rapid cooling to the molten metal injected into the closed upper and lower molds of the molding part. The present invention relates to an apparatus for producing a molded article having a spherical structure in a mold of a casting method which enables to manufacture a molded article having a spherical structure.

일반적으로 주조(鑄造, casting)라 함은, 원하는 모형(模型)으로 만들어진 금형의 공동(空洞)에 용융금속을 주입하여 성형시키는 작업을 말하는 것으로, 이는 조건에 따라 여러 형태의 주조방식으로 나뉘어진다. In general, casting refers to a process of injecting a molten metal into a cavity of a mold made of a desired model and molding the mold. The casting is divided into various types of casting according to conditions. .

그러나, 상기한 여러 주조방식에 의해 성형된 성형물의 금속조직은 도 7에 도시된 바와 같이 금속의 응고시 수지상으로 매우 취약한 미세형상의 덴드라이트(dendrite) 조직을 갖는 관계로, 이는 제품의 인성 및 내구성에 치명적인 약점을 가지는 문제점을 가지고 있었다. However, the metal structures of the moldings formed by the various casting methods described above have a fine dendrite structure that is very fragile to the dendrite during solidification of the metal, as shown in FIG. It had a problem with a fatal weakness in durability.

그에 따라 근래에 들어서는 전자기장이나 초음파 진동 및 급속냉각 등과 같은 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, technologies such as electromagnetic fields, ultrasonic vibrations, and rapid cooling have recently been applied, which can be used to obtain the ideal spherical superfine particles and surrounding microstructures instead of dendritic tissues, as well as minimizing macro segregation of solute atoms and casting them. Technology that can secure many advantages such as minimizing defects, securing mechanical properties, formability in subsequent processes, environmental friendliness and superior cost of processes is being applied.

그로 인해 주조방식에도 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여 상기한 다양한 형태의 기술이 접목되어 사용되고 있는 바, 이는 주조방식의 특성상 성형부인 상,하금형의 밀폐된 공간에서 성형이 이루어지는 조건으로 인하여 상기한 여러 기술 중에서도 전자기장을 이용한 방식을 채택하고 있는 것이 통상적이다. Therefore, in order to manufacture a molding having a spherical structure in the casting method, the above-described various types of techniques are combined and used, which is due to the characteristics of the casting method in the closed space of the upper and lower molds, which are the molding parts. Among the various technologies described above, it is common to adopt a method using an electromagnetic field.

다시말해서, 주조방식에 적용되는 전자기장을 이용한 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조는, 통상적인 구조인 용탕 홀딩로의 용탕을 상,하금형으로 공급하는 급탕관에 전자 교반기를 설치하여 그 급탕관을 통과하는 용탕에 전자기장에 의한 강 한 유도에 의한 교반에 의해 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하는 것이 통상적이다. In other words, in the manufacture of a molded article having a spherical structure using an electromagnetic field applied to the casting method, an electronic stirrer is installed in a hot water supply pipe for supplying the molten metal of the molten metal holding furnace, which has a conventional structure, in the upper and lower molds. It is common to produce moldings with spherical texture by stirring by strong induction by electromagnetic fields in the molten metal passing through.

그러나, 이같이 전자기장을 이용한 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조에 있어서는, 그 전자기장에 의해 용탕이 교반되는 과정에서 와류에 의한 소용돌이(vortex)현상으로 인해 기포가 발생하게 되고 그로 인해 성형물의 금속조직에는 상기 기포로 인한 기공부분이 형성되어져, 제품의 질을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다. However, in the production of a molded article having a spherical structure using an electromagnetic field, bubbles are generated due to vortex phenomena caused by vortices during the stirring of the molten metal by the electromagnetic field. Pore portion is formed by the bubble, had a problem of degrading the quality of the product.

한편, 상기 전자기장을 이용하지 않고 초음파 진동을 이용하는 방식에 있어서는, 주조방식의 특성상 상부가 개방된 용기 형태의 금형에서는 적용이 가능하나, 상,하금형이 밀폐된 구조를 가지는 형태의 금형에서는 적용하기 곤란한 문제점을 가지고 있었다. On the other hand, in the method using ultrasonic vibration without using the electromagnetic field, due to the characteristics of the casting method can be applied to the mold of the container shape of the top is open, but to apply to the mold of the type having a closed upper and lower mold structure I had a difficult problem.

또한, 주조방식에 적용되는 급속냉각방식의 경우에는 금형 전체를 급속냉각하는 방식을 사용하였으나, 이같은 금속냉각방식에 있어서는 금형 전체를 냉각시킴에 따라 급탕관을 통하여 상,하금형 내로 용탕이 충진되기도 전에 용탕이 경화되어져 제품 성형이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 초래되었다. In addition, in the case of the rapid cooling method applied to the casting method, a method of rapidly cooling the entire mold is used, but in such a metal cooling method, as the entire mold is cooled, the molten metal is filled into the upper and lower molds through the hot water supply pipe. Previously, the molten metal was cured, which caused a problem that the molding of the product was not performed properly.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로, 그 목적은 주조방식에 의해 성형부의 밀폐된 상,하금형으로 주입되는 용탕에 간단한 구조에 의한 초음파 진동을 전가하여 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있도록 하는 데 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object is to uniformly transfer the ultrasonic vibration by a simple structure to the molten metal injected into the closed upper, lower mold by the casting method It is to be able to produce a molding having a spherical structure.

본 발명의 다른 목적은 초음파 진동이 보다 원활하게 전달될 수 있도록 하는 데 있다. Another object of the present invention is to allow the ultrasonic vibration to be transmitted more smoothly.

본 발명의 또 다른 목적은 초음파 진동에 따른 초음파 발생부의 체결 부분의 풀림을 방지할 수 있도록 하는 데 있다. Still another object of the present invention is to prevent loosening of the fastening portion of the ultrasonic wave generating unit due to ultrasonic vibration.

본 발명의 또 다른 목적은 상,하금형 내로 주입되는 용탕을 간단한 구조에 의해 급속냉각에 의한 균일한 구형화 조직을 갖도록 하는 데 있다. Still another object of the present invention is to have a uniform spherical structure by rapid cooling of the molten metal injected into the upper and lower molds by a simple structure.

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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주조방식에 의한 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, 상기 성형부에는 그 상,하금형 사이에 형성되는 공동(空洞)과 연결되어 그에 주입되는 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 초음파 진동수단을 구비하되, 상기 초음파 진동수단은 상기 하금형에 공동과 연결되는 관통공을 형성하고, 상기 관통공과 연결되게 하금형에 장착되는 초음파 진동부재로 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention is a device for producing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into the upper and lower molds of the forming part through a hot water supply pipe by a casting method, Ultrasonic vibration means is connected to the cavity formed between the upper and lower molds so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected therein, wherein the ultrasonic vibration means forms a through hole connected to the cavity in the lower mold. The ultrasonic vibration member is mounted to the lower die to be connected to the through hole.

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상기 초음파 진동부재는 그 관통공과 연결되어 용탕이 충진되는 충진공간부가 형성되는 본체부재와, 상기 본체부재의 상부에 그 충진공간부로 충진되는 용탕에 초음파 진동을 발생하는 초음파 발생부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic vibration member is composed of a main body member which is connected to the through-hole to form a filling space in which the molten metal is filled, and an ultrasonic generator for generating ultrasonic vibration in the molten metal filled in the filling space in the upper portion of the body member. do.

상기 초음파 발생부는 진동자(oscillater)와 부스터(booster) 및 혼(horn)으 로 구성되는 진동부와, 상기 진동부의 혼이 충진공간부 상에서 진동이 원활하게 이루어지고 용탕이 누출되지 않도록 지지하는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic generator is a vibration part composed of an oscillator, a booster, and a horn, and a support part supporting the horn of the vibration part to smoothly vibrate on the filling space part and to prevent the molten metal from leaking. It is characterized in that the configuration.

상기 지지부는 그 본체부재에 착탈되는 지지구와, 상기 지지구 상에 장착되어 상기 혼의 하부 외측면을 지지하도록 탄성을 갖는 탄성구로 구성되는 것을 특징으로 한다. The support portion is characterized in that it is composed of a support that is detachable to the body member, and an elastic tool is mounted on the support and having an elastic to support the lower outer surface of the horn.

상기 부스터에는 내부에 유입구와 배출구가 연결되는 냉각수 챔버가 형성되는 것을 특징으로 한다. The booster is characterized in that the cooling water chamber is formed therein is connected to the inlet and outlet.

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주조방식에 의한 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, 상기 성형부에는 그 상,하금형 사이에 형성되는 공동과 연결되어 그에 주입된 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 상기 하금형에 구비되는 초음파 진동수단과; 상기 급탕관과 연결되어 상, 하금형의 공동으로 용탕이 인입되는 위치의 상기 상금형에 그 상,하금형과 다른 이종재질을 갖는 냉각부재가 근접되게 장착되는 것을 특징으로 한다. An apparatus for manufacturing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into the upper and lower molds of the molding part through a hot water supply pipe by a casting method, wherein the molding part is connected to a cavity formed between the upper and lower molds. Ultrasonic vibration means provided in the lower mold so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected therein; It is characterized in that the cooling member having a different material different from the upper, lower mold is mounted close to the upper mold in the position where the molten metal is introduced into the upper, lower mold cavity connected to the hot water supply pipe.

상기 초음파 진동수단은 상기 하금형에 공동과 연결되는 관통공을 형성하고, 상기 관통공과 연결되게 하금형에 장착되는 초음파 진동부재로 구성되는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic vibration means forms a through hole connected to the cavity in the lower mold, characterized in that consisting of the ultrasonic vibration member mounted to the lower mold to be connected to the through hole.

상기 초음파 진동부재는 그 관통공과 연결되어 용탕이 충진되는 충진공간부가 형성되는 본체부재와, 상기 본체부재의 상부에 그 충진공간부로 충진되는 용탕에 초음파 진동을 발생하는 초음파 발생부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic vibration member is composed of a main body member which is connected to the through-hole to form a filling space in which the molten metal is filled, and an ultrasonic generator for generating ultrasonic vibration in the molten metal filled in the filling space in the upper portion of the body member. do.

상기 초음파 발생부는 진동자와 부스터 및 혼으로 구성되는 진동부와, 상기 진동부의 혼이 충진공간부 상에서 진동이 원활하게 이루어지고 용탕이 누출되지 않도록 지지하는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic generator comprises a vibrating part consisting of a vibrator, a booster and a horn, and a support part for supporting the horn of the vibrating part on the filling space part to smoothly vibrate and prevent the molten metal from leaking.

상기 지지부는 그 본체부재에 착탈되는 지지구와, 상기 지지구 상에 장착되어 상기 혼의 하부 외측면을 지지하도록 탄성을 갖는 탄성구로 구성되는 것을 특징으로 한다. The support portion is characterized in that it is composed of a support that is detachable to the body member, and an elastic tool is mounted on the support and having an elastic to support the lower outer surface of the horn.

상기 부스터에는 내부에 유입구와 배출구가 연결되는 냉각수 챔버가 형성되는 것을 특징으로 한다. The booster is characterized in that the cooling water chamber is formed therein is connected to the inlet and outlet.

상기 냉각부재의 밑면은 밑단이 좁고 상단이 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다. The bottom surface of the cooling member is characterized in that the bottom is narrow and the top is formed wide.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 설치된 상태의 개략적인 요부 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 개략적인 요부 확대 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view showing main parts of the present invention, and FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a main part according to FIG. 1.

도시된 바와 같이 공지의 주조방식에 의한, 본원에서는 저압 주조방식을 참고하여 일체로 설명하면, 급탕관(130)을 통하여 성형부(100)의 밀폐된 상,하금형(110)(120)에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, As shown by the well-known casting method, in the present application with reference to the low-pressure casting method integrally, through the hot water pipe 130 to the closed upper, lower molds 110, 120 of the forming part 100 In the apparatus for producing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal,

본 발명은, 밀폐된 상,하금형으로 주입되는 용탕에 간단한 구조에 의해 초음파 진동을 전가하여 전단변형에 따른 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있도록 하기 위하여, The present invention, in order to be able to produce a molded article having a uniform spherical structure according to the shear deformation by imparting ultrasonic vibration to the molten metal is injected into a closed upper and lower molds by a simple structure,

상기 성형부(200)에는 그 상,하금형(110)(120) 사이에 형성되는 공동(115)과 연결되어 그에 주입되는 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 초음파 진동수단(1)을 구비하는 것을 나타낸 것이다. The molding part 200 is connected to the cavity 115 formed between the upper and lower molds 110 and 120, and the ultrasonic vibration means 1 is provided to transmit ultrasonic vibration to the molten metal injected therein. will be.

상기 초음파 진동수단(1)은 상기 하금형(120)에 공동(115)과 연결되는 관통공(12)을 형성하고, 상기 관통공(12)과 연결되게 하금형(120)에 장착되는 초음파 진동부재(10)로 구성되는 것이 바람직하다. The ultrasonic vibration means 1 forms a through hole 12 connected to the cavity 115 in the lower mold 120, and ultrasonic vibration mounted on the lower mold 120 to be connected to the through hole 12. It is preferable that it is comprised from the member 10.

상기 초음파 진동부재(10)는 그 관통공(12)과 연결되어 용탕이 충진되는 충진공간부(22)가 형성되는 본체부재(20)와, 상기 본체부재의 상부에 그 충진공간부로 충진되는 용탕에 초음파 진동을 발생하는 초음파 발생부(30)로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 본체부재는 성형 후 상,하금형과 같이 각각 분리될 수 있 는 형태로 분할 구성된다. The ultrasonic vibration member 10 is connected to the through-hole 12, the body member 20 is formed with a filling space 22 for filling the molten metal, and the molten metal is filled with the filling space on the top of the body member It is preferably composed of an ultrasonic generator 30 for generating ultrasonic vibrations. At this time, the main body member is divided into a form that can be separated, respectively, such as upper and lower molds after molding.

상기 초음파 발생부(30)는 출력장치(generator)에서 발생한 에너지를 진동에너지로 변환하는 진동자(32)와 그 진동에너지를 증폭시키는 부스터(33) 및 그 증폭된 진동에너지를 용탕으로 전달하는 혼(34)으로 구성되는 진동부(35)와, 상기 진동부(35)의 혼이 충진공간부(22) 상에서 진동이 원활하게 이루어지고 용탕이 누출되지 않도록 지지하는 지지부(38)로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 진동부는, 용량이 약 1~4㎾, 초음파 주파수는 약 5~20㎑, 진폭은 약 10~100㎛로 하는 것이 바람직하다. The ultrasonic generator 30 has a vibrator 32 for converting energy generated from an output device (generator) into vibration energy, a booster 33 for amplifying the vibration energy and a horn for transmitting the amplified vibration energy to the molten metal ( It is preferable that the oscillation part 35 constituted of 34 and the support part 38 supporting the horn of the vibration part 35 to smoothly vibrate on the filling space part 22 and prevent the molten metal from leaking. Do. At this time, the vibrating unit preferably has a capacitance of about 1 to 4 kHz, an ultrasonic frequency of about 5 to 20 kHz, and an amplitude of about 10 to 100 μm.

상기 지지부(38)는 그 본체부재(20)에 나사결합 또는 스크류결합에 의해 착탈되는 지지구(36)와, 상기 지지구(36) 상에 장착되어 상기 혼(34)의 하부 외측면을 지지하도록 통상의 고온용 그라파이트 인코넬선을 삽입한 그랜드 패킹재 등과 같은 탄성을 갖는 탄성구(37)로 구성되는 것이 바람직하다. The support portion 38 is supported on the support member 36 and detachable by screwing or screwing the body member 20, and is mounted on the support 36 to support the lower outer surface of the horn 34 It is preferable to be composed of an elastic sphere 37 having elasticity, such as a gland packing material into which ordinary high temperature graphite inconel wires are inserted.

상기 부스터(33)에는 내부에 유입구(33a)와 배출구(33b)가 연결되는 냉각수 챔버(33c)를 형성함에 따라 초음파 진동에 따라 상기 진동자와 부스터 및 혼이 체결 부분이 상기 냉각수 챔버에서 상쇄시켜 상호 체결된 부분이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. As the booster 33 forms a coolant chamber 33c in which the inlet 33a and the outlet 33b are connected, the vibrator, the booster, and the horn fastening portion of the booster 33 cancel each other in the coolant chamber according to ultrasonic vibration. It is desirable to be able to prevent the fastened portion from loosening.

도 3은 본 발명의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다. 3 is a sectional view showing principal parts schematically showing an operating state of the present invention.

도시된 바와 같이 상기한 구성을 함에 따라 먼저, 성형부인 상,하금형(110)(120)의 공동에 급탕관을 통하여 용탕이 그 상,하금형 사이의 공동(115)과 본체부재(20)의 충진공간부(22)로 충진되어 지면, 그 하금형에 장착된 초음파 진동부 재(10)인 본체부재(20)의 상부에 구비된 초음파 발생부(30)에 의해 초음파 진동이 발생된다. As shown in the configuration as described above, first, through the hot water supply pipe in the cavity of the upper and lower molds 110 and 120 as the molding portion, the cavity 115 between the upper and lower molds and the body member 20. When the filling space 22 of the filling is filled, ultrasonic vibration is generated by the ultrasonic generator 30 provided on the upper portion of the main body member 20, which is the ultrasonic vibrating member 10 mounted on the lower die.

다시말해서, 지지부(38)인 본체부재(20)의 지지구(36) 상에서 탄성구(37)로 지지되어 있는 진동부(35)에서 발생되는 초음파 진동이 용탕의 전체로 전달됨에 따라 용탕이 응고되는 과정에서 생성되는 초정입자가 성장과정시 전단변형을 받게되어 덴드라이트 형상의 입자가 깨져 구성화 조직을 가지게 되는 것이다. In other words, as the ultrasonic vibration generated from the vibration unit 35 supported by the elastic sphere 37 is supported on the support 36 of the main body member 20, which is the support unit 38, the molten metal solidifies. The primary particles generated in the process are subjected to shear deformation during the growth process, so that the dendrite-shaped particles are broken and have a structured structure.

한편, 상기 진동부(35)의 혼(34)은 지지구(36)의 탄성구(37)에 지지되어 있는 관계로, 그 진동부에 발생되는 초음파 진동이 본체부재에서 상쇄됨 없이 용탕으로의 전달이 원활하게 이루어지게 되는 것이다. On the other hand, the horn 34 of the vibrating portion 35 is supported by the elastic sphere 37 of the support 36, so that the ultrasonic vibration generated in the vibrating portion does not cancel in the body member to the molten metal. The delivery will be smooth.

또한, 상기 진동부(30)의 부스터(33)에는 냉각수 챔버(33c)를 구비함에 따라 진동부에서 발생되는 진동에 의해 그 진동부를 구성하는 진동자와 부스터 및 혼의 체결부분이 풀리지 않게 상기 냉각수 챔버에서 상쇄시킴은 물론 진동부 자체의 전체적인 초음파 진동은 용탕에 그대로 전달할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다. In addition, the booster 33 of the vibrator 30 includes a coolant chamber 33c so that the fastening portion of the vibrator, the booster and the horn constituting the vibrator is not loosened by the vibration generated by the vibrator in the coolant chamber. Of course, the overall ultrasonic vibration of the vibration unit itself as well as offset will have a condition that can be transmitted to the molten metal as it is.

따라서, 주조방식에 의한 밀폐된 상,하금형의 성형부에 초음파 진동수단을 구비함으로써, 상기 상,하금형 내의 동공으로 충진된 용탕에도 초음파 진동을 용이하게 전달할 수 있게 되어, 필요로 하는 구형화 조직을 갖는 성형물을 원활하게 제조할 수 있는 것이다. Therefore, by providing the ultrasonic vibration means in the closed upper and lower mold forming part by the casting method, it is possible to easily transmit the ultrasonic vibration to the molten metal filled in the pupil in the upper and lower molds, the sphericalization required It is possible to produce a molded article having a structure smoothly.

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도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다. 4 is a sectional view showing principal parts of another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 전술한 주조방식에서 초음파 진동과 급속냉각을 별도로 행하였던 것을 동시에 병행하여 더욱더 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위하여, In order to produce a molded article having a more uniform spherical structure by simultaneously performing the ultrasonic vibration and rapid cooling separately in the above-described casting method as shown,

주조방식에 의한 급탕관(130)을 통하여 성형부(100)의 상,하금형(110)(120)에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, In the apparatus for producing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into the upper and lower molds 110 and 120 of the forming part 100 through the hot water supply pipe 130 by the casting method,

상기 성형부(100)에는 그 상,하금형(110)(120) 사이에 형성되는 공동(115)과 연결되어 그에 주입된 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 상기 하금형(120)에 구비되는 초음파 진동수단(1)과; The molding unit 100 is connected to a cavity 115 formed between the upper and lower molds 110 and 120, and ultrasonic vibration provided in the lower mold 120 so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected therein. Means (1);

상기 급탕관(130)과 연결되어 상,하금형(110)(120)의 공동으로 용탕이 인입되는 위치의 상기 상금형(110)에 그 상,하금형(110)(120)과 다른 이종재질을 갖는 냉각부재(40)가 근접되게 장착되는 것을 나타낸 것이다. The upper and lower molds 110 and 120 different from the upper and lower molds 110 and 120 at the position where the molten metal is introduced into the joint of the upper and lower molds 110 and 120. It shows that the cooling member 40 having a close mounting.

또한, 상기 상금형의 상부에는 다수의 분무노즐이 장착된 냉각수 공급관을 구비하여 냉각수가 그 상금형의 상면으로 분무되는 보조 냉각부(50)를 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the upper portion of the upper mold is preferably provided with a cooling water supply pipe equipped with a plurality of spray nozzles, the cooling water is preferably provided with an auxiliary cooling unit 50 is sprayed to the upper surface of the upper mold.

그에 따라 전술한 바와 같이 상기 상,하금형의 공동으로 용탕이 유입될 때, 냉각부재와 보조 냉각부에 의해 급속냉각이 이루져 구형화 조직을 형성할 수 있는 조건과 함께 상기 성형부에 구비된 초음파 진동수단에 의해 용탕으로 초음파 진동을 전가하여 도 5에 도시된 바와 같이 더욱더 균일한 구형화 조직을 가질 수 있는 조건도 가지게 되는 것이다. Accordingly, when the molten metal is introduced into the upper and lower mold cavities as described above, rapid cooling is performed by the cooling member and the auxiliary cooling unit to form a spherical structure. The ultrasonic vibration means transfers the ultrasonic vibration to the molten metal so as to have a more uniform spherical structure as shown in FIG. 5.

상기에서, 초음판 진동수단과 냉각부재 및 보조 냉각부는 전술한 기술적 구성과 동일한 기술적 구성을 갖는 것이 바람직하다. In the above, it is preferable that the ultrasonic plate vibration means, the cooling member, and the auxiliary cooling unit have the same technical configuration as the above-described technical configuration.

상술한 바와 같이 본 발명은, 주조방식에 의한 성형부의 밀폐된 상,하금형으로 주입되는 용탕에 간단한 구조를 갖는 초음파 진동수단에 의해 초음파 진동을 전가하여 균일한 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조할 수 있도록 하므로서, 주조방식에 의한 밀폐된 상,하금형의 구조에서도 구형화 조직을 갖는 성형물을 보다 간편하게 제조할 수 있는 효과를 가지는 것이다. As described above, the present invention, by the ultrasonic vibration means having a simple structure in the molten metal injected into the closed upper and lower molds by the casting method by the ultrasonic vibration means to produce a molded article having a uniform spherical structure. By making it possible, even in a closed upper and lower mold structure by the casting method, the molded article having a spherical structure can be more easily produced.

또한, 초음파 발생부에서 발생되는 초음파 진동을 지지부에 의해 상,하금형에서 상쇄되지 않도록 하므로서, 구형화 조직을 갖는 금속조직 성형에 따른 용탕으로의 초음파 진동이 보다 원활하게 전달될 수 있는 효과도 갖는다. In addition, by preventing the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic generator from being offset by the upper and lower molds, the ultrasonic vibration to the molten metal according to the molding of the metal structure having the spherical structure can be more smoothly transmitted. .

또, 초음파 발생부의 부스터 내부에 구비되는 냉각수 챔부에 의해 초음파 진동에 따른 진동부의 체결부분에서의 풀림을 방지할 수 있는 효과도 갖는다. In addition, the cooling water chamber provided inside the booster of the ultrasonic wave generator also has the effect of preventing loosening at the fastening portion of the vibration unit due to the ultrasonic vibration.

또, 상,하금형 내로 주입되는 용탕을 그 용탕이 유입되는 부분의 상금형에 간단하게 구비되는 이종재질의 냉각부재에 의해 급속냉각이 이루어질 수 있도록 하므로서, 이 또한 주조방식에서 더욱더 간단한 구조에 의해 균일한 구형화 조직을 가질 수 있는 효과를 가지는 것이다. In addition, the molten metal injected into the upper and lower molds can be rapidly cooled by a heterogeneous cooling member which is simply provided in the upper mold of the portion into which the molten metal is introduced. It has the effect of having a uniform spherical tissue.

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Claims (16)

삭제delete 주조방식에 의한 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, In the apparatus for producing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into the upper and lower molds of the forming part through a hot water supply pipe by a casting method, 상기 성형부(100)에는 그 상,하금형(110)(120) 사이에 형성되는 공동(115)과 연결되어 그에 주입되는 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 초음파 진동수단(1)을 구비하되, The molding unit 100 is provided with ultrasonic vibration means (1) to be connected to the cavity 115 formed between the upper and lower molds 110 and 120, so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected therein. 상기 초음파 진동수단(1)은 상기 하금형(120)에 공동과 연결되는 관통공(12)을 형성하고, 상기 관통공과 연결되게 하금형에 장착되는 초음파 진동부재(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The ultrasonic vibration means (1) forms a through hole 12 connected to the cavity in the lower die 120, characterized in that consisting of an ultrasonic vibration member 10 mounted to the lower die to be connected to the through hole. Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method. 제2항에 있어서, 상기 초음파 진동부재(10)는 그 관통공과 연결되어 용탕이 충진되는 충진공간부(22)가 형성되는 본체부재(20)와, 상기 본체부재의 상부에 그 충진공간부로 충진되는 용탕에 초음파 진동을 발생하는 초음파 발생부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The method of claim 2, wherein the ultrasonic vibration member 10 is connected to the through-hole and the body member 20 is formed with a filling space 22 for filling the molten metal, and the filling space in the upper portion of the main body member Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that it comprises an ultrasonic generator 30 for generating ultrasonic vibration in the molten metal. 제3항에 있어서, 상기 초음파 발생부(30)는 진동자(32)와 부스터(33) 및 혼(34)으로 구성되는 진동부(35)와, 상기 진동부의 혼이 충진공간부 상에서 진동이 원활하게 이루어지고 용탕이 누출되지 않도록 지지하는 지지부(38)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. According to claim 3, wherein the ultrasonic wave generator 30 is a vibration unit 35 composed of a vibrator 32, a booster 33 and a horn 34, and the vibration of the horn of the vibrating portion in the filling space portion smoothly Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that consisting of a support portion 38 made so as to support the molten metal from leaking. 제4항에 있어서, 상기 지지부(38)는 그 본체부재에 착탈되는 지지구(36)와, 상기 지지구 상에 장착되어 상기 혼의 하부 외측면을 지지하도록 탄성을 갖는 탄성구(37)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. 5. The support part (38) according to claim 4, wherein the support part (38) is composed of a support member (36) detachable from the body member and an elastic tool (37) mounted on the support member and having elasticity to support the lower outer surface of the horn. Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the die of the casting method, characterized in that. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 부스터(33)에는 내부에 유입구(33a)와 배출구(33b)가 연결되는 냉각수 챔버(33c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The spherical shape of the mold according to claim 4 or 5, wherein the booster 33 is formed with a cooling water chamber 33c in which an inlet 33a and an outlet 33b are connected. Apparatus for producing a molded article having a textured structure. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 주조방식에 의한 급탕관을 통하여 성형부의 상,하금형에 용탕을 주입하여 구형화 조직을 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 있어서, In the apparatus for producing a molded article having a spherical structure by injecting molten metal into the upper and lower molds of the forming part through a hot water supply pipe by a casting method, 상기 성형부(100)에는 그 상,하금형(110)(120) 사이에 형성되는 공동(115)과 연결되어 그에 주입된 용탕으로 초음파 진동이 전달되도록 상기 하금형(120)에 구비되는 초음파 진동수단(1)과; The molding unit 100 is connected to a cavity 115 formed between the upper and lower molds 110 and 120, and ultrasonic vibration provided in the lower mold 120 so that ultrasonic vibration is transmitted to the molten metal injected therein. Means (1); 상기 급탕관(130)과 연결되어 상,하금형(110)(120)의 공동(115)으로 용탕이 인입되는 위치의 상기 상금형(110)에 그 상,하금형과 다른 이종재질을 갖는 냉각부재(40)가 근접되게 장착되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. Cooling having different materials different from the upper and lower molds in the upper mold 110 at the position where the molten metal is introduced into the cavity 115 of the upper and lower molds 110 and 120 connected to the hot water supply pipe 130. Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in a mold of a casting method, characterized in that the member (40) is mounted in close proximity. 제10항에 있어서, 상기 초음파 진동수단(1)은 상기 하금형에 공동과 연결되는 관통공(12)을 형성하고, 상기 관통공과 연결되게 하금형에 장착되는 초음파 진동부재(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The method of claim 10, wherein the ultrasonic vibration means (1) forms a through hole (12) connected to the cavity in the lower mold, and is composed of an ultrasonic vibration member (10) mounted on the lower mold to be connected to the through hole An apparatus for producing a molded article having a spherical structure in a die of a casting method. 제11항에 있어서, 상기 초음파 진동부재(10)는 그 관통공과 연결되어 용탕이 충진되는 충진공간부(22)가 형성되는 본체부재(20)와, 상기 본체부재의 상부에 그 충진공간부로 충진되는 용탕에 초음파 진동을 발생하는 초음파 발생부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. 12. The method of claim 11, wherein the ultrasonic vibration member 10 is connected to the through-hole and the body member 20 is formed with a filling space 22 for filling the molten metal, and the filling space portion is filled in the upper portion of the body member Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that it comprises an ultrasonic generator 30 for generating ultrasonic vibration in the molten metal. 제12항에 있어서, 상기 초음파 발생부(30)는 진동자(32)와 부스터(33) 및 혼(34)으로 구성되는 진동부(35)와, 상기 진동부의 혼이 충진공간부 상에서 진동이 원활하게 이루어지고 용탕이 누출되지 않도록 지지하는 지지부(38)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The method of claim 12, wherein the ultrasonic wave generator 30 is a vibration unit 35 consisting of a vibrator 32, a booster 33 and a horn 34, and the vibration of the horn of the vibrating portion on the filling space portion smoothly Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that consisting of a support portion 38 made so as to support the molten metal from leaking. 제13항에 있어서, 상기 지지부(38)는 그 본체부재에 착탈되는 지지구(36)와, 상기 지지구 상에 장착되어 상기 혼의 하부 외측면을 지지하도록 탄성을 갖는 탄성구(37)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. 14. The support part (38) according to claim 13, wherein the support part (38) is composed of a support member (36) detachably attached to the main body member, and an elastic tool (37) mounted on the support member and having elasticity to support the lower outer surface of the horn. Apparatus for producing a molded article having a spherical structure in the die of the casting method, characterized in that. 제13항에 있어서, 상기 부스터(33)에는 내부에 유입구(33a)와 배출구(33b)가 연결되는 냉각수 챔버(332c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The method according to claim 13, wherein the booster 33 has a spherical structure in the mold of the casting method, characterized in that the cooling water chamber 332c is connected to the inlet 33a and the outlet 33b therein. Molding apparatus manufacturing apparatus. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부재(40)의 밑면은 밑단이 좁고 상단이 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 주조방식의 금형 내에서의 구형화 조직을 갖는 성형물의 제조장치. The molding according to any one of claims 10 to 15, wherein the bottom of the cooling member 40 has a narrow bottom and a wide top. Device.
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