KR100898593B1 - 복층 구조 주조기 및 이를 이용한 진공 가압 주조공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복층 구조 주조기 및 이를 이용한 진공 가압 주조공법에 관한 것으로, 그 목적은 주조시 용탕을 1차 출탕 후 탈가스 처리가 행해진 후 주조기에 이탕시 산화 개재물 발생을 방지하고, 주조기 내의 오염원에 노출되는 것을 방지하여 청정한 주물제품이 생산되도록 용탕을 하나의 장치에서 안정화, 청정화 및 가압이 순차적으로 이루어지도록 한 복층주조기 및 이를 이용한 진공, 가압 주조공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 주조기에 있어서, 1차 용탕처리화된 용탕을 1차 안정화 처리하는 홀딩로와; 이 홀딩로와 연결되어 용탕을 청정화하고 보온하는 홀딩실과; 이 홀딩실과 연결되어 몰드에 필요한 일정량의 용탕만을 가압하여 진공챔버 내부에 장치된 몰드에 용탕을 공급하는 가압실;로 이루어지고, 이 홀딩로, 홀딩실, 가압실은 외부공기와 접촉하지 않도록 하나의 시스템으로 복층구조로 밀폐되어 연결되도록 구성하여 용탕이 항상 깨끗한 상태로 유지하고 주물소재의 박육화를 이루도록 구성한 복층주조기와 이 복층구조 주조기를 이용한 진공,가압주조 주조공법을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

복층 구조 주조기, 진공가압, 주조공법, 홀딩로, 홀딩실, 가압실

Description

복층 구조 주조기 및 이를 이용한 진공 가압 주조공법{Multi-layered casting machine and vacuum and pressure casting(VNPC) method using thereof}

도 1a는 본 발명 진공, 가압 주조기의 평면도 및 정단면도이고,

도 1b는 본 발명 진공, 가압 주조기의 사시사진이고,

도 2는 진공,가압주조 공법(VNPC 주조공법)의 개념도이고,

도 3 내지 7도는 본 발명의 진공 가압주조 공법의 순차적인 시간변화에 따른 압력변화 제어를 보인 그래프이고,

도 8은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME) 사진이고,

도 9는 본 발명 공법의 적용 전후 주조성 비교표이고,

도 10은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 인장압축심험도이고,

도 11은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 기공율 시험도이고,

도 12는 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 조직미세화 및 경도시험도이고,

도 13은 본 발명의 GBF 청정화 장치의 실시사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 홀딩로 (2) : 홀딩실

(3) : 가압실 (11, 23) : 스톱퍼

(21) : GBF 청정화 장치 (22) : 필터

(31) : 레벨 게이지 (32) : 진공 챔버

(33) : 몰드

본 발명은 복층 구조 주조기 및 이를 이용한 진공 가압 주조공법에 관한 것으로, 자세하게는 주 용해로에서 공급된 용탕을 안정화 및 청정화하여 불순물을 제거한 후 몰드에 주입하기 전 가압하는 공간을 구비하고 이들을 연결하여 하나의 공정장치로 구비한 복층구조 주조기 및 이를 이용한 진공, 가압 주조공법에 관한 것이다.

종래의 주조기를 이용한 주조방법은 용탕이 1차 출탕 후 탈가스 처리가 행해진 후 주조기에 용탕을 이탕하는데 이 과정에서 산화 개재물이 발생할 뿐만 아니라 주조공정 중에서도 주조기 내의 용탕은 항상 오염원에 노출된다. 즉, 탈가스 한계로 용탕의 오염이 심화된다는 단점과,

또한 주조방법이 가압 또는 진공 하나의 방식을 적용한 주조 공법을 채택함으로 인한 한계부품 주조가 불가능하다는 단점이 있다.

보다 구체적으로 설명하자면 종래의 주조방법은 박용화의 한계와 소재의 물리적 한계라는 근본적인 문제점을 가지고 있었다.

먼저 박용화(薄肉化)의 한계라는 문제점이 있다. 최근의 자동차 산업 개발 추세는 연비 개선 및 배기가스 저감의 방향으로 개발되고 있는바, 소재의 경량화 및 기계적 물성 향상이 필수 요건으로 대두되고 있다. 따라서 종전의 주철재 소재를 알루미늄화하고 있으며 특히, 자동차 차체 하부의 크로스 멤버(CROSS MEMBER) 또는 서버프레임(SUB FRAME)류가 대표적인 경우이다.

이들 부품의 특성은 주조성 측면에서 볼 때 두께가 얇고 길이가 매우 길며,속이 빈 중공(HOLLOW) 타입의 구조로 되어 있어 종래의 저압, 진공 또는 중력 주조 방식으로는 주조가 불가능한 한계를 가지고 있다.

일반적으로 길이가 1mm 이상일 경우 사형몰드에서는 최소 주조 두께가 4.5mm 이상되어야 종전의 공법으로 주조가 가능하며, 금형몰드에서는 근본적으로 주조가 불가능하다.

또한 소재의 물리적 한계(素材 物性的 限界)라는 문제점이 있다. 주조시 얇고 긴 부품을 주조하기 위해서는 두께 4.5mm의 경우라도 용탕을 충전시키기 위해서는 용탕의 온도가 고온이 되어야 유동(流動)이 가능하다.

따라서 용탕의 온도가 고온일 때는 주조 및 응고시 알루미늄 입자(GRAIN)가 성장하여 조직이 조대화 된다.

하지만 알루미늄 소재에서 조대조직은 인장강도, 항복강도 및 연신율과 같은 소재의 기계적 물성을 저하시키는 요인으로 되기 때문에 부품이 요구하는 규격을 충족시킬 수 없게 되어 실용화가 어려운 요인으로 작용하고 있다.

그러나 이러한 용탕 충전적인 조건을 충족하더라도 알루미늄 용탕의 산화 및 용존 가스에 의해 주조시 미세 PIN HOLE 이나 산화개재물 등의 혼입을 근본적으로 막을 수는 없다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 주조시 용탕을 1차 출탕 후 탈가스 처리가 행해진 후 주조기에 이탕시 산화 개재물 발생을 방지하고, 주조기 내의 오염원에 노출되는 것을 방지하여 청정한 주물제품이 생산되도록 용탕을 하나의 장치에서 안정화, 청정화 및 가압이 순차적으로 이루어지도록 한 복층주조기 및 이를 이용한 진공, 가압 주조공법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 주조기에 있어서, 1차 용탕처리화된 용탕을 1차 안정화 처리하는 홀딩로와; 이 홀딩로와 연결되어 용탕을 청정화하고 보온하는 홀딩실과; 이 홀딩실과 연결되어 몰드에 필요한 일정량의 용탕만을 가압하여 진공챔버 내부에 장치된 몰드에 용탕을 공급하는 가압실;로 이루어지고, 이 홀딩로, 홀딩실, 가압실은 외부공기와 접촉하지 않도록 하나의 시스템으로 복층구조로 밀폐되어 연결되도록 구성하여 용탕이 항상 깨끗한 상태로 유지하고 주물소재의 박육화를 이루도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 홀딩로에는 스톱퍼(STOPPER)가 형성되어 홀딩실로 흘러가는 용탕흐름을 제어하도록 구성된다.

상기 홀딩실에는 용탕에 포함된 미세한 드로스 및 산화 개재물 및 수소가스를 제거하는 GBF처리장치가 구비된다.

상기 홀딩실에는 GBF 처리장치를 통과한 용탕을 재차 걸러주는 필터(FILTER)를 더 포함하여 구성된다.

상기 홀딩실에는 스톱퍼(STOPPER)가 형성되어 필터(FILTER)를 통과한 용탕이 가압실로 흘러가는 것을 제어하도록 구성된다.

상기 가압실에는 몰드에 주입되는 용탕의 양을 1회분만큼만 보충되어 주입되도록 용탕 수위를 측정하는 레벨게이지가 포함되어 구성된다.

상기 홀딩로에는 홀딩실로 흘러가는 용탕흐름을 제어하도록 홀딩로와 홀딩실간의 연결통로에 스톱퍼(STOPPER)가 구성된다.

상기와 같이 구성된 복층 주조기를 이용한 본 발명의 주조방법은,

용해로에 출탕된 후 1차 용탕처리화되어 이탕된 용탕 중 개재물을 상기에 따른 복층구조주조기를 구비한 후, 홀딩로에서 안정화 처리하는 단계와;

이후 안정화 처리된 용탕을 외부 노출없이 공급하여 보온함과 동시에 GBF장치를 이용 청정화처리하는 단계와;

이후 청정화 처리된 용탕을 외부 노출없이 일정량만큼만 보충하여 가압실로 공급하는 단계와;

이후 주조 몰드를 가압실 상부로 진입시키고 몰드 내에 진공압력을 가하여 배압을 제거한 후 유지하는 단계와;

이후 가압실을 가압하여 몰드 내부로 용탕을 주입하여 충전하는 단계와;

이후 용탕이 충전되면 진공을 해제하여 주조를 완료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 가압실을 가압하여 몰드 내부로 용탕을 주입하여 충전하는 단계는 가압실에 구비된 용탕 레벨게이지를 작동하여 1회분만큼만 가압실에 있는 용탕에 보충되어 공급되도록 수위를 조정하고, 1회분의 용탕량이 보충 공급되면 홀딩실과 가압실간의 용탕연결 제어용 스톱퍼를 닫고, 가압실을 가압하여 몰드 내부로 1회분의 용탕을 주입하여 충전하는 단계로 구성한다.

상기 몰드 내부로 용탕을 주입하여 충전하는 단계 이후 충전이 완료된 상태에서 보압을 유지하는 단계를 더 포함하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 복층구조 주조기는 알루미늄 용탕이 대기 중 접촉에 의해 산화 개재물의 발생이 필연적이고 또한 수소가스와 같은 용존가스가 항상 용탕중에 포함되므로, 이에 따라 발생하는 불순물을 제거해야만 소재의 물성을 보장받을 수 있으므로 주조기의 주조로를 변경하여 항상 용탕이 청정화 되도록 하였다. 따라서 종래와 같이 주조기 내로 투입된 용탕의 청정화가 가능하게 된 것이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명 진공, 가압 주조기의 평면도 및 정단면도이고, 도 1b는 본 발명 진공, 가압 주조기의 사시사진인데, 도시된 바와 같이 본 발명의 복층 구조 주조기는 1차 용탕처리화된 용탕을 1차 안정화 처리하는 홀딩로(1)와, 이 홀딩로(1)와 연결되어 용탕을 청정화하고 보온하도록 GBF(gas bubbling filteration)청정화장치(21)가 구비된 홀딩실(2)과, 이 홀딩실(2)과 연결되어 일정량의 용탕만을 가압하여 진공챔버(32) 내부에 장치된 몰드(33)에 용탕을 공급하는 가압실(3)로 이루어진 3개의 부분으로 이루어진다. 이와 같은 본 발명의 구성은 종래의 일반적인 주조기는 분리되어 있으나 본 발명은 용탕청정화를 위해 3구간을 하나의 로 구조로 통합한 것이다.

본 발명의 복층주조기는 기존주조기와 다른 구조를 가진다. 일반적으로 종래의 주조기 구조는 용탕을 공급하는 보온실, 몰드(Mold)에 용탕을 충전시키는 가압실로 이루어져 있다. 하지만 이러한 종래 주조기 구조로는 용탕이 오래 지속되면 수소가스의 유입, 산화물 생성이 발생하기 쉽다.

이를 해소하기 위하여, 본 발명은 용탕을 복층 구조로 하여 용탕관리가 가능한 로이다. 즉, 용탕을 안정화시킬 수 있는 홀딩로, GBF청정화장치에 의하여 용탕을 청정화시킬 수 있는 홀딩실, Mold의 일정량만을 진공챔버 내의 몰드로 주입해 주조기 안으로 Return되지 않도록 하는 가압실로 이루어지고, 홀딩로, 홀딩실 및 가압실은 서로간에 단계적인 복층 구조를 가지게 연결되어 있어 용탕에 수소가스 및 산화 개재물 유입을 막아내므로, 용탕의 청정화를 혁신적으로 관리하는 주조기이다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이 용탕의 흐름이 연결되는 부분인 홀딩로와 홀딩실, 홀딩실과 가압실간의 연결부위를 보면 이전단계의 용탕이 다음단계로 넘어갈때 상부에서 하부로 공급되는 복층구조를 가지고 밀폐 연결 구성되어 있음을 알 수 있다. 또한 상기 가압실에서 일정량 만큼 진공챔버내의 Mold로 주입된 용탕이 주조기 안으로 리턴되지 않는 이유는 가압실에서 용탕을 진공상태의 진공챔버 내 몰드로 가압하여 주입 후 보압을 유지시킴으로써 용탕의 리턴을 방지하게 된다.

상기 홀딩로는 용탕을 홀딩(HOLDING)시켜 진정시켜 안정화시키는 장치이다.

일반적으로 용탕은 1차로 주 용해로에서 용탕을 출탕한 다음 1차 용탕청정화 처리하는데, 보통 용탕은 1차 용탕청정화처리에도 불구하고, 아직 안정화되지 않았고, 주조기에 용탕을 이탕 시킬 때 새로운 산화물이 다시 발생하게 된다.

따라서 이러한 용탕을 공급받는 홀딩로 구간에서 1차 용탕청정화 처리 후 아직 미제거된 개재물을 제거하면서 1차 안정화를 꾀한다. 1차 안정화된 용탕은 홀딩로 스톱퍼(STOPPER, 11)가 개방되면 홀딩실(2)로 이루어진 구간으로 부드럽게 흘러 들어간다.

상기에서 안정화되는 온도는 700~720℃이며, 구체적인 안정화 시간은 약 30분 이상이 필요하다. 이와 같은 온도구간과 시간일 경우 용탕이 공급될 때, 용탕의 교란이 일어나 산화물과 수소가스가 혼입되는 용탕이 가압실로 들어가는 것을 방지하게 된다.

상기 홀딩실(2)은 홀딩로(1)에서 1차 안정화된 용탕에 존재하는 미제거된 미세한 개재물을 다시 청정화시키는 장치이다. 이러한 홀딩실이 이루는 구간은 종전의 로구조에서 볼 수 없는 가스를 버블링하여 제거하는 GBF(gas bubbling filteration) 청정화 장치를 내장하여 2차 청정화 처리를 행한다. 이 GBF 청정화 장치는 불활성 가스인 질소를 배출하고 임펠러를 이용 용탕을 회전시켜 버블링시켜 용탕 내 용존하고 있는 수소를 배출시키는 장치이다. 도 13에는 이와 같은 GBF 청정화 장치가 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 아랫부분에 임펠러가 구성되어 이 임펠러가 회전하면서, 질소 버블링을 통하여 수소 가스를 제거한다. 이와 같은 GBF 청정화 장치는 본원발명의 밀폐된 홀딩실(2)에 설치하여 용탕내에 서 임펠러가 회전하고 불활성 가스인 질소가 배출되도록 설치하기만 하면 된다. 이와 같은 GBF 청정화 장치가 설치되어 버블링을 하게 되면 미세한 드로스 및 산화개재물 및 수소가스 등이 다시 제거되게 된다. GBF 청정화 장치의 재질은 용탕에 잠긴 부분이 녹지 않을 정도의 녹는점을 가지는 재질을 사용하면 충분하고, 본 발명에서는 이러한 GBF 청정화 장치의 특정한 재질을 한정하지는 않는다.
이렇게 청정화된 용탕은 홀딩실의 필터(FILTER, 22)를 통하여 흘러가게 된다. 이 필터(FILTER, 22)는 공급되는 용탕의 불순물을 완전히 제거시킨 후 스톱퍼(STOPPER, 23)의 개방에 의해 가압실(3)으로 용탕을 공급하게 된다. 이 필터(22)는 도 1a에 도시된 바와 같이 가압실로 공급될 용탕이 필터링되도록 상부가 밀폐된 구조의 홀딩실상부에서 하부까지 설치하여 용탕의 불순물이 제거되도록 한다. 설치방법은 용접이나 볼트체결방식등 통상의 체결방식 어느 것을 사용해도 된다. 본 발명은 이를 한정하지는 않는다. 재질은 용탕에 녹지 않을 정도의 녹는점을 가지는 재질을 사용하면 충분하고, 본 발명에서는 이러한 필터의 특정한 재질을 한정하지는 않는다.

삭제

상기 가압실(3)은 홀딩실(2)에서 최종 청정화된 용탕이 가압처리되어 몰드에 주입되도록 하는 장치이다.

가압실에 공급되는 용탕의 양은 레벨 게이지(31)에 의해 통제되는데, 레벨게이지에 의해 1 몰드 분의 용탕만이 흘러 들어가게 된다. 따라서 가압실이 이루는 가압구간의 용탕 수위는 항상 일정하게 유지되게 된다. 이와 같이 조절하는 이유는 주조시 수위 차이에 의해 진공,가압시 압력의 변화 없이 일정하게 유지되도록 하기 위함이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 복층 구조 주조기를 사용하면 완벽하게 청정화처리된 용탕이 주조되므로 제품의 기계적 물성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 2는 진공, 가압주조 공법(VNPC 주조공법)의 개념도인데, 도시된 바와 같이 도 1에서 설명한 본 발명 복층 구조 주조기를 이용하여 새로운 주조공법을 설명하고 있다.

본 발명의 진공, 가압 주조공법은 몰드(33)를 진공 챔버(FULL 챔버 또는 국부 챔버, 32)에 넣은 후 진공 펌프를 가동시키면 몰드 내가 진공상태로 되어 용탕 주입시 배압 제거가 된 후 용탕을 가압시키면 주물 살 두께가 얇고 긴 제품도 저온의 용탕 조건에서 용탕을 유동시킬 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명에 따라 알루미늄 주조시 온도는 640 ~ 700℃에서 주조할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 작업 순서는 다음과 같은 단계를 가진다.

용해로에서 용탕을 출탕하는 제 1 단계와; 1차 탈가스(GBF) 처리하는 제 2 단계와; 본 발명의 복층 구조 주조기로 용탕을 이탕하는 제 3 단계와; 홀딩로에서 용탕중에 포함된 개제물을 제거하고자 용탕을 진정하고 안정화 하는 제 4 단계와; 홀딩로의 스톱퍼(STOPPER)를 개방하여 보온실인 홀딩실로 용탕을 흘려주는 제 5단계와; 홀딩실에서 GBF 장치를 작동시켜 2차 청정화처리하는 제 6단계와; 2차 청정화 처리된 용탕을 필터(FILTER)로 통과시켜 최종 용탕처리하는 제 7단계와; 홀딩실의 스톱퍼(STOPPER)를 개방하여 용탕을 가압실로 유입되도록 하는 제 8단계와; 가압실로 유입되는 용탕의 양을 용탕 레벨게이지를 작동하여 선사용된 1회분의 용탕량만큼만 가압실에 있는 용탕에 보충되도록 수위를 조정하고 스톱퍼 닫힘을 제어하는 제 9단계와; 주조 몰드를 진입시키는 제 10 단계와; 이후 주조 준비가 완료된 제 12단계와; 진공(VACUUM) 밸브를 개방하는 제 13단계와; 진공압력을 유지(CONTROLLER)하는 제 14 단계와; 용탕가압 밸브를 작동하는 제 15 단계와; 용탕가압을 개시하는 제 16단계와; 용탕가압에 의해 용탕 몰드 충전이 완료되는 제 17단계와; 충전이 완료된 상태에서 보압을 유지하는 제 18단계와; 진공을 해제하고, 보압을 해제하는 제 19 단계와; 주조를 완료하는 제 20단계로 이루어진다.

상기에서 제 1단계 내지 3단계는 주조 조건이 변화하여도 변화가 없다.

상기 제 13단계 내지 19단계의 시간과 압력은 필요에 따라 선택적 사용가능 및 조정가능하다.

도 3 내지 7도는 본 발명의 진공 가압주조 공법의 순차적인 시간변화에 따른 압력변화를 보인 그래프이다. 도시된 바와 같이 힘 즉, 가압 및 진공의 공정 순서(SEQUENCE)를 나타내고 있다. 도면은 필요에 따라 가압만 사용하는 경우, 진공만 사용하는 경우 및 진공,가압 동시 사용 등의 경우를 나타내었다. 또한 진공,또는 가압력과 시간은 입력치에 따라 조정되도록 하였다. 이와 같은 이유는 제품의 주조 특성에 따라 주조조건의 선택 폭을 크게 하여 최적의 주조품이 생산되도록 하는 데 있다. 또한 가압 및 진공 등의 수치는 제품마다 다른 것으로 그러한 수치 자체가 본 발명을 한정하지는 않는다.

도 3은 조작반에 도시된 화면이 2개 열거되는데, 진공도, 가압도가 표시된다. x축은 시간을 y축은 압력을 나타내는데, (+)쪽은 가압을 (-)쪽은 부압(진공)을 나타낸다.

도 4는 순차적 시간이 지남에 따라 압력을 제어하되 부압의 진공으로 단독 제어하는 것을 나타낸 것이고, 도 5는 가압단독 제어를 나타내는 것이고, 도 6은 진공 및 가압을 동시제어하는 것이고, 도 7은 진공(충전）종료 후 가압제어운전을 도시하고 있다. 도시된 그래프와 같이 본 발명의 공정순서는 콘트롤시스템에 의해 조정되는데, 운용조건은 제품의 크기와 형상에 따라서 진공, 가압, 온도, 시간이 달라지게 된다. 이러한 진공과 가압을 동시에 운용하여 실시하는 것은 본 발명의 기술적 사상이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

(실시예 1)

도 8 내지 12는 본 발명의 복층주조기와 복층주조방법을 사용하여 생산된 제품에 대한 품질시험 실시예이다. 이하 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME) 사진이고, 도 9는 본 발명 공법의 적용 전후 주조성 비교표이고,도 10은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 인장압축심험도를 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 주조성 및 재료물성(인장력)이 이전 공법에 비해 현저한 개선 효과가 있음을 알 수 있습니다. 즉, 도 10 좌측하단에 기록된 기존 데이터와의 비교시 본 발명주조시스템의 서브프레임의 강도 및 신율이 기존보다 현저하게 우수함을 알 수 있다.

도 11은 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 기공율 시험도인데, 개선 후 0.06%로 개선전 1.09% 보다 현저히 우수함을 알 수 있다.

도 12는 본 발명 진공가압 공법에 따라 제조된 자동차 샤시용 서브 프레임(SUB FRAME)과 이전 공법에 따른 조직미세화 및 경도시험도 인데, 개선후 평균 31㎛으로 조직이 매우 미세함을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명의 복층주조기와 이를 사용한 진공과 가압을 동시에 운용하는 주조법에 따라 제조된 제품은 정교한 사형몰드, 영구 및 반영구 몰드가 사용가능하다는 장점과, 저온 주입이 가능한 매우 우수한 용탕유동성 및 충전성을 가진다는 장점과, 주조 두께를 2.5mm까지 박육화할 수 있다는 장점과, 기존공법 대비 높은 생산성을 가진다는 장점과, 주조불량(수축(Shrinkage), 기포(Blowhole), 구멍(Leak))이 최소화 되었다는 장점과, 우수한 인장강도, 항복강도, 연신율 및 조직(DAS)과 같은 기계적 강도를 가진다는 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (10)

1. 주조기에 있어서,

   1차 용탕처리화된 용탕을 1차 안정화 처리하는 홀딩로와; 이 홀딩로와 연결되어 용탕을 청정화하고 보온하는 홀딩실과; 이 홀딩실과 연결되어 몰드에 필요한 일정량의 용탕만을 가압하여 진공챔버 내부에 장치된 몰드에 용탕을 공급하는 가압실;로 이루어지고, 이 홀딩로, 홀딩실, 가압실은 외부공기와 접촉하지 않도록 하나의 시스템으로 복층구조로 밀폐되어 연결되도록 구성하되,

   상기 홀딩실에는 용탕에 포함된 미세한 드로스 및 산화 개재물 및 수소가스를 제거하는 GBF처리장치와; GBF 처리장치를 통과한 용탕을 재차 걸러주는 필터(FILTER)를 포함하여 구성하여 용탕이 항상 깨끗한 상태로 유지하고 주물소재의 박육화를 이루도록 구성한 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 홀딩로에는 스톱퍼(STOPPER)가 형성되어 홀딩실으로 흘러가는 용탕흐름을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 홀딩실에는 스톱퍼(STOPPER)가 형성되어 필터(FILTER)를 통과한 용탕이 가압실로 흘러가는 것을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 가압실에는 몰드에 주입되는 용탕의 양을 1회분만큼만 가압실에 있는 용탕에 보충되어 주입되도록 용탕 수위를 측정하는 레벨게이지가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기.
7. 주조기에 있어서,

   1차 용탕처리화된 용탕을 1차 안정화 처리하는 홀딩로와; 이 홀딩로와 연결되어 용탕을 청정화하고 보온하는 홀딩실과; 이 홀딩실과 연결되어 몰드에 필요한 일정량의 용탕만을 가압하여 진공챔버 내부에 장치된 몰드에 용탕을 공급하는 가압실;로 이루어지고, 이 홀딩로, 홀딩실, 가압실은 외부공기와 접촉하지 않도록 하나의 시스템으로 복층구조로 밀폐되어 연결되도록 구성하되,

   상기 홀딩로에는 홀딩실로 흘러가는 용탕흐름을 제어하도록 홀딩로와 홀딩실간의 연결통로에 스톱퍼(STOPPER)가 구성되고,

   상기 홀딩실에는 용탕에 포함된 미세한 드로스 및 산화 개재물 및 수소가스를 제거하는 GBF처리장치와; GBF 처리장치를 통과한 용탕을 재차 걸러주는 필터(FILTER)와; 필터(FILTER)를 통과한 용탕이 가압실로 흘러가는 것을 제어하도록 홀딩실과 가압실간의 연결통로에 스톱퍼(STOPPER)가 구성되고,

   상기 가압실에는 몰드에 주입되는 용탕의 양을 1회분만 주입되도록 용탕 수위를 측정하는 레벨게이지가 더 포함되어 구성되어 용탕이 항상 깨끗한 상태로 유지하고 주물소재의 박육화를 이루도록 구성한 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기.
8. 주조방법에 있어서,

   용해로에 출탕된 후 1차 용탕처리화되어 이탕된 용탕 중 개재물을 1항, 2항, 5항, 6항, 7항 중 어느 한항에 따른 복층 구조 주조기를 구비한 후, 홀딩로에서 안정화 처리하는 단계와;

   이후 안정화 처리된 용탕을 외부 노출없이 공급하여 보온함과 동시에 GBF장치를 이용 청정화처리하는 단계와;

   이후 청정화 처리된 용탕을 외부 노출없이 일정량만큼만 보충하여 가압실로 공급하는 단계와;

   이후 주조 몰드를 가압실 상부로 진입시키고 몰드 내에 진공압력을 가하여 배압을 제거한 후 유지하는 단계와;

   이후 가압실을 가압하여 몰드 내부로 용탕을 주입하여 충전하는 단계와;

   이후 충전이 완료된 상태에서 보압을 유지하는 단계와;

   이후 용탕이 충전되면 진공을 해제하여 주조를 완료하는 단계로 이루어지되,

   상기 가압실을 가압하여 몰드 내부로 용탕을 주입하여 충전하는 단계는 가압실에 구비된 용탕 레벨게이지를 작동하여 1회분의 용탕량만이 보충 공급되도록 수위를 조정하고, 1회분의 용탕량이 보충 공급되면 홀딩실과 가압실간의 용탕연결 제어용 스톱퍼를 닫고, 가압실을 가압하여 몰드 내부로 1회분의 용탕을 주입하여 충전하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 복층 구조 주조기를 이용한 진공 가압 주조공법.
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