KR101013207B1 - Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same - Google Patents
Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101013207B1 KR101013207B1 KR1020080105841A KR20080105841A KR101013207B1 KR 101013207 B1 KR101013207 B1 KR 101013207B1 KR 1020080105841 A KR1020080105841 A KR 1020080105841A KR 20080105841 A KR20080105841 A KR 20080105841A KR 101013207 B1 KR101013207 B1 KR 101013207B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- molten metal
- vacuum
- pipe
- furnace
- light
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/28—Melting pots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
- F27B14/0806—Charging or discharging devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
- F27B14/14—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/12—Arrangement of devices for charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/13—Arrangement of devices for discharging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/14—Arrangements of heating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
본 발명은 경금속의 진공용해장치 및 이를 이용한 진공용해방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 진공용해챔버(100) 내에 원통형의 파이프 형태로 되고 외면에 가열수단(27)이 구비되며 단부에 스토퍼(23)가 형성된 경사진 파이프용해로(21)를 장착하여, 재료주입부(20)를 통해 투입된 경금속재료(40)가 경사진 파이프용해로(21) 내에서 스토퍼(23)에 저지된 상태로 가열수단(27)에 의해 용융되게 함으로서, 경금속재료(40)가 용해되는 시점부터 완전 용해되기까지 생성되는 용탕(41)이 점적(點滴) 형태로 용탕보온로(10) 내부로 유입되게 하여 경금속 용융시 발생하는 가스가 용탕(41)에서 거의 완벽히 분리되어 순수 경금속재료의 주물을 제조할 수 있게 하는 경금속의 진공용해장치 및 이를 이용한 진공용해방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum dissolving apparatus for light metals and a vacuum dissolving method using the same. More specifically, the vacuum dissolving chamber 100 has a cylindrical pipe shape and a heating means 27 is provided on an outer surface thereof and a stopper 23 at an end thereof. ) Is equipped with an inclined pipe melting furnace 21 formed therein, and the heating means in which the light metal material 40 introduced through the material injection unit 20 is blocked by the stopper 23 in the inclined pipe melting furnace 21. 27), the molten metal 41, which is generated from the point of dissolution of the light metal material 40 to the complete dissolution, is introduced into the molten metal thermal furnace 10 in the form of droplets, which is generated when the light metal is melted. The present invention relates to a vacuum dissolving apparatus for light metals and a vacuum dissolving method using the same, in which a gas to be almost completely separated from the molten metal 41 to produce a cast of pure light metal material.
Description
본 발명은 경금속의 진공용해장치 및 그 장치를 이용한 진공용해방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 경금속 중 활성도가 높은 마그네슘합금을 진공상태에서 용해하고 지속적으로 진공이 유지된 상태에서 이송되게 하여 기본적인 진공주조의 특성을 극대화할 수 있는 경금속의 진공용해장치 및 그 장치를 이용한 진공용해방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum dissolving apparatus for light metals and a vacuum dissolving method using the apparatus. More specifically, a magnesium alloy having a high activity in light metals is dissolved in a vacuum state and transported in a state where a vacuum is continuously maintained. The present invention relates to a vacuum dissolving apparatus for light metals capable of maximizing casting characteristics and a vacuum dissolving method using the apparatus.
경금속(light metal)이란 티탄(비중 4.5)보다도 비중이 가벼운 금속으로 일반적으로 베릴륨(비중 1.85), 마그네슘(1.74), 알루미늄(2.7), 티탄(4.5) 등이 대표적이다. 경금속의 금형주조 성형방법 중에서 일반적으로 다이캐스팅, 중력금형주조, 스퀴즈캐스팅, 용탕단조와 같은 금형주조성형법이 사용되고 있고, 이러한 금형주조성형기에서 원재료로 마그네슘합금이 많이 사용되고 있다. Light metal is a metal having a lighter specific gravity than titanium (specific gravity 4.5), and typically beryllium (specific gravity 1.85), magnesium (1.74), aluminum (2.7), titanium (4.5), and the like. Mold casting molding methods of die casting, gravity mold casting, squeeze casting, molten metal forging are generally used among the mold casting molding methods of light metals, and magnesium alloys are widely used as raw materials in such mold casting machines.
특히 마그네슘 원소는 지구상의 약 2.7%를 차지하며 8번째로 풍부하게 존재한다. 마그네슘합금은 비중이 1.79~1.81로써 가볍고 철강대비 70% 내외의 중량감소 효과가 있으며 비강도, 비강성, 주조성, 기계가공성, 진동 및 충격흡수능 등이 우 수하여 폭넓은 분야에 응용되고 있고 그 사용량이 급증하고 있는 추세이다.In particular, magnesium contains about 2.7% of the earth and is the eighth most abundant. Magnesium alloy has a specific gravity of 1.79 ~ 1.81, which is light and has a weight reduction effect of about 70% compared to steel, and is applied to a wide range of fields due to its excellent strength, specific rigidity, castability, machinability, vibration and shock absorption. Usage is on the rise.
종래의 경금속합금을 이용한 금형주조 성형방법은 대표적으로 핫(Hot)챔버 방식과 콜드(Cold)챔버 방식으로 나뉘는 다이캐스팅법이 있고, 특허문헌으로서 금속합금의 사출성형방법 및 장치(대한민국 특허 제 10-0149166호, 국제공개번호 WO 90/09251)의 틱소몰딩(Thixomolding)법으로 대별된다.Conventional die casting molding methods using light metal alloys include a die casting method, which is divided into a hot chamber method and a cold chamber method. As a patent document, a metal alloy injection molding method and apparatus (Korean Patent No. 10- 0149166, International Publication No. WO 90/09251), roughly classified by Thixomolding method.
다이캐스팅법 중 콜드챔버 방식은 금형주조성형기와 경금속 용해로를 별도로 하고 용해된 용탕을 금형주조성형기의 사출슬리브 속에 부어 사출플런저에 의해서 그 용탕을 가압하여 금형에 주입하는 것이고, 핫챔버 방식은 사출실린더를 용해로 내에 설치하여 고온의 용탕이 금형에 유입되도록 가압하여 성형하는 것이며, 틱소몰딩법은 기존의 플라스틱 사출과 금속의 다이캐스팅을 접목시킨 기술로서 플라스틱 사출과 같이 칩형태의 마그네슘합금을 원재료로 사용한다.In the die casting method, the cold chamber method is to separate the mold casting machine and the light metal melting furnace separately, and pour the molten melt into the injection sleeve of the mold casting machine to press the molten metal with an injection plunger and inject the mold into the mold. It is installed in the melting furnace to press the high temperature molten metal into the mold and molding. The thixomolding method combines conventional plastic injection and die casting of metal, and uses chip-type magnesium alloy as a raw material like plastic injection.
그러나 상기 금형주조성형법에서는 특히 마그네슘합금의 용해와 재료를 이송하는 방법에 문제점들이 있다.However, in the die casting molding method, there are particular problems in the method of dissolving the magnesium alloy and transferring the material.
다이캐스팅법에서 마그네슘합금을 사용하는 경우, 대기 중에서 용해시키면 발화하기 때문에 용탕의 산화방지 대책이 필요하다. 따라서 마그네슘합금 용해 시 용해로 내에 방연플럭스(SF6+CO2혼합가스) 또는 불활성가스를 다량으로 주입하고 있는데, 플럭스(Flux)는 온실가스로서 대기환경에 악영향을 끼치기 때문에 점점 사용을 규제하고 있고 그에 따라 가격 또한 계속 오르고 있기 때문에 다이캐스팅법에 의한 마그네슘합금의 용해는 생산비용적인 측면에서 생산비가 비교적 높고, 대기오염을 일으키는 문제점이 있다.In the case of using magnesium alloy in the die casting method, it is necessary to prevent the oxidation of the molten metal because it ignites when dissolved in the air. Therefore, when dissolving magnesium alloy, a large amount of flame retardant flux (SF6 + CO2 mixed gas) or inert gas is injected into the furnace. Flux is a greenhouse gas, which adversely affects the atmospheric environment. In addition, the melting of the magnesium alloy by the die-casting method has a relatively high production cost in terms of production costs, there is a problem that causes air pollution.
틱소몰딩법은 호퍼에 마그네슘합금칩을 저장하고 실린더 내로 칩을 공급하여 스크류의 회전에 의해 전방으로 이동시킴과 동시에 가열하고 소정의 고상율을 갖는 슬러리상으로 만든 다음, 이 금속슬러리를 스크류의 고속전진운동에 의해 금형의 성형부 내에 충전시킨다. 그러나 상기와 같이 칩형태의 원재료는 상당히 고가이며 금속성형에서 필연적으로 발생되는 스크랩(성형불량품, 런너(runner), 게이트(gate)) 또한 재사용이 불가능하기 때문에 원재료값을 높이는 문제점이 있다.The thixomolding method stores magnesium alloy chips in a hopper, feeds chips into a cylinder, moves them forward by the rotation of the screws, simultaneously heats them, turns them into a slurry with a predetermined solid phase rate, and then turns the metal slurry into a high speed screw. It is filled in the molding part of a metal mold | die by forward motion. However, as described above, the raw material in the form of a chip is quite expensive, and scrap (molding defects, runners, gates), which are inevitably generated in metal forming, also cannot be reused, thereby increasing the raw material value.
이에 따라 본 발명자는 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 하기의 특허문헌과 같이 진공 환경 하에서 주조를 수행할 수 있는 여러 장치를 제안한 바 있으며, 본 발명은 상기 제안된 발명들과 연속적인 것으로서 주조시 제품을 더욱 순수한 경금속재료로 성형하기 위한 경금속의 진공용해장치와 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present inventors have proposed a number of devices that can perform casting in a vacuum environment, as in the following patent document to solve the above problems, the present invention is a continuous product of the proposed invention as a casting product It is to provide a vacuum dissolving apparatus and method of light metal to form a more pure light metal material.
[특허문헌][Patent Documents]
1. 대한민국 특허 제 10-0578257호; 다이케스팅기1. Korean Patent No. 10-0578257; Die Casting Machine
2. 대한민국 특허 제 10-0550144호; 다이케스팅기의 진공장치2. Korean Patent No. 10-0550144; Vacuum device of die casting machine
3. 미국 특허 제 7,377,303호; 다이케스팅기 및 그 장치에 의한 주조방법(Die Casting Machine and Casting Method by Thereof Machine)3. US Pat. No. 7,377,303; Die Casting Machine and Casting Method by Thereof Machine
4. 대한민국 특허 제 10-0572589호; 수직진공 용탕단조기4. Korean Patent No. 10-0572589; Vertical Vacuum Forging Machine
5. 대한민국 특허 제 10-0572581호; 진공중력 금형주조기5. Korean Patent No. 10-0572581; Vacuum Gravity Mold Casting Machine
6. 대한민국 특허 제 10-0572583호; 수직진공 스퀴즈 캐스팅기의 제품성형방법 및 그 장치6. Korean Patent No. 10-0572583; Product forming method of vertical vacuum squeeze casting machine and apparatus
본 발명의 목적은 진공상태에서 경금속을 용해하고 지속적으로 진공이 유지된 상태에서 용탕을 이송시켜서 기본적인 진공주조의 특성을 극대화하면서도 동시에 경금속의 용해 과정에서 발생하는 가스를 용탕으로부터 거의 완전히 분리(탈가스)되게 하여 순수 경금속 물질로 이루어진 주물을 제조할 수 있게 하는 경금속의 진공용해장치 및 그 장치를 이용한 진공용해방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to maximize the characteristics of the basic vacuum casting by dissolving the light metal in the vacuum state and continuously transport the molten metal, while at the same time almost completely separating the gas generated during the dissolution of light metal from the molten metal (degassing) The present invention provides a vacuum dissolving apparatus for light metals and a vacuum dissolving method using the apparatus, which enable the production of castings made of pure light metal materials.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공용해장치는, 일측에 경금속재료의 재료주입부(20)가 구비되고 하부에 용탕유도관(14)이 구비되며 내부가 진공 환경인 진공용해챔버(100); 상기 진공용해챔버(100) 내부에서 승하강 가능하게 장착되고 하부에 상기 용탕유도관(14)과 연결되는 용탕배출관(16)이 구비되며 외면에 제1가열수단(17)이 구비된 용탕보온로(10); 상기 용탕배출관(16)을 개폐하도록 승하강 가능하게 구비된 밸브침봉(12); 일측이 상기 재료주입부(20)와 연통되고 타측이 상기 용탕보온로(10) 상측에 위치하도록 원통형의 파이프 형태로 되고 외면에 제2가열수단(27)이 구비된 파이프용해로(21);의 결합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Vacuum dissolving device of the present invention for achieving the above object, the
더욱 바람직한 실시로서, 상기 파이프용해로(21)가 용탕보온로(10) 측으로 경사지는 한편, 상기 파이프용해로(21)의 출구에 경금속재료(40)의 이동을 저지하는 스토퍼(23)가 구비된 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공용해방법은, 진공용해챔버(100) 내부를 진공 환경으로 유지한 상태에서 재료주입부(20) 내에 경금속재료(40)를 투입하는 경금속재료의 준비 단계(S1); 재료주입부(20)와 진공용해챔버(100) 간의 진공도를 동일하게 유지한 상태에서 파이프용해로(21) 내에 경금속재료(40)를 투입하는 경금속재료의 투입 단계(S2); 경금속재료가 정지된 상태에서 파이프용해로(21) 내의 경금속재료(40)를 용융시키고 용해된 용탕(41)이 점진적으로 용탕보온로(10) 내부로 유입되게 하는 경금속재료의 용융 및 탈가스 단계(S3); 용탕보온로(10) 및 밸브침봉(12)을 동시에 하강시켜서 용탕배출관(16)이 용탕유도관(14) 내부로 밀착되게 하는 용탕보온로 하강 단계(S4); 밸브침봉(12)을 승강시켜 용탕(41)이 용탕유도관(14)으로 배출되게 하는 용탕 배출 단계(S5);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the vacuum dissolution method of the present invention for achieving the above object, the preparation step of the light metal material to inject the
본 발명의 경금속의 진공용해장치 및 그 장치를 이용한 진공용해방법에 의하면, 진공상태에서 경금속을 용해하고 지속적으로 진공이 유지된 상태에서 이송되게 하며 경금속재료에서 용해된 용탕이 점적(點滴) 형태로 용탕보온로 내부로 주입되므로 경금속의 용해 과정에서 발생하는 가스가 용탕으로부터 거의 완전히 배출되어 초순수 경금속 물질의 주물을 제조할 수 있고, 이에 따라 주조제품의 기포나 가스 라인 등의 성형 불량률을 감소시킬 수 있게 되어 생산성 향상과 함께 제조비용을 절감할 수 있는 유리한 효과를 가진다.According to the vacuum dissolving apparatus of the light metal of the present invention and the vacuum dissolving method using the apparatus, the light metal is dissolved in a vacuum state and is continuously transported while the vacuum is maintained, and the molten metal dissolved in the light metal material is in the form of droplets. Since it is injected into the molten metal furnace, the gas generated during the dissolution of the light metal is almost completely discharged from the molten metal to prepare the casting of ultrapure light metal material, thereby reducing the molding failure rate of the foam or gas line of the cast product. It has an advantageous effect that can reduce the manufacturing cost with productivity.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진공용해장치의 구성 및 작용 에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation of the vacuum melting apparatus according to the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경금속 진공용해장치의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용탕보온로와 파이프용해로의 사시도이다.1 is a schematic configuration diagram of a light metal vacuum melting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a molten metal heating furnace and a pipe melting furnace according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하는 바와 같이 본 발명의 경금속 진공용해장치는 경금속, 주로 마그네슘합금과 같은 경금속을 진공 환경 하에서 용해시키기 위한 것으로, 그 구성은 일측에 경금속재료의 재료주입부(20)가 구비되고 하부에 용탕유도관(14)이 구비되며 내부가 진공 환경인 진공용해챔버(100)와, 상기 진공용해챔버(100) 내부에서 승하강 가능하게 장착되고 하부에 상기 용탕유도관(14)과 연결되는 용탕배출관(16)이 구비되며 외면에 제1가열수단(17)이 구비된 용탕보온로(10)와, 상기 용탕배출관(16)을 개폐하도록 승하강 가능하게 구비된 밸브침봉(12)과, 일측이 상기 재료주입부(20)와 연통되고 타측이 상기 용탕보온로(10) 상측에 위치하도록 원통형의 파이프 형태로 되고 외면에 제2가열수단(27)이 구비된 파이프용해로(21)로 이루어진다.1 and 2, the light metal vacuum dissolving apparatus of the present invention is for dissolving light metals, mainly light metals such as magnesium alloy, in a vacuum environment. It is provided with a molten
상기 재료주입부(20)는, 도시된 바와 같이 경금속재료(40)를 유도하는 재료투입관(24)과, 상기 재료투입관(24)의 전방에 설치되어 개폐 가능한 투입관밸브(26)와 상기 재료투입관(24)의 후방에 설치되어 개폐 가능한 측방밸브(25)와 상기 재료투입관(24) 내부로 인입되면서 경금속재료(40)를 투입하는 재료장입플런저(30)를 포함하여 구성된 것으로, 상기 재료투입관(24)의 상방으로는 진공펌프(미도시)와 연결된 파이프(미도시)를 설치하여 작업공정에 따라 재료투입관(24) 내부를 진공 상태로 유지할 수 있다.The
도 1과 같이 상기 투입관밸브(26)에는 상기 재료장입플런저(30)가 관통할 수 있는 구멍(부호 미표시)이 형성되어 있다. 따라서 상기 투입관밸브(26)가 하강하여 재료투입관(24)의 입구를 폐쇄하고 있는 상태에서도 재료장입플런저(30)가 투입관밸브(26)를 관통하여 재료투입관(24) 내부로 슬라이드 이동할 수 있다. 이때, 상기 재료장입플런저(30)가 투입관밸브(26)의 구멍에 삽입되어 구멍을 폐쇄하면 재료투입관(24) 내부는 기밀성을 유지할 수 있는데 이에 대해서는 후술하는 도 5 및 도 6의 작동 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.As shown in FIG. 1, the
상기 진공용해챔버(100) 하부에 설치된 용탕유도관(14)에는 개폐 가능한 하방밸브(15)가 설치되고, 이때 상기 용탕유도관(14)과 상기 용탕보온로(10)의 용탕배출관(16)의 연결 형태는, 상기 하방밸브(15)가 개방되고 상기 용탕보온로(10)가 하강할 때 상기 용탕배출관(16)이 용탕유도관(14) 내부로 삽입되어 밀착을 유지할 수 있게 한다. 이에 따라 상기 용탕보온로(10)에 수용된 순수 용탕(41)이 진공 환경 하에서 금형주조성형기의 슬리브(150)(도 13 내지 도 17 참조) 내로 안전하게 이송 가능하고, 또한 상기 하방밸브(15)가 용탕(41)과 접촉되지 않으므로 하방밸브(15)의 수명과 안전성을 확보할 수 있다.The molten
여기서 상기 재료주입부(10)와 용탕유도관(14)은 상기 특허문헌 2, 3의 다이케스팅기의 진공장치(대한민국 특허 제 10-0550144호, 미국특허등록 7,377,303호)에 게시된 재료투입장치와 용탕유도관 구조로 대체할 수 있으며, 따라서 상기 재료주입부(20)와 용탕유도관(14)의 각 상세한 구성 및 작동 방법은 특허문헌 1, 2에 게시된 방법과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있 어 생략한다.Here, the
상기 용탕보온로(10)는 하부에 깔때기 형태의 출탕구(11)가 형성되고, 상기 출탕구(11)의 하부가 하방으로 길게 연장되어 용탕배출관(16)이 형성되며, 용탕보온로(10)의 외면에는 제1가열수단(17)이 설치되며, 진공용해챔버(100)의 외부에 형성된 보온로작동실린더(19)와 연결봉(18)을 매개로 연결되어 있고 이에 따라 상기 용탕보온로(10)는 상기 보온로작동실린더(19)의 작동에 의해 상기 진공용해챔버(100) 내에서 승강 또는 하강 가능하다.The molten
상기 밸브침봉(12)은 상기 진공용해챔버(100) 외부에 형성된 밸브침봉실린더(13)와 연결되어 밸브침봉실린더(13)의 작동에 의해 승강 또는 하강 가능하게 되고, 밸브침봉(12)의 하단은 쐐기 형상을 취한다. 밸브침봉(12)이 하강한 경우 상기 용탕보온로(10) 하방에 형성된 깔때기 모양의 출탕구(11)에 쐐기 모양의 밸브침봉(12)이 밀착되어 용탕보온로(10) 내에 수용된 용탕(41)이 출탕구(11)를 통해 흘러내리지 않는다.The
반대로 상기 밸브침봉(12)이 상승하면 용탕보온로(10) 내의 용탕(41)이 출탕구(11)를 통해 배출되는데, 이때 용탕(41) 배출시 용탕배출관(16)이 용탕유도관(14) 내로 삽입되어야 하므로, 상기 용탕보온로(41)를 하강시킬 때 상기 밸브침봉(12)도 동일하게 하강시키고, 용탕보온로(10)의 하강이 정지된 후 밸브침봉(12)을 상승시킨다.On the contrary, when the
상기 파이프용해로(21)는 원통형의 파이프(pipe) 형태로서, 일측 단부가 상기 재료투입관(24)의 출구 측과 연통되고 타측 단부는 상기 용탕보온로(10)의 상측 에 위치하도록 설치되고, 용탕보온로(10) 측으로 하향 경사지게 설치되며, 외주면에는 제2가열수단(27)이 설치된다.The
또한 파이프용해로(21)의 출구 측에는 투입된 경금속재료(40)를 정지시키는 스토퍼(23)가 구비되고, 출구 측의 하단에는 제2가열수단(27)의 가열에 의해 용융된 용탕(41)이 상기 용탕보온로(10) 내부로 원활하게 흘러내려가도록 하기 위해 용탕받이(22)가 설치된다.In addition, a
상기 제2가열수단(27)은, 용융 대상인 경금속재료(40)의 용융점 온도보다 높은 온도로 가열되는 것으로, 통상의 히터나 도 11에 도시된 것과 같이 고주파유도코일(50)로 대체 가능하다.The second heating means 27 is heated to a temperature higher than the melting point temperature of the
상기 경금속재료(40)는 투입 당시 고체상태이므로 경금속재료 스토퍼(23)에 걸려서 경사진 파이프용해로(21) 내에 정지하고, 이때 제2가열수단(27)이 열을 가해 경금속재료(40)를 용융시키면 경금속재료(40)가 점진적으로 용해됨과 동시에 용해된 용탕(41)은 경사진 용탕받이(22)를 경유하여 용탕보온로(10)로 흘러들어간다. Since the
즉 용탕(41)은 경금속재료(40)가 한꺼번에 용융된 것이 아니라, 점진적으로 용융된 것이므로 용탕보온로(10) 내로 흐르는 용탕(41)은 물방울이 떨어지는 것과 같이 점적(點滴) 형태로 낙하한다. 따라서 용탕(41)의 표면적이 증가하므로 내부의 가스가 효과적으로 분리되고, 더욱이 진공용해챔버(100) 내부가 진공 상태이므로 탈가스 효과가 극대화됨으로서 용탕보온로(10)에 수집된 용탕(41)은 경금속재료 고유의 성분을 가진 순수 용탕을 얻을 수 있다.That is, since the
여기서 본 발명의 다른 측면에 의하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 용 탕보온로(10)와 파이프용해로(21)를 상호 일체로 구성하여 용해된 용탕(41)이 더 원활하게 흘러서 용탕보온로(10) 내로 유입되게 하는 것도 가능하다.According to another aspect of the present invention, as shown in FIG. 12, the
상기 용탕보온로(10)를 둘러싼 제1가열수단(17)은 용탕(41)의 융점보다 약간 낮은 온도로 가열해줌으로써 용탕(41)이 식지 않도록 유지한다.The first heating means 17 surrounding the molten metal
도 3 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 경금속 진공용해장치의 작동을 순서대로 보인 개략 구성도로서, 이를 통해 본 발명에 따른 경금속의 진공용해장치를 이용한 진공용해방법을 상세히 설명한다.3 to 10 is a schematic configuration diagram showing the operation of the light metal vacuum melting apparatus according to an embodiment of the present invention in order, it will be described in detail the vacuum dissolution method using the light metal vacuum dissolving apparatus according to the present invention.
S1: 경금속재료의 준비 단계S1: preparation of light metal materials
도 1과 같이 하방밸브(15)와 측방밸브(25)를 폐쇄하여 진공용해챔버(100) 내를 진공화 한 상태에서 투입관밸브(26)를 개방하여 경금속재료(40)를 재료투입관(24) 입구에 위치시키고, 도 3과 같이 재료장입플런저(30)를 작동시켜서 경금속재료(40)를 밀어 재료투입관(24) 내에 위치시킨 다음, 도 4와 같이 재료장입플런저(30)를 후퇴하고 투입관밸브(26)를 폐쇄한다.As shown in FIG. 1, the
S2: 경금속재료의 투입 단계S2: Input stage of light metal material
도 5와 같이 재료장입플런저(30)를 전진하여 투입관밸브(26)의 밸브판에 형성된 플러그구멍을 막고 밀폐시킨 후 재료투입관(24) 내부를 진공화(상기 특허문헌 1, 2의 기술내용 참조)한 다음, 도 6과 같이 측방밸브(25)를 개방하여 재료투입 관(24)과 진공용해챔버(100) 간의 진공도를 동일하게 유지한 상태에서 경금속재료(40)를 재료장입플런저(30)로 밀어 넣어 경사진 파이프용해로(21)에 위치시킨다.As shown in FIG. 5, the
이후, 도 7과 같이 재료장입플런저(30)를 후퇴시키고 측방밸브(25)를 폐쇄하면 경금속재료(40)가 경사진 파이프용해로(21)의 하부로 미끄러지다가 스토퍼(23)에 걸려서 정지하여 파이프용해로(21) 내에 위치한다.Subsequently, when the
S3: 경금속재료의 용융 및 탈가스 단계S3: Melting and Degassing of Light Metal Materials
도 8과 같이 재료장입플런저(30)를 원위치로 복귀시키고 투입관밸브(26)를 개방하며, 경사진 파이프용해로(21)의 제2가열수단(27)의 온도를 경금속재료 고유의 융점 온도보다 높고, 또한 상기 용탕보온로(10)의 제1가열수단(17)보다 10℃~100℃ 높게 하여 경금속재료(40)를 신속하게 용융시켜 용탕(41)으로 용해되게 하면, 용해된 용탕(41)은 즉시 경사면을 따라 용탕받이(22)를 경유하여 용탕보온로(10) 내부로 흘러내린다. 이때 상기 용탕(41)은 경금속재료(40)의 용해된 부분부터 점진적으로 흘러내리므로 마치 물방울과 같이 점적(點滴) 형태로 흐르고, 이를 통해 표면적이 증가하여 경금속의 용융시 발생하는 가스가 거의 모두 배출된다.As shown in FIG. 8, the
S4: 용탕보온로 하강 단계S4: descent stage of the molten metal
도 9와 같이 탈가스가 이루어진 용탕(41)이 용탕보온로(10)에 채워지면 하방밸브(15)가 개방되고 용탕보온로(10)와 보온로연결봉(18)을 매개로 연결된 보온로작동실린더(19)의 작동에 의해 용탕보온로(10)가 하강하여 용탕배출관(16)이 용탕 유도관(14) 내부로 밀착된다. 이때 밸브침봉(12)과 연결된 밸브침봉실린더(13)도 같이 작동하여 용탕(41)이 용탕배출관(16)으로 흘러나가지 않게 한다.When the
S5: 용탕 배출 단계S5: melt discharge step
이후, 도 10과 같이 용탕배출관(16)이 용탕유도관(14)에 밀착된 상태에서 밸브침봉실린더(13)를 작동하여 밸브침봉(12)을 상방으로 개방하면 용탕(41)이 용탕유도관(14)을 따라 아래쪽으로 흘려내려 진공 상태에서 금형주조성형을 할 수 있게 준비된 슬리브(150)(도 13 내지 도 17 참조)에 채워진다.Then, as shown in FIG. 10, when the molten
도 13은 본 발명의 진공용해장치와 다이케스팅기가 연결된 구성도이고, 도 14는 본 발명의 진공용해장치와 수직진공 스퀴즈 캐스팅기가 연결된 구성도이고, 도 15는 본 발명의 진공용해장치와 수직진공 용탕단조기가 연결된 구성도이고, 도 16은 본 발명의 진공용해장치와 콜드 챔버 다이캐스팅기가 연결된 구성도이고, 도 17은 본 발명의 진공용해장치와 진공중력 금형주조기가 연결된 구성도이다.13 is a configuration diagram connected to the vacuum dissolving apparatus and the die casting machine of the present invention, Figure 14 is a configuration diagram connected to the vacuum dissolving apparatus and the vertical vacuum squeeze casting machine of the present invention, Figure 15 is a vacuum melting apparatus and vertical vacuum melt of the
도 13 내지 도 17과 같이 본 발명의 상기 진공용해장치는 주조를 위한 여러 형태의 금형주조성형기에 연결될 수 있다.13 to 17, the vacuum melting apparatus of the present invention can be connected to various types of mold casting molding machine for casting.
상기 금형주조성형기는 적어도 슬리브(150)와 금형(450)을 포함하고, 장치의 특성에 따라 도 13 내지 도 16과 같이 용탕주입구차단플런저(300)가 더 포함될 수 있으며, 또한 도 13 및 도 14와 같이 용탕가압플런저(155)가 더 구비될 수 있다.The mold casting molding machine includes at least a
이때, 상기 도 13의 진공용해 다이케스팅기는 본 발명자가 제안한 장치로서 대한민국 특허 제 10-0578257호의 구성이 참조될 수 있고, 도 14의 수직진공 스퀴즈 캐스팅기는 대한민국 특허 제 10-0572583호의 구성이 참조될 수 있으며, 도 15의 수직진공 용탕단조기는 대한민국 특허 제 10-0572589호가 참조될 수 있고, 도 17의 진공중력 금형주조기는 대한민국 특허 제 10-0572581호의 구성이 참조될 수 있는바, 이들 각 금형주조성형기에 관한 구체적인 구성과 작용 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생략한다.At this time, the vacuum melting die casting machine of Figure 13 may be referred to the configuration of the Republic of Korea Patent No. 10-0578257 as the device proposed by the present invention, the vertical vacuum squeeze casting machine of Figure 14 may refer to the configuration of the Republic of Korea Patent No. 10-0572583 In addition, the vertical vacuum molten forging machine of FIG. 15 may refer to Korean Patent No. 10-0572589, and the vacuum gravity mold casting machine of FIG. 17 may refer to the configuration of Korean Patent No. 10-0572581, each of these mold casting molding machines. Detailed configuration and description of the operation may be omitted since it may obscure the subject matter of the present invention.
이상과 같이 비록 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이며, 그러한 변경 및 타 실시예는 하기의 특허청구범위에 포함된다.As described above, although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and those skilled in the art may make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. It will be understood that such modifications and other embodiments are included in the following claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경금속 진공용해장치의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a light metal vacuum melting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용탕보온로와 파이프용해로의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the molten metal heating furnace and pipe melting furnace according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 경금속 진공용해장치의 작동을 순서대로 보인 개략 구성도.3 to 10 is a schematic configuration showing the operation of the light metal vacuum melting apparatus according to an embodiment of the present invention in order.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경금속 진공용해장치의 개략 구성도.11 is a schematic configuration diagram of a light metal vacuum melting apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용탕보온로와 파이프용해로의 사시도 및 단면도.12 is a perspective view and a cross-sectional view of the molten metal thermal insulation furnace and the pipe melting furnace according to another embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 진공용해장치와 다이케스팅기가 연결된 구성도.Figure 13 is a block diagram connected to the vacuum melting apparatus and the die casting machine of the present invention.
도 14는 본 발명의 진공용해장치와 수직진공 스퀴즈 캐스팅기가 연결된 구성도.14 is a block diagram of the vacuum dissolving device and the vertical vacuum squeeze casting machine of the present invention.
도 15는 본 발명의 진공용해장치와 수직진공 용탕단조기가 연결된 구성도.15 is a block diagram of the vacuum melting device and the vertical vacuum forging machine of the present invention connected.
도 16은 본 발명의 진공용해장치와 콜드 챔버 다이캐스팅기가 연결된 구성도.Figure 16 is a block diagram of the vacuum melting apparatus and the cold chamber die casting machine of the present invention connected.
도 17은 본 발명의 진공용해장치와 진공중력 금형주조기가 연결된 구성도.Figure 17 is a block diagram of the vacuum melting apparatus and vacuum gravity mold casting machine of the present invention connected.
< 도면의 부호 설명 ><Explanation of the Codes in Drawings>
10...용탕보온로 11...출탕구10 ...
12...밸브침봉 13...밸브침봉실린더12 ...
14...용탕유도관 15...하방밸브14 Molten
16...용탕배출관 17...제1가열수단16 molten
18...보온로연결봉 19...보온로작동실린더18.
20...재료주입부 21...파이프용해로20.
22...용탕받이 23...스토퍼22 ...
24...재료투입관 25...측방밸브24
26...투입관밸브 27...제2가열수단26
30...재료장입플런저 40...경금속재료30
41...용탕 50...고주파유도코일41 ...
100...진공용해챔버 150...슬리브100 ...
155...용탕가압플런저155.Melting pressure plunger
300...용탕주입구차단플런저 450...금형300 ... mold
Claims (12)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080105841A KR101013207B1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same |
PCT/KR2009/005320 WO2010050676A2 (en) | 2008-10-28 | 2009-09-18 | Vacuum melting apparatus for a light metal, and vacuum melting method using same |
TW098133004A TW201021941A (en) | 2008-10-28 | 2009-09-29 | Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080105841A KR101013207B1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090126171A KR20090126171A (en) | 2009-12-08 |
KR101013207B1 true KR101013207B1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=41687440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080105841A KR101013207B1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101013207B1 (en) |
TW (1) | TW201021941A (en) |
WO (1) | WO2010050676A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160064481A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 김은식 | Melting furnace for magnesium scrap recycling having function of explosion and ignition prevention |
KR20160064488A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 김은식 | Melting furnace for magnesium scrap recycling having function of explosion and ignition prevention |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103591800B (en) * | 2013-07-02 | 2016-01-20 | 洛阳安拓窑炉环保有限公司 | A kind of energy-efficient combustion type borax method of smelting and borax smelting furnace |
KR101483717B1 (en) | 2014-07-10 | 2015-01-16 | 고동근 | A mold device of forming a metal under vacuum environment |
CN109777982B (en) * | 2019-03-21 | 2020-01-31 | 南通韩轩精密科技有限公司 | Aluminum alloy casting preparation facilities |
CN113523200B (en) * | 2021-06-10 | 2023-10-24 | 浙江台兴机电科技有限公司 | Processing auxiliary device for light durable motor shell of new energy motor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030024226A (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-26 | 최현수 | An electronic publishing method using automatic layout algorithm |
KR200324226Y1 (en) | 2003-06-02 | 2003-08-21 | 서정호 | Die casting apparatus providing improved degree of vacuum during die casting process |
KR100572581B1 (en) * | 2003-10-15 | 2006-04-24 | 고동근 | Die casting machine of vacuum gravity |
KR100715363B1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-11 | 한국생산기술연구원 | Ladle for casting and casting method using it |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2912546B2 (en) * | 1994-04-28 | 1999-06-28 | 日鉱金属株式会社 | Vacuum melting and pressure pouring induction furnace |
JPH10263781A (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Asahi Tec Corp | Die casting device for mg alloy |
JP4011256B2 (en) * | 2000-03-01 | 2007-11-21 | Ykk株式会社 | Vacuum melting injection molding machine for active alloy molding |
KR100661631B1 (en) * | 2005-12-28 | 2006-12-27 | 영일특수금속 주식회사 | Holding furnace for vertical semi-continuous casting |
-
2008
- 2008-10-28 KR KR1020080105841A patent/KR101013207B1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-09-18 WO PCT/KR2009/005320 patent/WO2010050676A2/en active Application Filing
- 2009-09-29 TW TW098133004A patent/TW201021941A/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030024226A (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-26 | 최현수 | An electronic publishing method using automatic layout algorithm |
KR200324226Y1 (en) | 2003-06-02 | 2003-08-21 | 서정호 | Die casting apparatus providing improved degree of vacuum during die casting process |
KR100572581B1 (en) * | 2003-10-15 | 2006-04-24 | 고동근 | Die casting machine of vacuum gravity |
KR100715363B1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-11 | 한국생산기술연구원 | Ladle for casting and casting method using it |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160064481A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 김은식 | Melting furnace for magnesium scrap recycling having function of explosion and ignition prevention |
KR20160064488A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 김은식 | Melting furnace for magnesium scrap recycling having function of explosion and ignition prevention |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090126171A (en) | 2009-12-08 |
WO2010050676A3 (en) | 2010-06-24 |
TW201021941A (en) | 2010-06-16 |
WO2010050676A2 (en) | 2010-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101013207B1 (en) | Vacuum melting device of a light metal, and method of vacuum melting using the same | |
KR102241340B1 (en) | Anti-gravity mold filling method and device | |
EP1663547B1 (en) | Die casting machine and casting method by thereof machine | |
CN106984793A (en) | One kind vibrations froth breaking die casting machine injecting device | |
KR101123645B1 (en) | Die casting method of a light metal in vacuum and apparatus thereof | |
CN110508777A (en) | A kind of amorphous alloy vertical die-casting machine and pressure casting method | |
KR100550445B1 (en) | Pouring apparatus for forging | |
CN110062671B (en) | Casting method of active metal | |
JP7126022B2 (en) | Apparatus and method for producing amorphous metal or cast parts formed partially from amorphous metal | |
CN108097921A (en) | Die casting feeding device and its method of feeding | |
EP1479464A2 (en) | Vertical injection molding machine using three chambers | |
CN105855521A (en) | Method and device for gravity casting of light alloy | |
JP2013035008A (en) | Die casting machine and die casting method | |
JP2004322138A (en) | New low pressure casting method in die casting | |
CA2449091A1 (en) | Magnesium die casting system | |
MX2014001437A (en) | Die casting machine and die casting method. | |
KR101621517B1 (en) | Aluminum billet manufacturing process | |
US20010052402A1 (en) | Vacuum die-casting method for producing castings of nonferrous alloys | |
CN204657461U (en) | Novel induction furnace and novel induction furnace casting mould | |
JP5328998B1 (en) | Metal glass casting apparatus and casting method using the same | |
KR101067002B1 (en) | Goose neck for hot chamber die casting | |
KR20090079296A (en) | Apparatus for cast forging molten metal and method for cast forging molten metal using the same | |
KR200437975Y1 (en) | Low pressure die casting machine | |
CN113102711A (en) | Method and device for producing forged piece | |
JP2018520886A (en) | Semi-finished metallurgical product and method and apparatus for producing molded castings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
G15R | Request for early opening | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140127 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150128 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |