KR101038140B1 - 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니 속에 있는 증점된 알루미늄을 낙하시킴과 동시에 발포시켜 일정한 형상의 형틀에 발포 알루미늄을 발포 성형하는 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법은, 용해로의 도가니에서 용융점 이상으로 가열하여 용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계와, 상기 도가니의 하부에 수직 연결된 주입관에 설치되어 있는 노즐의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계와, 상기 주입관의 하부에 설치된 발포수단에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키는 단계와, 상기 발포 알루미늄을 컨베이어의 상부에서 이동하는 형틀에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

발포 알루미늄, 증점제, 주입관, 노즐, 발포

Description

준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법{Manufacturing method of bubble aluminum products using near net shape processing method}

본 발명은 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니 속에 있는 증점된 알루미늄을 낙하시킴과 동시에 발포시켜 일정한 형상의 형틀에 발포 알루미늄을 발포 성형하는 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 발포 알루미늄은, 다공성 구조체로서, 경량성, 흡음성, 불연성, 에너지 흡수성, 단열성, 전자파 차폐성, 투수성 등이 우수하여 환경소음 및 자동차 충격 흡수재로 이용되고 있으며, 그 밖에 건축, 수송기기 및 산업기기 등의 산업전반에 걸쳐 이용되고 있다.

이에 대한 종래의 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제1997-21338호(1995. 10. 28. 출원)에 의하면, 발포 알루미늄 금속 고형체의 제조방법은 원통상의 도가니에 알루미늄 용융 금속을 주입한 후 교반하면서 증점제와 발포제를 순차적으로 가하여 균일하게 혼합되도록 교반하는 단계와, 상기 단계를 거친 혼합물을 가열수단이 구비된 주형에 낙하 주입하고 융점 이상의 온도로 유지하여 다수의 기포가 생 성 성장하는 단계와, 상기 발포 주형을 냉각시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다. 특히 상기 증점제는 Ca이고, 발포제는 TiH₂ 인 것이다.

상기와 같은 제조방법은 최근에도 발포 알루미늄 산업현장에서 널리 이용되고 있으며, 알루미늄과 증점제 및 발포제가 균일하게 혼합되도록 하여 다수의 기포가 균일하게 유지되면서 팽창되게 하는 것이다.

그러나, 상기 종래의 기술은 발포제를 첨가 분산시키는 교반 단계에서 발포제의 손실이 크기 때문에 제품의 제조단가가 상승하게 되는 문제점이 있으며, 복잡한 구조의 제품을 제조하기 곤란하고 대량 생산이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도가니 속에 있는 증점된 알루미늄을 낙하시킴과 동시에 발포시켜 일정한 형상의 형틀에 발포 알루미늄을 발포 성형하여 복잡한 구조의 제품을 제조할 수 있고, 대량 생산이 가능한 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 용해로의 도가니에서 용융점 이상으로 가열하여 용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계와, 상기 도가니의 하부에 수직 연결된 주입관에 설치되어 있는 노즐의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계와, 상기 주입관의 하부에 설치된 발포수단에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키는 단계와, 상기 발포 알루미늄을 컨베이어의 상부에서 이동하는 형틀에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법은, 발포 알루미늄을 이용한 복잡한 구조의 제품을 제조할 수 있고, 대량 생산이 가능하며, 원가 절감을 얻을 수 있게 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법은, 용해로의 도가니에서 용융점 이상으로 가열하여 용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계와, 상기 도가니의 하부에 수직 연결된 주입관에 설치되어 있는 노즐의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계와, 상기 주입관의 하부에 설치된 발포수단에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키는 단계와, 상기 발포 알루미늄을 컨베이어의 상부에서 이동하는 형틀에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포수단은 발포제 TiH₂를 고온열풍과 함께 혼입 분사하여 고르게 섞이게 하는 분사노즐로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포수단은 가스를 취입시켜 기포를 발생시키는 다공성 재질의 포러스 플러그인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법을 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법을 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 발포수단의 다른 일예를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법은 용해로(1)의 도가니(2)에서 용융점 이상으로 가열하여 용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계(100)와, 상기 도가니(2)의 하부에 수직 연결된 주입관(3)에 설치되어 있는 노즐(31)의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관(3) 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계(200)와, 상기 주입관(3)의 하부에 설치된 발포수단(4)에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키는 단계(300)와, 상기 발포 알루미늄을 컨베이어(5)의 상부에서 이동하는 형틀(6)에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계(400)를 포함한다.

상기 용해로(1)의 내부 측벽과 하부에는 내화벽돌(11)이 조적되고 그 주위에 가열수단인 열선(12)이 설치되며 금속 알루미늄을 용해하기 위한 도가니(2)가 설치된다.

용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계(100)에서는, 용해로(1)에서 용융된 알루미늄을 660-750℃ 범위의 온도로 유지하게 하고 용융 알루미늄에 일정한 점성을 부여하도록 증점제를 용융 알루미늄 대비 1-5중량% 첨가시켜 증점시키며, 상기 증점제는 칼슘 합금으로 이루어진다.

주입관(3) 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계(200)에서는, 상기 도가니(2)의 하부에 수직으로 주입관(3)이 연결되며 상기 주입관(3)의 일측에 노즐(31)이 설치된다. 상기 노즐(31)의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관(3) 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시킨다.

증점된 알루미늄을 발포시키는 단계(300)에서는, 상기 주입관(3)의 하부에 설치된 발포수단(4)에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키게 된다.

상기 발포수단(4)은 발포제 TiH₂를 고온열풍과 함께 혼입 분사하여 고르게 섞이게 하는 분사노즐(41)로 구성되는 것이다. 상기 고온열풍을 공급하는 수단으로는 열풍기, 건조기 등이 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발포수단(4)은 가스를 취입시켜 기포를 발생시키는 다공성 재질의 포러스 플러그(42)로 구성될 수 있다. 상기 포러스 플러그(42)는 통상적으로 정련을 위해 용융금속 중에 가스를 불어 넣는데 사용되는 것으로 알려져 있다.

특히 외부에서 공급되는 가스가 다공질의 포러스 플러그(42)를 통과하면서 고속고압으로 일정하게 블로잉 해주어 도가니(2) 내의 증점된 용융 알루미늄이 균 일한 크기의 기공을 갖게 되는 것이다.

상기 가스는 수소, 질소, 아르곤 중에서 택일 사용하고 그 외에 공기를 이용할 수도 있다. 상기 주입관(3)의 일측에는 가스의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 압력조절기를 설치하여 조정하는 것이 바람직하다.

한편, 형틀(6)에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계(400)에서는, 상기 발포 알루미늄을 상기 컨베이어(5)의 상부에서 이동하는 형틀(6)에 붓고 발포 성형한 후 냉각을 시켜 제품을 완성한다.

이와 같이, 상기 제조방법을 통해 차량용 범퍼 및 크래쉬 박스 등의 복잡한 제품을 다량으로 제조할 수 있는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법을 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 발포수단의 다른 일예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 용해로

11 : 내화벽돌

12 : 열선

2 : 도가니

3 : 주입관

31 : 노즐

4 : 발포수단

41 : 분사노즐

42 : 포러스 플러그

5 : 컨베이어

6 : 형틀

Claims (3)

1. 용해로의 도가니에서 용융점 이상으로 가열하여 용융시킨 알루미늄에 증점제를 첨가하여 증점시키는 단계와,

   상기 도가니의 하부에 수직 연결된 주입관에 설치되어 있는 노즐의 개폐에 의해 주입량을 조절하여 상기 주입관 내부로 증점된 알루미늄을 낙하시키는 단계와,

   상기 주입관의 하부에 설치된 발포수단에 의해 상기 낙하되는 증점된 알루미늄을 발포시키는 단계와,

   상기 발포 알루미늄을 컨베이어의 상부에서 이동하는 형틀에 붓고 발포 성형하여 제품을 완성시키는 단계를 포함하며,

   상기 발포수단은 가스를 취입시켜 기포를 발생시키는 다공성 재질의 포러스 플러그인 것을 특징으로 하는 준정형 가공방식을 이용한 발포 알루미늄 제품의 제조방법.
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