KR101118092B1 - 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물사와 도형재를 사용한 주조방법에 관한 것으로, 특히 주조물(casting)의 제조 시 표면사 모래를 사용하되, 지르콘(zircon) 및 마그네시아(magnesia) 도형재를 계층적으로 도포함으로써, 용해물의 열로부터 주형틀 내부를 보호하고 주조물의 표면입자를 고르게 하여 별도의 후가공이 필요 없도록 한 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 주물사와 도형재를 사용한 주조물의 주조방법에 있어서, 상기 주조물의 제조에 사용되는 모래는 용탕의 주입온도에 견딜 수 있는 내화도와 주입되는 용탕에 의한 침식을 방지할 수 있는 고온 강도를 갖는 표면사로 하되, 상기 표면사는 다짐 강도를 높여 가스가 잘 빠지게 하고 표면을 고르게 하기 위해 마그네시아 보다 열전도와 응고가 빠른 지르콘 도형재를 혼합한 지르콘 샌드(zircon sand: ZrO₂ SiO₂)로 하여 주형틀을 구축하는 단계와, 상기 구축된 주형틀의 주조 부위 내부 표면에는 용탕의 응고성을 늦추고 유동성을 높이기 위하여 지르콘 및 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포하는 단계를 포함함으로써, 주조물의 표면 응장력을 높여 표면입자를 고르게 하여 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 한 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 값싼 호주산 주물사(모래)를 사용하고도 값비싼 일본, 중국산 모래 사용에 비해 주조물의 표면력이 우수하고 강도가 높은 우수한 부재를 생산할 수 있다. 또한, 표면처리 개선율이 80% 이상 개선된 결정체를 유지함으로써, 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없이 완성품을 그대로 가공할 수가 있어, 공기를 현저하게 단축시켜 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

호주산 모래, 도형재, 주조, 지르콘, 마그네시아

Description

주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법{Method for casting of the production low cost}

본 발명은 주물사와 도형재를 사용한 주조방법에 관한 것이다.

일반적인 주조물(casting)인 스텐레스 재질은 1580~1600℃에서 용해되고 일반 주강재질은 1560~1580℃에서 용해되어 지정된 주형틀에 주입하여 제품을 생산하고 있다. 이때 온도는 스텐레스 재질은 높은 고열에 용해되어 주형틀에 주입 시 유동성이 좋아 표면이 곱고 매끄러운 편이나, 주강은 고온이지만 유동성이 좋지 않아 주형틀 분해 시 표면이 거칠고 후 가공 샌딩(Sanding) 작업을 하고서야 비로소 완성된 제품으로 출고되고 있다.

대부분의 주물공장에서는 샌딩 작업과 같은 후 가공을 줄이기 위하여, 용해물의 열로부터 모래를 보호하며, 용해물의 재질에 따라 주물의 표면불량과 점도불량을 없애기 위하여 용해된 금속물질의 유동성을 높이기 위하여 내화도가 높은 도형재(facing material)를 주형(mold)의 표면에 도포하고 있다.

주강(cast steel)에 대한 도형재의 사용은 주입 온도가 실리카(silica)의 융점에 가까운 까닭에 필수적이다. 즉, 이로 인해 주조물의 표면 결함이 생기기 쉬우므로 실리카보다 내화도가 높은 마그네시아(magnesia), 지르콘(zircon), 크로마이트(chromite), 알루미나(alumina) 등이 도형재로 사용되고 있다. 이들 중에서 2500℃의 융점을 갖는 지르콘이 가장 널리 사용된다. 특히 지르콘은 규산지르코늄(ZrSiO₄)으로서 화학적으로 단순하여 열적 안전성이 우수하다. 지르콘 도형재는 모든 종류의 액매형(液媒型) 도형재로서 시판되고 있는데 두께 50mm 이상의 강주물에 사용된다. 또한, 마그네시아 도형재는 주로 망간강주물에 사용된다. 망간강은 염기성노에서 용해되므로, 도형재의 내화물은 금속산화물과 화학반응을 일으키지 않는 염기성물질을 써야 한다. 한편 소성마그네시아(MgO)가 고내화도를 얻기 위해 사용되고 있으나 수성도형재로는 적합하지 않다. 그리고 규산알루미늄이나 뮬라이트 역시 주강용 도형재의 내화물로서 사용된다. 이들은 열팽창이 작고 약산성이다. 일반적으로 이들 도형재는 두께가 50mm 이하 이며, 비교적 저온으로 주입할 수 있는 주조방안상의 위험성이 적은 주강에 사용되고 있다.

그러나 고온용인 지르콘 도영재는 가격이 비싸고, 마그네시아 하이 망간 도형재는 1400℃에 사용되고 가격은 보통인 편이다. 가격 비교는 지르콘이 마그네시아에 비하여 1.5배 비싸게 형성되고 있으므로 지르콘 도형재의 사용은 원가 인상의 요인이 되고 있다. 또한, 주조 시에 도형재의 비율이 모래와 비교하여 낮을 경우 주조물의 표면이 거칠어져 샌딩 작업과 같은 후 가공에 드는 비용이 높아진다. 그 래서 양질의 표면력을 높이기 위하여 도형재인 세라비즈가 일반적으로 사용되고 있으나, 이 또한 가격이 비싸서 원가 상승의 요인이 되고 있다. 현재 국내 주물공장에서 사용하는 도영재료는 대부분의 호주산과 국내산을 사용하고 있으나 가격이 높아 필리핀, 인도네시아산의 크로마이트(35?45%의 산화크롬과 10?15%의 산화철을 함유하고, 화학작용과 고 온도에 견디는 중성 내화재료의 일종)를 사용하고 있다. 또한, 위 부재의 가격 부담으로 주조(sand casting)재료의 원가를 줄이기 위하여 중국, 필리핀, 베트남 등에 주조 용해를 현지 생산 하에 수입하고 있는 실정이다.

또한, 현재 국내 주물공장에서 사용하는 표면사(facing sand) 등의 주물사 (casting sand)는 일본산이 kg당 2,000원, 중국산 1,200원으로 값비싼 모래를 구매하는 반면에 호주산은 kg당 80원에 수입이 가능하다. 퀘벡주 Reviere-Beaudette의 Montupet사는 모래를 처분하지 않고 재활용하는 효율적인 방법을 실시하고 있다. 이는 고 에너지 효율의 천연 가스로를 설치한 것으로, 모래의 대부분 100%를 재활용할 수 있게 되었다. 그 결과 모래를 처분한 경우와 비교하여 모래 톤당 비용의 90%를 절감하고 투자 회수 기간 2년 미만이라는 성과를 달성했다. 이와 같이 주물공장에서의 주물모래 비용은 주물공장의 운전비의 상당 부분을 차지하고 있어 주조재료의 원가를 줄이기 위한 노력이 불가피하게 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 특히, 주조물(Casting) 제조 시 표면사 모래를 사용하여 주형틀을 구축하고 지르콘 및 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포함으로써, 용해물의 열로부터 주형틀 내부를 보호하며 주형의 표면입자를 고르게 하여 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 한 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 주물사와 도형재를 사용한 주조물의 주조방법에 있어서, 상기 주조물의 제조에 사용되는 모래는 용탕의 주입온도에 견딜 수 있는 내화도와 주입되는 용탕에 의한 침식을 방지할 수 있는 고온 강도를 갖는 표면사로 하되, 상기 표면사는 다짐 강도를 높여 가스가 잘 빠지게 하고 표면을 고르게 하기 위해 마그네시아 보다 열전도와 응고가 빠른 지르콘 도형재를 혼합한 지르콘 샌드(zircon sand: ZrO₂ SiO₂)로 하여 주형틀을 구축하는 단계와, 상기 구축된 주형틀의 주조 부위 내부 표면에는 용탕의 응고성을 늦추고 유동성을 높이기 위하여 지르콘 및 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포하는 단계를 포함함으로써, 주조물의 표면 응장력을 높여 표면입자를 고르게 하여 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 한 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제작된 주형틀 내부에는 지르콘 도형재를 1~2회 정도의 반복적으로 더 도포하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제작된 주형틀 내부에는 지르콘 도형재가 도포된 상태에서 마그네시아 도형재를 1회 더 도포하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 의하여, 값싼 호주산 주물사(모래)를 사용하고도 값비싼 일본, 중국산 모래 사용에 비해 주조물의 표면력이 우수하고 강도가 높은 우수한 부재를 생산할 수 있다.

또한, 표면처리 개선율이 80% 이상 개선된 결정체를 유지함으로써, 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없이 완성품을 그대로 가공할 수가 있어, 공기를 현저하게 단축시켜 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래의 주조(casting) 공정을 나타낸 블록도, 도 2는 도 1에 의한 일반적인 주조 방법을 개략적으로 나타낸 도면, 도 3은 도 1 및 도 2의 방법에 의해 생산된 주조물(주물)의 실물 사진, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 값싼 호주산 주물사(모래)와 도형재를 계층적으로 도포하여 주조(casting)하는 공정을 나타낸 블록도, 도 5는 도 4에 대한 주조 방법을 개략적으로 나타낸 도면 및 도 6은 도 4 및 도 5에 의해 생산된 주조물(주물)의 실물 사진을 각각 나타낸다.

먼저, 주조(casting) 공정을 살펴보면, 주조 공정에는 소모성 주형과 영구 주형으로 나눌 수 있는데 소모성 주형은 모래, 석고 등을 사용한 주형으로 한번 사용하면 주형은 제거되는 것을 말하고, 영구주형은 주형의 반복 사용이 가능한 금형과 같은 것을 말한다. 이하 본 발명과 관련한 소모성 주형인 사형주조 중심으로 설명한다.

소모성 주형인 사형주조는 모래로 주물의 모형을 만들어 주조하는데 그 성분은 점토 고착제(clay binder), 셀룰로오스(cellulous) 등의 실리카(silica)가 90% 이상 사용되며 셀룰로오스(cellulous)는 히트 티어링(heat tearing) 을 감소시킨다. 또한, 모래는 크기가 일정하고 타원형 모양으로 물리적 특성(physical property)이 일정해야 하며, 미세한 사이즈를 갖추어야 한다. 특히, 무거운 금속을 주조할 시에는 용융금속의 침식, 침투가 있을 수 있으므로 감량석, 지르콘(zircon)을 실리카(silica) 대신에 사용한다. 그리고 코어 샌드(core sand)는 스트롱 본드(strong bond)를 첨가하고 주형(mould) 후 200℃에서 본딩(bonding)을 위해서는 흙을 다져 굳힌다.

현재 주물공장에서 사용되는 주물사(모래)는 대부분 일본, 중국, 호주산 제품을 많이 사용하고 있으며, 일본산의 모래 가격이 제일 비싸며, 그 다음이 중국산 이고 호주산이 가장 저렴하다. 일본산 세라비즈 모래의 경우 모래 알맹이가 원형으 로 주조 시 가스는 잘 빠지는 반면에 표면입자가 다소 거친 편이다. 표면입자를 좋게 하기 위해서는 모래입자가 타원형일수록 좋다. 모래입자가 클수록 가스는 잘 빠지고, 표면을 좋게 하려면 가스가 잘 빠지지 않게 되는데 가스가 잘 빠지지 않으면 표면이 거칠게 된다. 따라서 주형틀 제작 시 모래의 다짐 강도를 높이면 가스도 잘 빠지고 표면도 좋아지게 된다.

또한, 주형이나 중자에 도형재를 사용하는 궁극적인 목적은 낮은 원가로 보다 양질의 주물을 만들기 위한 것으로 다음 사항에 목표를 두어야 한다. 즉, 용탕침투를 막고 후처리 시간과 비용을 감소시킨다. 또한, 깨끗한 주물표면을 갖게 하여 주물의 결함을 감소시킨다. 또한, 주입 시 주형의 분위기를 조절하여 탈사성을 양호하게 한다. 또한, 건조 상태의 도형재 선택에 있어 용탕의 주입온도를 견디기에 충분한 내화도를 가져야 하며, 주입되는 용탕에 의한 침식을 방지하기에 충분한 고온 강도를 가져야 한다. 그리고 용탕이 침투하지 않도록 통기성이 낮아야 하고 가스방출의 속도가 낮아야 한다.

한편, 도형재의 열전도 현상은 마그네시아 도형재의 경우, 열전도가 늦은 반면에 지르콘 도형재는 열전도가 빠르기 때문에 응고가 빠르다. 그리고 주강은 응고가 빠르고 유동특성(유동속도가 너무 낮으면 미리 응고되고 너무 빠르면 난류로 공기가 혼입되어 불순물이 형성되는 성질)이 안 좋기 때문에 표면에 꼼보가 잘 생긴다.

따라서 본 발명에서는 상기와 같은 사항들을 감안하여, 값비싼 일본, 중국산 모래 대신에 값싼 호주산 모래를 사용하여, 주형틀 제작 시 모래의 다짐 강도를 높 여 가스가 잘 빠지게 하고 표면도 좋게 하기 위하여 지르콘 및 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포하는 새로운 기법을 적용함으로써 응고를 늦추고 유동성을 향상시켜 주물의 제조원가를 획기적으로 줄이도록 한 것이다.

도 1은 종래의 주조(casting) 공정을 나타낸 것으로, 주조 공정은 먼저, 주조하고자 하는 모형(pattern)을 제작(110)하고 일본, 중국산 모래 또는 호주산 모래를 사용하여 주물사(120) 처리를 거쳐 주형(mold)을 제작(130)한다. 통상적으로 주형사(molding sand)로 된 사형(sand mold)의 주형재료는 모래, 점토 및 수분을 주성분으로 하고 있다. 주형 상자에 주형사로 모형을 묻어 다진 다음 모형을 빼내고 그 공간에 상기 주형(130)에 용해(dissolution)된 용융(melting)(140)을 주입(pouring)(150)하고 냉각/응고(solidification)(160) 시킨다. 주조물이 응고되어 완전히 식으면 주형을 분리(mold removal)(170)시켜 샌딩 작업과 같은 후처리(180)를 거치면 주물(190)이 완성된다.

주물재료는 압축에 강하며 인장에는 약하고 연성이 거의 없는 회주철(gray cast iron), 연성과 충격 인성이 있는 구상 흑연주철(nodular cast iron), 탄화철을 포함하며 강하고 내마멸성이 좋은 백주철(whit cast iron), 철과 구상의 흑연으로부터 분리되어 연성, 강도 및 충격저항이 우수한 가단주철(malleable cast iron), 편상 흑연과 구상 흑연의 중간으로 절삭성이 우수한 컴팩트 흑연철(compact graphite iron), 고온과 기술적 어려움이 있는 주강(cast steel) 및 주강과 유사한 주조용 스테인리스강으로 하는 철합금과 알루미늄합금, 마그네슘합금, 아연합금 및 고온합금으로 하는 비철합금이 있다. 본 발명에서는 고온과 기술적 어려움이 많은 주강을 대상으로 하여 주조물 제조원가를 획기적으로 줄이는 주조방법에 관한 것이다.

도 2는 도 1에 의한 일반적인 주조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 값비싼 일본, 중국산 모래(210)를 사용하여 주형(130)을 제작하고, 상기 제작된 주형(130)의 내부 표면에 마그네시아(220) 도형재를 1~2회 정도로 도포하는 것으로 되어 있다. 이와 같이 주조하는 방법은 상술한 도 1과 같은 공정을 거쳐 완성된 실물 사진을 도 3에 A 타입, B 타입 및 C 타입으로 각각 나타내었다. 실물 사진(190)에서 보는 바와 같이, 종래의 주조방법에 의한 주조물의 표면은 거칠고 고르지 못하여 기공(blow holes)과 벅클(buckle)이 심하다.

기공은 보통 주물표면 부근에서 얄은 구멍 모양으로 발견되며, 다소 변색이 되어 있으나, 이것은 금속이 용융상태로 있는 동안에 이와 같이 된 것으로 추정하고 있다. 가스공은 주형 또는 중자에서 발생한 가스에 의하여 용해물(용금)이 주형공간을 완전히 충만 시키지 못해 생기는 것이다. 즉, 주형이나 중자의 통기성이 불량하기 때문에 용탕에 가스가 침입된 결과로 발생한 결함이다. 특히 주물사 중의 유기 점결제나 과잉수분해로 생성되는 경우가 많다. 즉 주물사의 통기도를 증가 시키고 함수율을 감소시키며 통기공을 만듦으로서 방지할 수 있다.

또한, 벅클은 불규칙한 모양을 한 주물 표면의 구멍 모양의 파손을 의미하며 횡 방향으로 넓게 퍼지며 거의 형쪽에서 나타난다. 또한 이는 랫 테일(rat tail), 시임(seam)과 비슷하나 이들과 구별되는 점은 주형 표면이 크게 허물어져서 주저앉는 경우이다. 이 결함은 주형 내 상승하는 용탕으로부터의 복사열에 의하여 발생하 는 것이며, 이 열은 주형 표면에 얇은 모래표면층을 팽창시킨다. 이 하층의 모래에 비하여 얇은 층의 불균등한 팽창은 이 모래를 탈락시켜 유동성을 향상시키거나 점토량을 증가시킴으로써 방지할 수 있다. 함수율이 높은 모래를 사용할 때 도고가 부족하든가 불균일한 도고의 경우에는 주형의 강도가 불균일하게 되어 표면이 심하게 건조되든가, 취약한 표면으로 되어 팽창으로 인하여 균열을 발생시킨다. 어떤 종류의 사립(모래입자)은 팽창률과 수축률이 큰 것이 있으므로 이러한 것은 사용을 자제해야 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 값싼 호주산 모래와 도형제를 계층적으로 도포하여 주조(casting)하는 공정을 나타낸 블록도로서, 이를 살펴보면,주조하고자 하는 모형(pattern)을 제작(310)하고 값싼 호주산 모래를 사용하여 주물사(320) 처리를 거쳐 주형(mold)을 제작(330)한다. 본 발명에서는 상기한 통상적인 주형(mold)에다 용해물의 열로부터 모래를 보호하고 주조물의 표면을 고르게 하여 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 표면사와 지르콘 도형재를 혼합(321)한 지르콘 샌드(zircon sand: ZrO₂ SiO₂)로 하여 주형(mold)을 구축하는 단계를 거친다. 그 다음에는 상기 구축된 주형의 주조 부위 내부 표면에는 융탕의 응고성을 늦추고 유동성을 높이기 위하여 지르콘 및 마그네시아(magnesia: MgO) 도형재를 계층적으로 도포하는 단계를 포함한다. 즉, 표면사와 지르콘 도형재를 혼합(321)한 주형의 내부 표면에 지르콘 도형재(322)를 1~2회 정도로 도포한 후, 마그네시아 도형재(323)를 1회 정도 더 도포하여 주형(330)을 제작하는 것으로 한다. 이와 같이 지르콘 샌드(zircon sand: ZrO₂ SiO₂)로 하여 주형(mold)을 구축한 다음, 지르콘과 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포하는 이유는, 상기한 주조 공정의 특성과 주물재료인 용해물의 응고를 늦추고 유동성을 향상시켜 주조물의 표면입자를 고르게 생성시켜 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 함으로써, 주조물의 제조원가를 획기적으로 줄이도록 하는데 그 특징이 있다. 또한, 주형 상자에 주형사로 모형을 묻어 다진 다음 모형을 빼낸 공간에 상기 주형(330)에 용해된 용융(340)을 주입(350)하고 냉각/응고(360) 시킨다. 주조물이 응고되어 완전히 식으면 주형을 분리(370)시켜 샌딩 작업과 같은 후처리(380)를 거치면 주물(390)이 완성된다. 그러나 도 6의 실물 사진을 살펴보면, 본 발명에서는 상기 공정에서의 후처리(380)와 같은 공정은 실질적으로 생략 가능해도 무방함을 알 수가 있다.

도 5는 도 4에 대한 주조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 값비싼 일본, 중국산 모래(210)를 사용하는 대신에 값싼 호주산 모래를 사용하여 주형(330)을 제작하고, 상기 제작된 주형(330)의 내부 표면에 1차 지르콘 도형재 도포(321) 및 2차 지르콘 도형재를 도포(322)한 후, 3차 마그네시아 도형재로 도포(323)하는 것으로 되어 있다. 이와 같이 주조하는 방법은 상술한 도 4와 같은 공정을 거쳐 완성된 주조물의 실물 사진(390)을 도 6에 A 타입, B 타입 및 C 타입으로 각각 나타내었다. 본 발명에서의 주조방법에 의한 주조물은 실물 사진(390)에서 보는 바와 같이, 주조물의 표면이 매우 곱고 고른 입자분포를 나타내고 있어, 기공이나 벅클과 같은 주조물의 결함을 전혀 발견할 수가 없다.

이와 같이, 본 발명은 값싼 호주산 모래를 사용하되, 내화도가 높은 모래와 지르콘 도형재를 혼합하여 주형틀을 구축하고, 주조 부위 내부 표면에는 융탕의 응고성을 늦추고 유동성을 높이기 위하여 지르콘 도형재와 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포함으로써, 주조물의 표면 응장력을 높여 표면입자 분포를 고르게 생성시켜 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없으므로 공기 단축이 가능하여 주조물의 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 이는 본 출원인이 수십 년 동안 주물공장에서 쌓은 실무경험과 전문지식을 토대로 이루어진 것으로, 값비싼 일본, 중국산 모래 대신에 값싼 호주산 모래를 사용하고도, 이들 값비싼 모래보다도 표면처리 개선율을 80% 이상이나 개선된 결정체를 유지할 수 있는 기술력과 그 특징에 기인한 것으로 아직 공개되지 않은 기술임을 밝혀 둔다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 주조(casting) 공정을 나타낸 블록도

도 2는 도 1에 의한 일반적인 주조 방법을 개략적으로 나타낸 도면

도 3은 도 1 및 도 2의 방법에 의해 생산된 주조물(주물)의 실물 사진

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 값싼 호주산 주물사(모래)와 도형재를 계층적으로 도포하여 주조(casting)하는 공정을 나타낸 블록도

도 5는 도 4에 대한 주조 방법을 개략적으로 나타낸 도면

도 6은 도 4 및 도 5에 의해 생산된 주조물(주물)의 실물 사진

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110, 310 : 주조물 모형 제작 120, 320 : 주물사 처리

130, 330 : 주형 제작 140, 340 : 용융

150, 350 : 주입 160, 360 : 냉각/응고

170, 370 : 주형 분리 180, 380 : 후처리

190, 390 : 주물 및 실물사진 210 : 값비싼 일본/중국산 모래

220 : 마그네시아 도형재 321 : 1차 지르콘 도형재 도포

322 : 2차 지르콘 도형재 도포 323 : 3차 마그네시아 도형재 도포

Claims (3)

1. 주물사와 도형재를 사용한 주조물의 주조방법에 있어서,

   상기 주조물의 제조에 사용되는 모래는 용탕의 주입온도에 견딜 수 있는 내화도와 주입되는 용탕에 의한 침식을 방지할 수 있는 고온 강도를 갖는 표면사로 하되, 상기 표면사는 다짐 강도를 높여 가스가 잘 빠지게 하고 표면을 고르게 하기 위해 마그네시아 보다 열전도와 응고가 빠른 지르콘 도형재를 혼합한 지르콘 샌드(zircon sand: ZrO₂ SiO₂)로 하여 주형틀을 구축하는 단계와,

   상기 구축된 주형틀의 주조 부위 내부 표면에는 용탕의 응고성을 늦추고 유동성을 높이기 위하여 지르콘 및 마그네시아 도형재를 계층적으로 도포하는 단계를 포함함으로써,

   주조물의 표면 응장력을 높여 표면입자를 고르게 하여 샌딩 작업과 같은 별도의 후가공이 필요 없도록 한 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 제작된 주형틀 내부에는 지르콘 도형재를 1~2회 정도의 반복적으로 더 도포하는 것을 특징으로 하는 주조물의 제조원가를 줄이기 위한 주조방법
3. 제2항에 있어서, 상기 제작된 주형틀 내부에는 지르콘 도형재가 도포된 상태에서 마그네시아 도형재를 1회 더 도포하는 것을 특징으로 하는 주조물의 제조원가 를 줄이기 위한 주조방법

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