KR101235607B1 - 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법 - Google Patents

원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101235607B1
KR101235607B1 KR1020110008717A KR20110008717A KR101235607B1 KR 101235607 B1 KR101235607 B1 KR 101235607B1 KR 1020110008717 A KR1020110008717 A KR 1020110008717A KR 20110008717 A KR20110008717 A KR 20110008717A KR 101235607 B1 KR101235607 B1 KR 101235607B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
zircon
sealing material
silica
coating layer
Prior art date
Application number
KR1020110008717A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120087493A (ko
Inventor
최인석
김진회
손병태
최동율
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020110008717A priority Critical patent/KR101235607B1/ko
Publication of KR20120087493A publication Critical patent/KR20120087493A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101235607B1 publication Critical patent/KR101235607B1/ko

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
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
    • B22D13/023—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis the longitudinal axis being horizontal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 금형 내연면에 실리카계 도형제를 도포하여 실리카 코팅층을 형성하는 단계;와 상기 금형의 양 끝단에 형성된 엔드커버의 내부 표면에 지르콘계 도형제를 도포하여 지르콘 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 금형과 엔드커버의 합형부에 실링재를 채워넣어 실링된 합형부를 형성하는 단계;를 포함하는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법에 관한 것이다.

Description

원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법{APPLIABLE MATERIALS FOR JOIN PART OF CENTRIFUGAL CASTING MOLD AND MANUFACTURING METHODD OF THE SAME}
본 발명은 원심주조롤의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 원심주조에서 금형(mold)과 엔드커버(end cover)가 접합되는 부분인 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법에 관한 것이다.
보통의 사형주조법(Sand Casting Process)과 달리 용융금속에 압력을 가하여 주물을 얻고자 하는 주조법이나 정밀 금형을 만들어서 정밀도가 높은 주물을 얻고자 하는 주조법을 일반적으로 특수주조법이라 한다. 용탕에 압력을 가하는 방법에는 원심력을 사용하는 원심주조법과 금형에 용탕을 밀어 넣는 다이캐스트법(Die Casting Process)이 있다. 정밀 주조법에는 금형의 제작법에 따라 쉘몰드법(Shell Mold Process), 인베스트먼트법(Investment Casting Process), CO2법(CO2 Process) 등이 있다. 정밀 주조법에서 사용되는 금형은 소비성임에 반하여 다이캐스트법에서는 비소비성 금형을 사용한다. 원심주조법에서는 양자를 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 목적은 수평 원심주조금형에서 금형의 내연면과 엔드커버가 접합되는 부분인 합형부를 실링하므로서 합형부의 이격이 발생되는 것을 방지하고, 용탕 주입 시, 실링재가 탈락되거나 주조품에 혼입되는 것을 방지할 수 있는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법은 금형 내연면에 실리카계 도형제를 도포하여 실리카 코팅층이 형성되는 단계;와 상기 금형의 양 끝단에 형성된 엔드커버의 내부 표면에 지르콘계 도형제를 도포하여 1차 지르콘 코팅층이 형성되는 단계; 및 상기 금형과 엔드커버의 합형부에 실링재를 채워넣어 실링된 합형부가 형성되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실리카 코팅층은, 실리카계 도형제를 3 ∼ 5 mm 두께로 도포하여 형성될 수 있다.
상기 실리카계 도형제는, 99 중량% 이상의 실리카, 및 알루미나와 산화제이철이 포함되는 기타불순물로 이루어질 수 있다.
상기 1차 지르콘 코팅층은, 지르콘계 도형제를 1 ∼ 1.5 mm 두께로 도포하여 형성될 수 있다.
상기 지르콘계 도형제는, 38 ∼ 45 중량%의 지르코니아, 24 ∼ 28 중량%의 실리카, 및 30 ∼ 38 중량%의 수분이 포함될 수 있다.
상기 지르콘계 도형제는, 0.05 mm 이하 입도 범위의 지르코니아와 실리카 분말이 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함될 수 있다.
상기 합형부를 형성하는 단계는 지르콘사와 상기 지르콘계 도형제를 중량% 기준으로 3:7 ∼ 5:5 비율로 배합하여 실링재가 제조되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지르콘사는, 지르코니아에 27 ∼ 37 중량%의 실리카 및 기타불순물이 포함될 수 있다.
상기 지르콘사는, 0.25 mm 이하 입도 범위의 지르코니아와 실리카 분말이 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함될 수 있다.
상기 합형부는, 합형점에서 실링재표면까지의 가장 가까운 길이가 2.5 ∼ 3.5 mm가 되도록 하는 두께로 상기 실링재를 상기 합형부에 채워넣어 형성될 수 있다.
상기 합형부를 형성하는 단계는 상기 실리카 코팅층과 1차 지르콘 코팅층 및 실링된 합형부의 상단면에 상기 지르콘계 도형제를 연장 도포하여, 2차 지르콘 코팅층이 형성되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 전체 단계는 120 ∼ 150 ℃의 온도범위에서 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 일 실시예와 관련된 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법에 의하면, 원심주조금형에서 금형의 내연면과 엔드커버가 접합되는 합형부의 이격이 발생되는 것을 방지하고, 용탕 주입 시, 실링재가 탈락되거나 주조품에 혼입되는 것을 방지하는 것이 가능한 실링재의 시공방법을 제공할 수 있다. 또한, 용탕의 유출을 사전에 방지하여 조업의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치의 일부 구성인 엔드커버의 사진이다.
도 3은 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치에서 금형과 엔드커버의 결합 형태를 설명하기 위한 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 수평 원심주조법에 의한 금형의 내연면과 엔드커버 내부에 형성된 코팅층과 합형부의 실링된 모습을 보여주기 위한 도 3의 B부분의 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치를 단면으로 나타낸 도면이고, 도 2는 그 일부 구성인 엔드커버(103, end cover)의 사진이다.
도 1을 참조하면, 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치는 수평 축을 중심으로 회전하는 윈심력에 의해 주조품을 얻는 제조 장치로서, 용강(M)을 제공하는 래들(300, laddle)과, 용강(M)을 수용하여 금형(100, mold)으로 공급하기 위한 주입컵(200), 및 주입관(203)과, 주조품의 형틀이 되는 금형(100)과, 금형의 양 끝단에 형성된 엔드커버(103, end cover)와, 금형(100)의 회전을 위한 롤러(400, roller), 및 모터(500, moter)가 연속적으로 수평 배열되어 있다.
이러한 수평 원심주조법은 용강(M)이 금형(100) 내로 유입되어 고속으로 퍼짐으로서 두께가 균일한 주조품을 얻을 수 있다. 또한, 원심력에 의하여 비중 차이에 따른 불순물의 분리 제거가 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 용강(M)에 원심력에 의한 높은 압력이 가해짐으로 주조품의 조직이 치밀하고 기공이 없는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 원통형의 주조품을 얻기 위한 코어를 필요로 하지 않을 수 있다. 또한, 작업시간이 짧고 대량 생산이 가능할 수 있다. 그러나, 수평적인 주입구(108)조에 기인한 용강(M) 유출 현상이 발생 될 수 있다.
용강 유출 현상은 용강이 적정 주입량보다 과량 주입되거나 과속 주입된 경우, 엔드커버(103, end cover)의 통기구(107)를 통해 넘쳐 흐름으로서 발생 될 수 있다. 또한, 금형(100)의 내연면과 엔드커버(103)가 접촉되는 부분인 합형부(50)가 이격되어 그 틈새로 용강이 침투되면서 외부로 용강이 유출될 수 있다. 용강이 유출되면 설비뿐만 아니라 작업자의 안전을 심각하게 위협하게 된다.
주입컵(200)은 래들(300)로부터 용강(M)을 제공받는다. 주입컵(200)의 하단 일측에는 수평으로 연장된 관통 형태의 주입관(203)이 형성되어 주입컵(200)에서 금형(100) 내부로 용강(M)을 공급시킬 수 있다. 주입컵(200)의 하단부에는 이동수단이 형성되어 주입컵(200)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
이동수단은 래들(300)로부터 용강(M)을 효과적으로 수용하기 위해 주입컵(200)의 위치를 이동시킬 수 있다. 또한 이동수단은 주입관(203)을 통해 금형(100) 내로 공급되는 용강(M)의 퍼짐성을 높이기 위해 주입컵(200) 및 주입관(203)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 용강(M)의 주입양은 얻고자하는 주조품의 두께에 따라 달라질 수 있다. 용강(M)의 주입양이 많은 경우, 주입컵(200) 및 주입관(203)을 반복적으로 수평 이동시킴으로서 용강의 퍼짐성을 향상시킬 수 있다.
금형(100)은 수평방향으로 형성된 원통 형태일 수 있다. 금형의 양 끝단에는 금형(100) 내로 주입된 용강의 유출을 막고 주조품의 두께를 확보하기 위한 엔드커버(103)가 형성된다.
엔드커버(103)는 도넛(구멍이 뚤린 원) 형상일 수 있다. 엔드커버(103)는 제1 엔드커버(103a)와 제2 엔드커버(103b)로 각각 형성될 수 있다. 제1 엔드커버(103a)의 중심에는 주입구(108)가 형성되어 있다. 주입구(108)는 제1 엔드커버(103a)의 내경(104)을 지칭하는 것일 수 있다. 제1 엔드커버(103a)의 외경(105)은 금형(100)의 내연부(102)에 대응되도록 형성된다. 제1 엔드커버(103a)의 주입구(108)는 주입관(203)의 삽입과 이동이 용이하도록, 제조 장치에 사용되는 주입관(203) 직경의 1.5 내지 2배의 크기로 형성될 수 있다. 주입구(108)의 크기가 주입관(203)에 비하여 1.5배 미만이면, 주입구(108)를 통한 주입관(203)의 이동이 용이하지 않을 수 있다. 주입구(108)의 크기가 주입관(203)에 비하여 2배 초과이면, 주입구(108)와 주입관(203) 사이의 공간으로 금형(100) 내부의 열기와 가스가 과다유출 될 수 있다. 또한 용강이 넘치는 현상이 발생할 수도 있다.
제2 엔드커버(103b)의 중심에는 통기구(107)가 형성되어 있다. 통기구(107)는 제2 엔드커버(103b)의 내경(104)을 지칭하는 것일 수 있다. 제2 엔드커버(103b)의 외경(105) 또한 금형(100)의 내연부(102)에 대응되도록 형성된다. 제2 엔드커버(103b)의 내경(104)은 작업 조건에 따라 임의로 선택적으로 형성될 수 있다.
상세하게는, 제1 과 제2 엔드커버(103)의 크기는 얻고자 하는 주조품에 따라 가변적으로 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 엔드커버(103)의 둘레는 금형(100)의 내연부(102)에 대응되도록 형성될 수 있다. 또한, 엔드커버(103)의 내경은 제1 엔드커버(103a)보다 제2 엔드커버(103b)의 내경이 작게 형성되는 것이 용강의 유출을 방지하는데 유리하다. 구체적으로,는 주입구(108)보다 통기구(107)가 작게 형성될 수 있다.
상기된 엔드커버(103)의 형상은 도 2의 사진으로 확인할 수 있다.
롤러(400)와 모터(500)는 금형(100)을 회전시키기 위한 구동수단으로서 금형(100)의 하단에 형성될 수 있다.
롤러(400)는 금형(100) 하단에 밀착 형성될 수 있다. 롤러(400)는 금형(100)의 길이에 따라 복수 개가 이격 설치되는 것이 가능하다. 모터(500)의 가동에 의하여 롤러(400)가 금형(100)을 회전시키면서 원심력이 발생된다. 원심력은 금형(100) 내부의 용강의 퍼짐성을 좋게 할 수 있고 불순물이 효과적으로 분리 제거되도록 할 수 있다.
도 3은 수평 원심주조법에 의한 롤 제조 장치에서 금형(100)과 엔드커버(103)의 결합 형태를 설명하기 위한 도 1의 A부분의 확대도이다.
금형(100)에 엔드커버(103)를 결합하는 공정을 합형공정이라고 한다. 구체적으로, 합형공정은 도넛 형상의 엔드커버(103)를 금형(100)의 양 끝단의 내연면(102)에 대응되도록 결합하는 공정이다.
엔드커버(103)와 금형(100)의 내연면(102)이 접촉되는 부위를 합형부(50)라고 한다. 합형부(50)에서 이격이 형성되면 용강이 유출되는 현상이 발생 될 수 있으므로 상기 합형 공정은 매우 정확히 이루어져야 한다. 또한, 합형부(50)에서 용강 유출 발생을 방지하기 위하여 금형(100)과 엔드커버(103) 및 합형부(50)의 상단에 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 코팅층에 관하여는 도 5에 대한 설명으로 후술한다.
금형(100)은 원통 형상일 수 있다. 금형(100)의 양 끝단, 즉 금형(100) 내연부의 바깥쪽(102)은 엔드커버(103)의 결합과 고정이 유리하도록 금형(100)의 내연부의 안쪽(101)에 비하여 내경(104)이 소폭 더 넓게 형성된다.
엔드커버(103)는 금형(100) 내연부(101, 102)의 내경의 차이에 의하여 위치가 고정될 수 있다. 구체적으로는 외부에서 삽입되는 엔드커버(103) 둘레가 내경이 작은 금형(100) 내연부 안쪽(101) 부분에 걸려 더 이상 안쪽(101)으로 들어가지 못하고 금형(100) 내연부 바깥쪽(102)에 고정될 수 있다. 엔드커버(103)의 둘레는 금형(100)의 내연부 바깥쪽(102) 면과 대응하여 밀착 형성될 수 있다.
엔드커버(103)의 내측, 즉 용강과 직접 닿는 부분은 캐스타블(113)로 채워질 수 있다. 구체적으로 엔드커버(103)의 내측의 내경(104) 둘레와 외경(105) 둘레 사이에 캐스타블(113)이 채워질 수 있다. 캐스타블(113)은 알루미나(Al2O3)를 90%이상 포함할 수 있다. 상세하게는 캐스타블(113)은 용강과 직접 닿는 부분에 형성되어 엔드커버(103)의 손상을 방지하며, 엔드커버(103)가 다회 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다. 캐스타블(113)이 용강에 의하여 손상되면 엔드커버(103)가 재사용되지 못하고 교체될 수 있다.
엔드커버(103)의 외측에는 엔드커버(103)를 지지하기 위한 고정핀(109)이 형성될 수 있다. 고정핀(109)은 엔드커버(103) 결합 시, 엔드커버(103)의 외측과 접하면서 금형(100) 일측의 홈(119)에 끼워지는 형태로 형성될 수 있다. 고정핀(109)의 형성에 의하여 엔드커버(103)가 금형(100) 내연면과 더욱 밀착되도록 고정되는 것이 가능하다. 고정핀(109)은 엔드커버(103) 분리 시, 끼워졌던 홈(119)에서 탈착되도록 형성될 수 있다.
도 1과 도 2의 설명에서 전술한 바와 같이 금형(100) 양 끝단의 엔드커버(103)는 제1 엔드커버(103a)와 제2 엔드커버(103b)로 구별할 수 있다.
제1 엔드커버(103a)는 제2 엔드커버(103b)에 비하여 크고, 주입구(108)가 형성되어 있다. 주입구(108)를 통하여 주입관(203)의 삽입과 이동이 이루어질 수 있다. 제2 엔드커버(103b)는 제1 엔드커버(103a)에 비하여 작고, 통기구(107)가 형성되어 있다. 통기구(107)를 통하여 주조 공정에서 발생되는 열기와 가스(gas)가 배출될 수 있다. 통기구(107) 통하여 열기와 가스를 배출함으로서 주조품에 기공이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법을 도시한 순서도이다.
본 순서도를 참조하면, 원심조주금형 합형부의 실링재 시공방법은 금형 내연면(101)에 실리카계 도형제를 도포하여 실리카 코팅층(20)을 형성하는 단계와 상기 금형의 엔드커버의 내부 표면에 지르콘계 도형제를 도포하여 1차 지르콘 코팅층(30)을 형성하는 단계 및 상기 금형과 엔드커버의 합형부(50)에 실링재(10)를 채워넣어 실링된 합형부(50)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
실리카(SiO2) 코팅층(20)은 금형(100) 내연면에 형성된다. 실리카(SiO2) 코팅층(20)은 99% 이상의 실리카(SiO2)와 나머지 잔부는 알루미나(Al2O3)와 산화제이철(Fe2O3)이 포함되는 기타불순물로 이루어지는 실리카계 도형제를 이용하여 형성시킬 수 있다. 실리카 코팅층(20)은 실리카계 도형제를 3 ∼ 5 mm 두께로 도포하여 형성시킬 수 있다. 실리카 코팅층(20)의 두께가 3mm 미만이면, 실리카 코팅층(20)과 주조품이 부착되는 현상이 발생 될 수 있다. 실리카 코팅층(20)의 두께가 5mm 초과이면, 실리카 코팅층(20) 표면의 불균일 정도가 심하여 주조품에 결함을 발생시킬 수 있다.
1차 지르콘(ZrSiO4) 코팅층(30)은 엔드커버(103) 내측에 형성된다. 구체적으로는 엔드커버(103) 내측의 캐스타블(113) 표면에 형성될 수 있다. 1차 지르콘(ZrSiO4) 코팅층(30)은 38 ∼ 45 중량%의 지르코니아와 24 ∼ 28 중량%의 실리카 및 30 ∼ 38 중량%의 수분이 포함되는 지르콘계 도형제를 이용하여 형성시킬 수 있다. 지르콘계 도형제는 기타불순물이 더 포함될 수 있다. 기타불순물은 알루미나와 산화제이철이 포함될 수 있다. 1차 지르콘 코팅층(30)은 지르콘계 도형제를 1 ∼ 1.5 mm 두께로 도포하여 형성시킬 수 있다. 지르콘 코팅층의 두께가 1mm 미만이면, 1차 지르콘 코팅층(30)과 주조품이 부착되는 현상이 발생되어 주조품의 탈사(분리)가 용이하지 않을 수 있다. 1차 지르콘 코팅층(30)의 두께가 1.5mm 초과이면, 1차 지르콘 코팅층(30) 표면의 불균일 정도가 심하여 주조품에 결함을 발생시킬 수 있다. 지르콘계 도형제는 0.05 mm 이하 입도 범위의 지르코니아와 실리카 분말을 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함하여 형성될 수 있다. 상기 분말들의 입도 범위가 0.05 mm 보다 큰 입자의 함유량이 많아지면, 제조된 지르콘계 도형제가 거칠어지고 부착력이 떨어질 수 있다.
실링은 합형부(50)를 중심으로 상기 실리카(SiO2) 코팅층(20)과 1차 지르콘 코팅층(30)의 상단면에 이루어질 수 있다.
실링재(10)는 지르콘사(Zircon Sand)와 지르콘계 도형제가 중량 % 기준으로 3:7 ∼ 5:5 비율로 배합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
지르콘사(Zircon Sand)와 지르콘계 도형제가 중량 % 기준으로 3:7 ∼ 5:5 비율인 것을 기준으로 지르콘사(Zircon Sand)의 비율이 많아지면 실링재(10)의 접착력이 낮아져 주조 시 실링재(10)가 탈락되어 주조품에 유입되어 불량을 발생시킬 수 있다. 지르콘사(Zircon Sand)와 지르콘계 도형제가 중량 % 기준으로 3:7 ∼ 5:5 비율인 것을 기준으로 지르콘계 도형제의 비율이 많아지면 지르콘계 도형제의 점도가 높아서 지르콘사(Zircon Sand)와 지르콘계 도형제가 균일하게 배합되지 않을 수도 있다.
지르콘사(Zircon Sand)는 지르코니아(ZrO2)에 27 ∼ 37 중량%의 실리카 및 기타불순물이 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. 기타불순물은 알루미나와 산화제이철이 포함될 수 있다. 또한, 지르콘사(Zircon Sand)에 포함되는 지르코니아(ZrO2)와 실리카(SiO2) 분말은 0.25 mm 이하 입도 범위의 입자가 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 분말들의 입도 범위가 0.25mm 보다 큰 입자의 함유량이 상기된 기준보다 많아지면, 제조된 실링재(10)가 거칠어지고 부착력이 떨어질 수 있다.
실링재에 포함되는 지르콘계 도형제의 특징은 1차 지르콘 코팅층을 형성시킨 지르콘계 도형제와 같다. 더욱 상세하게는, 지르콘계 도형제의 비중은 70 ∼ 75 보메도 범위에 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. 지르콘계 도형제의 비중이 70 보메도 보다 작은 경우, 상기 지르콘계 도형제의 유동성이 증가되어 이를 이용하여 제조된 실링재(10)가 합형부(50)에 고정되지 못하고 주변으로 퍼지거나 흘러내리는 현상이 발생할 수 있다. 지르콘계 도형제의 비중이 75 보메도 보다 큰 경우, 실링재(10)의 제조 시, 지르콘사(Zircon Sand)와 지르콘계 도형제의 배합이 잘 이루어지지 않을 수 있다. 또한 이를 이용하여 제조된 실링재(10)의 부착력이 낮아져 실링 후 실링재(10)의 탈락 현상이 발생할 수 있다. 지르콘계 도형제는 겔 형태로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 지르콘계 도형제는 점성이 있는 점토 또는 찰흙 형태인 것도 가능하다.
상기된 방법에 의한 조성물을 적용하여 발명의 일실시 예인 원심주조금형 합형부(50)의 실링재(10)가 제조될 수 있다.
실링되는 범위는 주조에 사용되는 금형(100)의 크기와 작업환경에 따라 달라질 수 있다. 실링 형태는 합형부(50)를 메우기에 적합한 형태라면 그 범위와 두께(d)에 관계없이 가능하다. 구체적으로는 실링재는 합형점에서 실링재 표면까지의 가장 가까운 길이가 2.5 ∼ 3.5 mm가 되도록 하는 두께로 합형부에 채워넣는 것이 주조품의 주조와 탈사(분리)에 용이할 수 있다. 실링재의 두께가 2.5 mm 미만이면, 실링을 이용한 용강의 유출 방지효과가 낮아질 수 있다. 또한 주조품과 금형의 탈사(분리)가 용이하지 않을 수 있다. 실링재의 두께가 3.5 mm 초과이면, 실링재가 용강의 열기에 의하여 변형되는 정도가 커서 주조품의 형태에 영향을 줄 수 있다.
금형(100)과 엔드커버(103)의 효과적인 밀착 형성을 위하여 2차 지르콘 코팅층(40)이 추가적으로 더 형성될 수 있다.
2차 지르콘 코팅층(40)은 실링재(10) 상단에 형성된다. 구체적으로는 금형(100) 내부와 엔드커버(103) 내부의 실리카(SiO2) 코팅층(20), 1차 지르콘 코팅층(30) 및 합형부(50) 실링재(10)의 상단면에 걸쳐 형성될 수 있다. 2차 지르콘 코팅층(40)은 1차 지르콘 코팅층(30)에 포함된 지르콘계 도형제를 이용하여 형성시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 수평 원심주조법에 의한 금형과 엔드커버(103) 내부에 형성된 코팅층과 합형부(50)의 실링된 모습을 보여주기 위한 도 3의 B부분의 확대도이다.
본 도면을 참조하면, 금형의 내연면에는 실리카 코팅층이 형성될 수 있다. 금형의 엔드커버의 내측면, 즉 캐스타블 표면에는 1차 지르콘 코팅층이 형성될 수 있다. 실리카 코팅층과 1차 지르콘 코팅층이 만나는 모서리 부분에는 실링재가 형성될 수 있다. 실리카 코팅층과 실링재 및 1차 지르콘 코팅층의 표면 상단에는 2차 지르콘 코팅층이 연장 형성될 수 있다.
도 4의 설명에서 전술 한 바와 같이, 엔드커버(103)와 금형(100)의 내연면(102)이 접촉되는 부분을 합형부(50)라고 한다. 실리카(SiO2) 코팅층(20)과 1차 지르콘 코팅층(30)은 합형부(50)에서 서로 부착되면서 합형부(50)의 틈새를 막아주어 금형(100)과 엔드커버(103)가 밀착 형성되도록 할 수 있다. 또한 용강이 합형부(50)의 틈새로 유출되는 현상을 방지할 수 있다. 또한 금형(100)에서 주조품을 분리시, 주조품의 탈사(분리)가 용이하도록 할 수 있다.
그러나, 엔드커버(103) 내부의 캐스타블(113) 상단에 도포한 1차 지르콘 코팅층(30)의 표면은 균일하지 않을 수 있다. 또한 실리카(SiO2) 코팅층(20)과 1차 지르콘 코팅층(30)이 불규칙하고 지속적인 열에 의하여 변형되는 현상이 발생 될 수 있다. 상기 코팅층의 변형으로 합형부(50)에서 틈새가 발생 될 수 있다. 틈새가 발생되면, 용강 주입 시, 그 틈새로 용강이 침투되어 용강 유출 현상이 발생 될 수 있다.
합형부는 금형(100)과 엔드커버(103)의 더욱 효과적인 밀착 형성과 이격 방지를 위하여 본 발명에 의한 실링재 시공방법을 이용하여 실링 시킬 수 있다. 합형부(50)는 용강이 유출되는 것을 방지하기 위하여 본 발명에 의한 실링재 시공방법을 이용하여 실링 시킬 수 있다.
실링재(10)는 합형부(50) 뿐만 아니라 금형(100) 내부에서 합형부(50) 주변의 틈새를 메우는데 사용되는 것이 가능하다. 또한, 금형(100)과 엔드커버(103)의 이격을 방지하기 위해 이음재로 사용되는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 일 실시예와 관련된 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법에 의하면, 수평 원심주조금형의 합형부에서 금형의 내연면과 엔드커버가 접촉되는 합형부를 실링함으로서 합형부의 이격이 발생되는 것을 방지하고, 용탕 주입 시, 실링재가 탈락 되거나 주조품에 혼입되는 것을 방지할 수 있는 실링재 시공방법을 제공할 수 있다. 또한, 용탕의 유출을 사전에 방지하여 조업의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10: 실링재 20: 실리카 코팅층
30: 1차 지르콘 코팅층 40: 2차 지르콘 코팅층
50: 합형부 51: 합형점
100: 금형(mold) 101: 금형 내연부 안쪽
102: 금형 내연부 바깥쪽 103: 엔드커버(end cover)
103a: 제1 엔드커버 103b: 제2 엔드커버
104: 엔드커버 내경 105: 엔드커버 외경
107: 통기구 108: 주입구
109: 고정핀 113: 캐스타블
119: 고정핀 홈 200: 주입컵
203: 주입관 300: 래들
400: 롤러 500: 모터
d: 실링재 두께 M: 용강

Claims (12)

  1. 금형 내연면에 실리카계 도형제를 도포하여 실리카 코팅층이 형성되는 단계;
    상기 금형의 양 끝단에 형성된 엔드커버의 내부 표면에 지르콘계 도형제를 도포하여 1차 지르콘 코팅층이 형성되는 단계; 및
    상기 금형과 엔드커버의 합형부에 실링재를 채워넣어 실링된 합형부가 형성되는 단계;를 포함하는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실리카 코팅층은, 실리카계 도형제를 3 ∼ 5 mm 두께로 도포하여 형성되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 실리카계 도형제는, 99 중량% 이상의 실리카, 및 알루미나와 산화제이철이 포함되는 기타불순물로 이루어지는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 지르콘 코팅층은, 지르콘계 도형제를 1 ∼ 1.5 mm 두께로 도포하여 형성되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 지르콘계 도형제는, 38 ∼ 45 중량%의 지르코니아, 24 ∼ 28 중량%의 실리카, 및 30 ∼ 38 중량%의 수분이 포함되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 지르콘계 도형제는, 0.05 mm 이하 입도 범위의 지르코니아와 실리카 분말이 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 합형부를 형성하는 단계는,
    지르콘사와 상기 지르콘계 도형제를 중량% 기준으로 3:7 ∼ 5:5 비율로 배합하여 실링재가 제조되는 단계를 더 포함하는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 지르콘사는, 지르코니아에 27 ∼ 37 중량%의 실리카 및 기타불순물이 포함되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 지르콘사는, 0.25 mm 이하 입도 범위의 지르코니아와 실리카 분말이 전체 중량을 기준으로 99% 이상 포함되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 합형부는, 합형점에서 실링재표면까지의 가장 가까운 길이가 2.5 ∼ 3.5 mm가 되도록 하는 두께로 상기 실링재를 상기 합형부에 채워넣어 형성되는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 합형부를 형성하는 단계는,
    상기 실리카 코팅층과 1차 지르콘 코팅층 및 실링된 합형부의 상단면에 상기 지르콘계 도형제를 연장 도포하여, 2차 지르콘 코팅층이 형성되는 단계를 더 포함하는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기의 전체 단계는 120 ∼ 150 ℃의 온도범위에서 이루어지는 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법.
KR1020110008717A 2011-01-28 2011-01-28 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법 KR101235607B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008717A KR101235607B1 (ko) 2011-01-28 2011-01-28 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008717A KR101235607B1 (ko) 2011-01-28 2011-01-28 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120087493A KR20120087493A (ko) 2012-08-07
KR101235607B1 true KR101235607B1 (ko) 2013-02-21

Family

ID=46873031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110008717A KR101235607B1 (ko) 2011-01-28 2011-01-28 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101235607B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101966311B1 (ko) * 2017-09-04 2019-04-08 김성규 주조품의 전장가변이 가능한 원심주조장치
CN114653917B (zh) * 2022-03-07 2023-09-26 山东嘉来顿机械科技有限公司 一种缸套加工方式
KR102441271B1 (ko) 2022-04-20 2022-09-07 주식회사 화인특장 원격 폼액 유량제어시스템이 구비된 소방펌프차량

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004122159A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Nippon Chutetsukan Kk 断熱層を備えた遠心鋳造用注湯部材及びその断熱層形成方法
JP2004167559A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Honda Motor Co Ltd 塗型材の塗布方法
KR100630866B1 (ko) * 2004-12-09 2006-10-02 한국생산기술연구원 금속주형용 내구성 복합도형재

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004122159A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Nippon Chutetsukan Kk 断熱層を備えた遠心鋳造用注湯部材及びその断熱層形成方法
JP2004167559A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Honda Motor Co Ltd 塗型材の塗布方法
KR100630866B1 (ko) * 2004-12-09 2006-10-02 한국생산기술연구원 금속주형용 내구성 복합도형재

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120087493A (ko) 2012-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8061409B2 (en) Mold
CN103586413B (zh) 一种多型腔结构件的精密铸造方法
JP2016514056A5 (ko)
KR101235607B1 (ko) 원심주조금형 합형부의 실링재 시공방법
CN101618429A (zh) 一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法
CN104117631A (zh) 提高机体主油道铸孔质量的方法和装置
JP5634665B2 (ja) タイヤ成形金型の鋳造装置およびこれを用いたタイヤ成形金型の鋳造方法
KR101410183B1 (ko) 벌크형 몰드 플럭스 공급방법
KR101204911B1 (ko) 원심주조금형 합형부의 실링재 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실링재
CN205393465U (zh) 一种铸件细长孔成型砂芯结构
JP5814440B2 (ja) タイヤ成形金型の鋳造装置およびこれを用いたタイヤ成形金型の鋳造方法
CN101422809B (zh) 空心铸件的补缩方法
JP5814441B2 (ja) タイヤ成形金型の鋳造装置およびこれを用いたタイヤ成形金型の鋳造方法
CN201275597Y (zh) 空心铸件的补缩铸型
JP6304248B2 (ja) 鋳造物品の製造方法及び鋳造装置
CN108311687A (zh) 一种长水口的制造方法
CN211248314U (zh) 连铸中间包上水口钢水封堵工具
CN103506579B (zh) 一种浇口盆
JP2006231397A (ja) アルミキルド鋼の連続鋳造方法
JP6172456B2 (ja) 発泡砂を用いた砂型の成形方法、成形用金型及び砂型
US20090218067A1 (en) Lost-wax method associated with piezocrystallization and a device for carrying out said method
CN105492143A (zh) 双重铸造方法和设备
CN104209471A (zh) 三连体壳体铸件的制备方法
JP2010131612A (ja) パイプの鋳込み方法
CN210936999U (zh) 铸造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160128

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170202

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180206

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190123

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200120

Year of fee payment: 8