KR101297337B1

KR101297337B1 - 주조품의 불량을 감소시키기 위한 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101297337B1
Application number: KR1020120008233A
Authority: KR
Inventors: 심재영
Original assignee: 심재영
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-08-20
Also published as: KR20130087164A

Abstract

본 발명은 주조 과정 중에 주조시 발생되는 누탕을 방지하고, 유해 가스를 발출시키며, 중자와 중자 사이, 중자와 외형 사이의 치수를 보정하고, 사락 발생 방지, 고온 용탕 주입시 중자와 주형이 평창에 의해 부서지는 현상을 막아 주기 위해 사용되는 세라믹 개스킷에 관한 것으로서, 본 발명의 주조 공정에서 주형 및 중자에 부착되는 세라믹 개스킷은, 완충성과 다공성 및 내열성을 지니며, Al₂O₃ 43~51%와 SiO₂ 49~57%의 화학적 조성을 지니며 세라믹 원료에 펄프 성분을 함유시켜 제조된 세라믹 페이퍼를 일면에 레진처리하고, 150∼200℃에서 약 3~4시간 동안 열처리하여 제조된다.

Description

주조품의 불량을 감소시키기 위한 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법{CERAMIC GASKET FOR REDUCING CASTING DEFECTS AND ITS MAKING METHOD}

본 발명은 주조품의 불량을 감소시키기 위한 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 주조품을 제조함에 있어서 금속 용탕을 금형 또는 사형에 주입하여 주조품을 제작하는 과정에서 발생되는 주조품의 불량을 감소시키기 위해 사용되는 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

금속은 고체 상태를 고온가열하면 액체 상태(용탕)이 된다. 이 용해된 금속을 준비된 형틀에 주입하여 주물을 만든다. 주물을 만드는 작업을 주조(casting)라 하고, 용해된 금속(용탕)을 주입하는 형을 주형(mould)이라 한다.

주물은 우리들의 일상생활과 밀접한 관계가 있는 자동차의 엔진, 엔진 블럭, 엔진 헤드, 차량 등의 몸체 및 부품, 각종 기계 등의 제작시 사용되며, 그 용도가 대단히 광범위하다. 주물을 제작할 때 일반적으로 모형을 만들고, 이것을 사용하여 다시 모래 또는 금속으로 주형을 만든다. 주형에는 금속형과 사형이 있으나, 제작시 필요에 따라 모래 주형(사형) 또는 금속 주행(금형) 등이 사용될 수 있다.

주물 작업 공정은 일반적으로 "모형-> 주형-> 주조(원재료인 금속을 용해시켜 주입)-> 형 해체-> 모래제거-> 주물품 완성"의 과정을 거쳐 주조품을 제작하게 된다.

그러나, 종래의 주물 작업 공정에서는 유동성을 지니는 고온의 용탕이 주입됨으로, 중자 및 외형에서 발생되는 유해가스 발생, 고온 팽창에 의한 치수변화 및 파손, 틈새로의 누탕발생, 가스 배출 통로로 유탕 유입 등, 주조품의 생성에 있어 불량품의 증가를 일으키는 문제점이 있어 왔으며, 이에 대한 해결책은 각 주조업자의 개인적인 경험칙에 의해 해결하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주조 공정시 발생되는 누탕을 방지하고, 주조과정에서 발생된 가스의 원활한 배출을 도모하고, 중자와 중자, 중자와 외형 합형시에 치수를 보정함과 동시에, 중자와 중자와의 합형시에 서로 부딪혀 모래가 떨어지는 사락을 방지하고, 용탕 주입시 주형이나 중자가 고온에서 팽창이나 변형이 발생하여 파손되는 현상을 방지하는 등 주조품의 불량을 방지하기 위해서 사용되는 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 주조 공정에서 주형 및 중자에 부착되는 세라믹 개스킷은, 완충성과 다공성, 내열성을 지니며, Al₂O₃ 43~51%와 SiO₂ 49~57%의 화학적 조성을 지니며 세라믹 원료에 펄프분을 함유시켜 제조된 세라믹 페이퍼를 일면에 레진처리하고, 150∼200℃에서 약 3~4시간 동안 열처리한 개스킷이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 주조 공정에서 주형 및 중자에 부착되는 세라믹 개스킷의 제조방법에 있어서, Al₂O₃ 43~51%와 SiO₂ 49~57%의 화학적 조성을 지니며 세라믹 원료에 펄프분을 함유시켜 제조된 세라믹 페이퍼의 일면에 레진처리하는 단계, 상기 레진 처리된 세라믹 페이퍼를 이형종이에 부착하는 단계, 수분 및 유해 가스의 증발을 위해서 로에서 150∼200℃에서 약 3~4시간 동안 열처리하는 단계, 및 미리 정해진 다양한 형상으로 재단하는 단계를 포함한다.

이상에서 상술한 바와 같은 세라믹 개스킷은 주조과정 중에 주형 또는 중자에 부착되어, 주조시 발생되는 누탕을 방지하고, 유해 가스를 발출시키며, 중자와 중자 사이, 중자와 외형 사이의 치수를 보정하고, 사락 발생 및 고온 팽창에 의한 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 주조 금형의 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 세라믹 개스킷의 제조방법.

이하에서는 본 발명의 주조품의 불량을 감소시키기 위한, 세라믹 개스킷 및 이의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 주조 과정 중에 주조시 발생되는 누탕을 방지하고, 유해 가스를 발출시키며, 중자와 중자 사이, 중자와 외형 사이의 치수를 보정하고, 사락 발생을 방지하기 위해서, 주형 사이의 틈새, 가스 배출 통로, 쇠물 누출 틈새, 중자의 외면, 주형의 내면 등에 각각에 미리 정해진 형상의 세라믹 개스킷이 부착된다.

세라믹 개스킷은 세라믹 원료에 펄프분을 함유시켜 초지기로 제조한 종이인 세라믹 페이퍼(ceramic paper)를 소정의 시간과 소정의 온도에서 열처리하여 사용 목적 내지 사용 용도에 맞춰 일정한 형상으로 제작된, 주조 공정시의 중자 또는 주형에 부착되는 개스킷을 의미한다. 여기서, '중자(core)'는 주물 중공부를 만들기 위하여, 주형과는 별도로 하나의 주형을 만들되 이것을 주형의 중공부에 끼워 넣는 것으로, '심코어'라고도 한다.

"세라믹 개스킷"의 제조시에 사용되는 '세라믹 페이퍼(ceramic paper)'는 세라믹 원료에 펄프분을 함유시켜 초지기로 제조한 종이이다. 일예로, Al₂O₃ 43~51%와 SiO₂ 49~57%의 화학적 조성을 가지나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 세라믹 페이퍼의 중량 가운데 무기물이 70~80%이며, 펄프보다는 세라믹이 주이다.

세라믹 개스킷은 두께 약 2~3mm정도이나, 주조과정에서는 주형 또는 중자에 부착 삽입된 후 약 0.2mm 정도로 수축되어 거의 무시할 정도로 압축되게 된다.

세라믹 개스킷은 약 600℃ 정도의 내화도(내열성)를 지니며, 스폰지와 같은 완충성을 지님과 동시에, 수많은 기공을 갖는 다공성을 지니고 있음으로, 주조 과정에서 발생된 가스는 배출되나 주조시 작은 틈새로 용탕이 흐르는 것을 차단하는 역할을 하게 되어, 누탕방지 및 가스 발출 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다. 또한, 세라믹 개스킷은 통상 약 2~3 mm정도의 두께를 가지나 압축에 의해 0.2mm로 압축되어 완충제로서의 역할을 함으로, 중자와 금형에 삽입되어 정확한 치수로 보정하는 역할을 하게 된다. 또한, 중자의 외면에 부착되어 사형을 보호함으로써 사형끼리 서로 부딪힘으로써 사형에서 모래가 떨어져 나가는 사락 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다. 그리고, 용탕 주입시에는 얇은 중자들이 고온 평창에 의해 주형 내에서 파손되는 것을 방지하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 주조 금형의 단면 개략도이다.

도 1에서는 세라믹 개스킷이 가스 배출 통로 및 쉿물(용탕) 통로에 부착된 모습을 도시하였으나, 이외에도 주형 및 중자의 내외면에도 부착되어 완충제의 역할로서 치수를 보정하고 사락을 방지하게 된다.

다음으로, 도 2와 관련하여 세라믹 개스킷의 제조방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

먼저, Al₂O₃ 43~51%와 SiO₂ 49~57%의 화학적 조성을 가진 세라믹 테이프의 일면에 레진 처리가 이루어진다(S100). 레진 처리는 일면을 이형 종이에 부착하기 위함이며, 레진 처리된 면이 추후에 금형(주형, 중자)에 부착되도록 하기 위해서이다. 즉, 레진처리의 궁극적인 목적은 제조된 세라믹 개스킷을 금형 내에 부착하여 개스킷으로서 역할을 수행하도록 하기 위해서이다.

다음으로, 레진 처리된 세라믹 페이퍼를 이형종이에 부착하게 된다(S100). 이형 종이의 일면은 실리콘로 코팅되어 있는 데, 이 부분에 레진 처리된 세라믹 테이프의 면이 부착되게 된다.

그런 다음, 세라믹 테이프가 부착된 이형 종이를 로에 넣어, 150∼200℃에서 약 3~4시간 동안 열처리를 실시한다(S300). 열처리를 실시하는 이유는 세라믹 테이프 내에 존재하는 수분과 유해 성분을 증발시켜, 주조 공정시에 수분과 유해 성분으로 인한 주조품에 불량이 발생되는 것을 방지하기 위해서이다.

그런 후, 마지막으로 사용목적에 맞게 다양한 형상으로 재단하게 된다(S400). 세라믹 개스킷의 두께는 대략 2~3mm 정도인데, 형상은 띠형상, 원판형상, 링 형상 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 이처럼 다양한 형상을 가지는 이유는 세라믹 개스킷이 부착되는 주형 또는 중자의 모양이나 형상에 따라서 다양하게 변화되기 때문이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다

10: 탕구 및 탕도
12: 가스 빼기
20: 세라믹 개스킷

Claims

주조 공정에서 주형 및 중자에 부착되는 세라믹 개스킷에 있어서,
쿠션성과 다공성 및 내열성을 지니며, 세라믹 원료에 펄프분을 함유시켜 제조된 세라믹 페이퍼를 일면에 레진처리하고, 150∼200℃에서 3~4시간 동안 열처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 세라믹 개스킷.
주조 공정에서 주형 및 중자에 부착되는 세라믹 개스킷의 제조방법에 있어서,
세라믹 원료에 펄프 성분을 함유시켜 제조된 세라믹 페이퍼의 일면에 레진처리하는 단계,
상기 레진 처리된 세라믹 페이퍼를 일면이 실리콘으로 코팅된 이형종이에 부착하는 단계,
수분 및 유해 가스의 증발을 위해서 로에서 150∼200℃에서 3~4시간 동안 열처리하는 단계, 및
미리 정해진 형상으로 재단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 개스킷의 제조방법.