KR101495849B1 - Eco magnesium alloy manufacturing method and manufacturing apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

에코 마그네슘 합금 제조방법과 제조장치에 관한 것으로, SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품 제조할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명은, 에코 마그네슘 합금 제조방법의 경우, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니에 장입하여 용융하는 단계와, 용융된 마그네슘 합금 용탕에 난연화를 위해 칼슘을 첨가하는 단계와, 용융된 마그네슘 합금 용탕에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가하는 단계와, 칼슘, 희토류 금속이 첨가된 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 주조품을 성형하는 단계와, 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하기 직전에 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계를 포함하여 이루어진다. The present invention relates to a method and an apparatus for producing an eco-magnesium alloy, and it is an object of the present invention to provide an eco-magnesium alloy manufacturing method and an apparatus for manufacturing the eco-magnesium alloy which can reduce the use of a protective gas such as SF 6 extremely, Extraction and discharge, thereby producing an environment-friendly and high-quality casting product.
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an eco-magnesium alloy, comprising the steps of charging pure magnesium or magnesium alloy into a crucible and melting the molten magnesium alloy, adding calcium to the molten magnesium alloy melt to soften the magnesium alloy, Adding a rare earth metal to reinforce the strength of the molten magnesium alloy; injecting a molten magnesium alloy melt containing calcium and a rare earth metal into the mold to form a cast article; and injecting the magnesium alloy melt from the magnesium alloy melt And extracting and discharging.

Description

에코 마그네슘 합금 제조방법과 제조장치{ECO MAGNESIUM ALLOY MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an eco-magnesium alloy manufacturing method and an apparatus for manufacturing the eco-

본 발명은 마그네슘 합금에 관한 것으로, 특히 SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조하는데 적당한 에코 마그네슘 합금 제조방법과 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a magnesium alloy, and more particularly, it relates to a magnesium alloy which can extremely reduce the use of a protective gas such as SF 6 , increase the ignition temperature, improve the flame retardancy and enhance the mechanical strength, and quickly and effectively extract the gas contained in the magnesium alloy melt To an eco-magnesium alloy manufacturing method and apparatus suitable for producing eco-friendly and high-quality castings.

최근 들어 플라스틱(plastics)의 대체물로서 경량 금속인 마그네슘 및 마그네슘 합금(이하, 마그네슘 합금)이 크게 각광을 받고 있다. 마그네슘 합금은 철과 대비해보면 그 우수성을 알 수 있는데, 마그네슘 합금은 휨, 비강도가 철의 8.3 배이고 휨, 비강성은 철의 18.13 배일 정도로 우수한 기계적 성질을 갖고 있다. 또한 플라스틱(plastics)과 대비해보면 리사이클(recycle)성, 전자 실드(shield)성, 내열성, 방열성, 강도, 강성 측면에서 모두 플라스틱(plastics)을 능가하며, 촉감이나 미관의 경우에도 플라스틱(plastics)보다 고급스런 느낌을 전달해준다. In recent years, magnesium and magnesium alloys (hereinafter referred to as " magnesium alloys "), which are light metals, have been widely popular as substitutes for plastics. Magnesium alloy has excellent mechanical properties compared to iron. Magnesium alloy has 8.3 times of flexural strength, nonspecific strength of iron, and 18.13 times of flexural strength and non-rigidity of iron. In comparison with plastics, it is superior to plastics in terms of recyclability, shielding, heat resistance, heat resistance, strength and stiffness, and is superior to plastics in the sense of touch or aesthetics. It delivers a sense of luxury.

나아가, 상기 마그네슘(magnesium)은 알루미늄과 철에 이어 자원량이 풍부한금속인데 특히 해수중에 0.13%정도 포함되어 있는 것은 물론 마그네사이트나 백운석(dolomite) 등에 포함되어 있을 정도로 자원량이 풍부한 장점이 있다. Furthermore, the magnesium is a metal rich in aluminum and iron in addition to aluminum and iron. In particular, magnesium is contained in 0.13% of seawater, and is rich in resources such that it is contained in magnesite and dolomite.

그러나 상기 마그네슘 합금을 제조하기 위한 과정에서의 마그네슘 합금 용탕은 쉽게 발화되는 특성을 가지고 있다. 따라서, 이러한 마그네슘 합금 용탕의 발화를 방지하는 방법으로 용제(Flux)의 사용과 보호가스의 사용이 제안되고 있다.However, the magnesium alloy melt in the process for producing the magnesium alloy has a characteristic of being easily ignited. Therefore, the use of a flux and the use of a protective gas have been proposed as a method for preventing ignition of the magnesium alloy melt.

상기 용제(Flux)는 용탕과 산소와의 반응차단으로 조업 중 발화를 방지하는 역할을 하는 것으로, 용제의 조성은 MgCl2, KCl 및 기타 금속염화물의 혼합물이며, 경우에 따라서는 소량의 CaF2 와 MgO를 포함하기도 한다.The flux serves to prevent ignition during operation by blocking the reaction between the molten metal and oxygen. The composition of the solvent is a mixture of MgCl 2 , KCl and other metal chlorides. In some cases, a small amount of CaF 2 and MgO.

상기 보호가스는 용탕 표면 산화막의 치밀화 및 특성 변화등에 의하여 노출 용탕면적을 최소화함으로써 용탕을 보호하는 역할을 하며, 보호가스 종류로는 SO2, CO2, 비활성기체, SF6, HFC-134a, Novec™612 및 이들의 혼합 가스등을 들 수 있다.The protective gas serves to protect the molten metal by minimizing the area of the exposed molten metal due to densification of the oxide film on the surface of the molten metal and changes in the characteristics of the molten metal. Examples of the protective gas include SO 2 , CO 2 , inert gas, SF 6 , HFC- ? 612, and mixed gases thereof.

그러나, 상술한 용제의 사용은 마그네슘 용탕과 용제와의 반응에 의해 용탕 일부가 손실될 뿐만 아니라, 주조 과정에서 반응 생성물이 유입되어 최종 제품의 기계적 특성과 내식 특성을 떨어뜨린다.However, in the use of the above-mentioned solvent, not only a part of the molten metal is lost due to the reaction of the magnesium molten metal with the solvent, but also the reaction product flows in the casting process, thereby deteriorating the mechanical properties and the corrosion resistance characteristics of the final product.

또한, 보호가스로 이용되는 SO2 가스는 인체에 유해하며, 철제 장비를 부식시켜 장비의 수명을 단축시키는 문제점을 지니고 있으므로 사용에 제한이 되고 있으며, 특히, SF6 가스는 GWP(Global Warming Potential)가 23,900로 온실가스로 분류되고 있는 가스 중 가장 그 효과가 큰 가스이다.In addition, since the SO 2 gas used as a protective gas is harmful to the human body and has a problem of shortening the life of the equipment by corroding the iron equipment, the use of SF 6 gas is limited, and in particular, the GWP (Global Warming Potential) Is the most effective gas among greenhouse gases classified as 23,900.

또한, 대기 중에서 분해되지 않고 남아 있는 기간으로 볼 때 이산화탄소 및 프레온 가스등이 약 100년으로 추정되는 반면, SF6 가스는 3,200년으로 극히 오랜기간 분해되지 않고 대기 중에 잔존하기 때문에 연간 방출되는 양이 적더라도 오랜 기간 누적되면 그 파장이 엄청난 가스이다.In addition, the remaining time, which is not decomposed in the atmosphere, is estimated to be about 100 years, while SF 6 gas is 3,200 years. It is not decomposed for a very long time and remains in the atmosphere. Even if it accumulates for a long time, its wavelength is huge gas.

따라서, 지구온난화를 억제할 수 있는 마그네슘 용탕 보호방법으로는 첨가원소를 이용하여 마그네슘 용탕 자체의 산화를 근본적으로 억제하는 기술을 개발하는 것이라 할 수 있으며, 이를 통하여 보호가스의 사용을 극단적으로 줄이는 동시에 합금 자체의 난연성을 도모하여 공정 및 사용중의 발화를 억제하는 것이 요구된다.Therefore, as a method for protecting the magnesium melt which can suppress global warming, it is possible to say that the use of the additive element is to develop a technique to fundamentally suppress the oxidation of the magnesium melt itself, It is required to control the flame retardancy of the alloy itself and to suppress ignition during processing and use.

통상적으로 마그네슘에 첨가원소인 칼슘(Ca)등을 첨가하게 되면 고온에서도 마그네슘 용탕의 산화 및 발화가 억제되는 것으로 알려져 있으며, 또한 소량의 희토류 금속을 첨가하면 기계적 강도까지 향상되는 것으로 알려져 있다. It is known that addition of calcium (Ca) or the like, which is an additive element to magnesium, generally inhibits oxidation and ignition of the magnesium melt even at a high temperature. It is also known that addition of a small amount of rare earth metal improves the mechanical strength.

그러나, 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 빌렛 또는 주조품을 제조하는 과정에서 마그네슘 합금 용탕에 내포된 다량의 가스로 인해 만족할만한 고품질의 결과물을 얻지 못하는 문제점이 있었다. 이는 마그네슘 합금의 경우 단위 체적당 열용량이 작아 응고가 빠르게 진행되기 때문에 주형 속으로 마그네슘 용탕의 주입 및 성형이 고속으로 이루어지는 관계로 빌렛 또는 주조품의 성형 제조시 짧은 시간동안 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스의 배출이 충분히 이루어져야 하나 현재의 기술로는 역부족이었던 것이다. However, there has been a problem in that satisfactory high-quality results can not be obtained due to a large amount of gas contained in the magnesium alloy melt during the process of manufacturing the billet or the cast product by injecting the magnesium alloy melt into the mold. This is because, since the magnesium alloy has a small heat capacity per unit volume and the solidification proceeds rapidly, the injection and molding of the magnesium melt into the mold are performed at a high speed, so that the discharge of the gas from the magnesium alloy melt for a short period of time during the molding or manufacturing of the billet or casting It should be enough, but it was not enough with current technology.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조하는데 적당한 에코 마그네슘 합금 제조방법과 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Thus at the same time, the present invention has been proposed to solve the conventional various problems as described above, an object of the present invention increases the while reducing the ignition temperature is extremely using protective gas such as SF 6 improving the flame resistance and reinforcing the mechanical strength And an object of the present invention is to provide an eco-magnesium alloy manufacturing method and apparatus suitable for producing eco-friendly and high-quality castings by quickly and effectively extracting and discharging the gas contained in the magnesium alloy molten metal.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법은, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니에 장입하여 용융하는 단계와; 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 난연화를 위해 칼슘을 첨가하는 단계와; 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가하는 단계와; 상기 칼슘, 희토류 금속이 첨가된 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 주조품을 성형하는 단계와; 상기 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an eco-magnesium alloy according to the technical idea of the present invention, which comprises the steps of charging pure magnesium or magnesium alloy into a crucible and melting the same, ; Adding calcium to the melted magnesium alloy melt to soften the melt; Adding a rare earth metal to the molten magnesium alloy melt for strength reinforcement; Forming a casting product by injecting the magnesium alloy melt into which the calcium or rare earth metal is added, into a mold; And extracting and discharging the gas from the magnesium alloy melt just before injecting the magnesium alloy melt into the mold.

여기서, 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 배기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the step of extracting and discharging the gas from the magnesium alloy molten metal may include a step of guiding the magnesium alloy molten metal to flow through a certain section while a plurality of exhaust members formed in a ring shape outside the certain section are wrapped around the magnesium alloy molten metal So that exhaust is performed.

또한, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. The exhaust member may include a first protrusion protruding in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of one side surface, a second protrusion protruding in the longitudinal direction on the inner circumferential surface of one side and having a fine groove for exhaust formed in the radial direction, And a gas chamber formed therebetween.

또한, 상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.The first protrusions may be formed to be longer in the longitudinal direction than the second protrusions.

또한, 상기 배기부재는 복수개의 조각으로 분할된 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the exhaust member may be divided into a plurality of pieces.

또한, 상기 배기부재의 제1돌기에는 가스를 배출할 수 있는 복수의 배기공이 더 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first projection of the exhaust member may further include a plurality of exhaust holes capable of exhausting gas.

또한, 상기 배기부재의 제1돌기는 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 다수의 돌기들로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first protrusion of the exhaust member may include a plurality of protrusions that are spaced apart from each other so as to discharge the gas.

또한, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하기 위하여, 외측면에 길이방향을 따라 마그네슘 합금 용탕의 이동을 안내하는 가이드홈을 구비한 안내부재를 구비하여 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in order to guide the magnesium alloy melt to flow through a certain section, a guide member having guiding grooves for guiding the movement of the magnesium alloy melt along the longitudinal direction may be used.

또한, 상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, a vacuum pump surrounding the exhaust member may be provided to forcibly extract the gas from the magnesium alloy melt by vacuum pressure.

또한, 상기 배기부재의 미세홈은 에칭, 방전 가공, 레이저 가공 중 어느 한 방법으로 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the fine grooves of the exhaust member may be formed by any one of etching, electric discharge machining, and laser machining.

또한, 상기 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법은, 배기부재 상에 레지스트층을 형성하는 단계; 상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계; 상기 배기부재의 표면 일부를 부식시키는 단계; 및 상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the method of forming the fine grooves by etching includes the steps of: forming a resist layer on the exhaust member; Forming a micropattern on the resist layer; Corrosion a part of the surface of the exhaust member; And removing the resist layer.

또한, 상기 첨가되는 칼슘은 0.3 내지 3중량%인 것을 특징으로 할 수 있다. The calcium added may be 0.3 to 3% by weight.

또한, 상기 칼슘의 첨가를 위해 산화칼슘(CaO) 분말을 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, calcium oxide (CaO) powder may be added for the addition of calcium.

또한, 상기 첨가되는 희토류 금속은 0 내지 3.0 중량%(0 은 제외)의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rare earth metal added may be composed of at least one element selected from the group consisting of atomic numbers 57 to 71 of 0 to 3.0% by weight (excluding 0).

또한, 상기 첨가되는 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm) , 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. The rare earth metal may be any one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), and dysprosium (Dy).

또한, 상기 마그네슘 합금 용탕의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니 내에서 마그네슘 합금 용탕이 채워지고 남은 상부 공간에 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. A rare gas or nitrogen gas selected from argon, helium, neon, and xenon is injected into the upper space after the magnesium alloy melt is filled in the crucible in order to suppress ignition and combustion of the magnesium alloy melt. .

또한, 상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕에 의해 채워진 상기 도가니 내의 하부 공간에도 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the rare gas or nitrogen gas may be injected into the lower space in the crucible filled with the magnesium alloy melt.

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 가공성을 부여하기 위하여 리튬(Lithium)을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, lithium may be further added in order to impart processability to the melted magnesium alloy melt.

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 결정립을 미세화하기 위해 지르코늄(Zr)을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, zirconium (Zr) may be further added to the molten magnesium alloy melt for finely graining the crystal grains.

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성을 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, zinc may be further added to the molten magnesium alloy melt to restore the corrosion resistance due to the calcium addition.

한편, 본 발명에 의한 에코 마그네슴 합금은, 상기 에코 마그네슘 합금 제조방법에 의해 제조된 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, the eco-magnesite alloy according to the present invention is characterized by its technical features produced by the eco-magnesium alloy manufacturing method.

또한, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 제조장치는, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 형성하는 도가니와; 상기 도가니에서 형성된 마그네슘 합금 용탕을 분사하는 분사어셈블리와; 상기 분사어셈블리에서 분사되는 마그네슘 합금 용탕을 받아 주조품으로 성형하는 금형을 포함하여 이루어지고, 상기 분사어셈블리는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 감싸주는 링 형태로 형성된 복수의 배기부재를 구비하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출할 수 있도록 하되, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. Further, an echomagnesium production apparatus according to the present invention comprises: a crucible for melting pure magnesium or a magnesium alloy to form a molten metal; A spray assembly for spraying the magnesium alloy melt formed in the crucible; And a mold for receiving the magnesium alloy melt injected from the injection assembly and molding the magnesium alloy melt into a casting, wherein the injection assembly is formed in a ring shape for guiding the magnesium alloy melt to flow through a certain section while covering the outside of the certain section A plurality of exhaust members are provided so as to be able to extract and discharge the gas from the molten magnesium alloy, wherein the exhaust member includes a first projection projecting in a longitudinal direction on an outer peripheral surface on one side, a first projection projecting in the longitudinal direction on one inner peripheral surface, And a gas chamber formed between the first protrusion and the second protrusion. The gas sensor according to claim 1, further comprising:

여기서, 상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the first protrusions may be formed to be higher in the longitudinal direction than the second protrusions.

또한, 상기 도가니의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 마그네슘 합금 용탕으로 채워진 도가니 내부의 하부 공간에서 희유가스를 주입할 수 있도록 한 역티자형의 주입노즐을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the apparatus may further include a spinneret type injection nozzle inserted through the upper cover of the crucible and extending downward to fill the crucible with a rare gas in a lower space inside the crucible filled with the magnesium alloy melt.

본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 및 그의 제조방법과 제조장치는, SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조할 수 있다. The eco-magnesium alloy according to the present invention and the method and apparatus for manufacturing the same improve the flame retardancy and mechanical strength by increasing the ignition temperature while extremely reducing the use of a protective gas such as SF 6 and enhancing the mechanical strength of the gas contained in the magnesium alloy melt Can be quickly and efficiently extracted and discharged, so that an eco-friendly and high-quality casting can be manufactured.

또한, 본 발명은 마그네슘 합금 용탕이 제2가이드홈에서 제1가이드홈으로 넘어갈 때 얇고 고르게 펴지면서 가스가 효과적으로 추출된다. Further, according to the present invention, when the magnesium alloy molten metal is transferred from the second guide groove to the first guide groove, the gas is effectively extracted while being thinly and evenly spread.

또한, 본 발명은 추출된 가스가 배기부재들간의 틈뿐만 아니라 배기부재를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여 외부로 배출되므로 효과적인 배출이 이루어진다. Further, in the present invention, since the extracted gas is discharged to the outside through not only the gap between the exhaust members but also the gap between the respective pieces constituting the exhaust member, effective discharge is achieved.

또한, 본 발명은 별도의 장치가 필요 없으므로 금형 전체적으로 간단한 구성 및 가격의 절감을 이룰 수 있다.In addition, since the present invention does not require a separate apparatus, it is possible to achieve a simple configuration and cost reduction of the entire mold.

도 1은 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치 전체를 설명하기 위한 개략의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 분해사시도.
도 5은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 종단면도.
도 6는 본 발명에 따른 안내부재의 구성을 설명하기 위한 시시도.
도 7는 본 발명에 따른 배기부재를 설명하기 위한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 배기부재의 정면도.
도 9은 본 발명에 따른 배기부재의 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법을 설명하기 위한 일련의 참조도.
도 10은 본 발명에 따른 배기부재의 미세홈을 에칭으로 형성하는 것을 설명하기 위한 흐름도.
도 11와 도 12은 본 발명에 따른 배기부재에 레이저 가공으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 13은 진공펌프를 이용하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있도록 한 구성을 설명하기 위한 사용상태도.
도 14는 본 발명에 따른 안내부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 참조사시도.
도 15은 도 14의 I-I에 따른 단면도.
도 16 내지 도 17은 변형된 형태의 배기부재를 설명하기 위한 참조 정면도.Fig. 1 is a schematic diagram for explaining the entire echo-magnesium alloy manufacturing apparatus according to the present invention. Fig.
2 is a flow chart for explaining a method for producing an eco-magnesium alloy according to the present invention.
3 is a perspective view of a spray assembly in accordance with the present invention;
4 is an exploded perspective view of a spray assembly in accordance with the present invention;
5 is a longitudinal section view of a spray assembly in accordance with the present invention.
6 is a perspective view for explaining a configuration of a guide member according to the present invention;
7 is a perspective view for explaining an exhaust member according to the present invention.
8 is a front view of an exhaust member according to the present invention.
9 is a series of reference drawings for explaining a method of forming a fine groove of an exhaust member by etching according to the present invention.
10 is a flowchart for explaining formation of fine grooves of the exhaust member by etching according to the present invention.
11 and 12 are flowcharts for explaining a method of forming a fine groove by laser machining on an exhaust member according to the present invention.
13 is a use state diagram for explaining a configuration in which a gas can be forcibly separated from a magnesium alloy melt by using a vacuum pump.
14 is a perspective perspective view for explaining a modified configuration of the guide member according to the present invention.
15 is a sectional view taken along the line II in Fig.
16 to 17 are reference front views for explaining a modified exhaust member.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치 전체를 설명하기 위한 개략의 구성도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram for explaining the entire echo-magnesium alloy manufacturing apparatus according to the present invention. Fig.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치는 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 만들고 이를 공급하기 위한 도가니(10)와, 상기 도가니(10)로부터 마그네슘 합금 용탕(13)을 공급받아 주조품을 성형하기 위한 금형(20), 상기 금형(20)에 마그네슘 합금 용탕(13)을 분사하기 위한 분사어셈블리(100)를 포함하여 구성된다. As shown in the drawing, the eco-magnesium alloy manufacturing apparatus according to the present invention comprises a crucible 10 for melting pure magnesium or a magnesium alloy to make and supply a molten metal, and a magnesium alloy melt 13 supplied from the crucible 10 And a spray assembly 100 for spraying the molten magnesium alloy 13 onto the mold 20.

주목할 것으로, 본 발명에 따른 상기 분사어셈블리(100)는 단순히 마그네슘 합금 용탕(13)을 분사하는 역할만을 하는 것이 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 다량의 가스를 짧은 시간동안 신속하고 효과적으로 추출 및 배출할 수 있도록 구성된다는 점이다. 이처럼 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치는 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 가스의 추출 및 배출을 효과적으로 수행하는 독특한 구성의 분사어셈블리(100)를 구비하여 내포된 가스를 효과적으로 제거함으로써 고품질의 마그네슘 합금 주조품을 성형하는 것이 가능하게 된다. 이같은 분사어셈블리(100)의 구성에 대해서는 차후에 상세히 설명하도록 한다. It should be noted that the injection assembly 100 according to the present invention is not limited to simply spraying the magnesium alloy melt 13 but may also be used to quickly and effectively extract and discharge a large amount of gas contained in the magnesium alloy melt 13 And the like. As described above, the eco-magnesium alloy manufacturing apparatus according to the present invention includes a jetting assembly 100 having a unique structure for effectively extracting and discharging the gas contained in the magnesium alloy melt 13, thereby efficiently removing the contained gas, It becomes possible to mold the alloy casting. The configuration of such a spray assembly 100 will be described later in detail.

한편, 상기 도가니(10)는 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워지고 난 상부 공간(14)에 희유가스를 주입하기 위해 희유가스 공급원(30)과 연결된 가스 주입구(17a) 및 주입된 희유가스를 사용한 후 외부로 배출하기 위한 가스 배출구(17b)를 구비한다. 상기 가스 주입구(17a)는 희유가스 공급원(30)과 연결시켜주는 공급배관(16b)이 연결되고, 상기 가스 배출구(17b)는 외부와 연결되는 배출배관(16c)이 연결된다. The crucible 10 has a gas injection port 17a connected to the rare gas supply source 30 for injecting the rare gas into the upper space 14 filled with the magnesium alloy melt 13, And a gas outlet 17b for discharging the gas to the outside. The gas inlet 17a is connected to a supply pipe 16b for connecting the rare gas supply source 30 and the gas discharge port 17b is connected to an exhaust pipe 16c connected to the outside.

이에 더해 본 발명은 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워져 있는 하부 공간에 희유가스를 주입하기 위한 역티자형의 주입노즐(15)이 추가적으로 설치된 독특한 구성을 갖는다. 상기 주입노즐(15)은 도가니(10)의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 그 하단부가 마그네슘 합금 용탕(13)으로 채워진 도가니(10) 내부의 하부 공간에까지 이른다. 그리고 상기 주입노즐(15)은 가스 공급배관(16a)에 의해 희유가스를 저장하고 있는 희유가스 공급원(30)과 연결된다. In addition, the present invention has a unique structure in which a spinneret type injection nozzle 15 for injecting rare gas into the lower space filled with the magnesium alloy melt 13 is additionally provided. The injection nozzle 15 is inserted through the upper lid of the crucible 10 and extends downward to the lower space inside the crucible 10 filled with the magnesium alloy melt 13 at its lower end. The injection nozzle 15 is connected to the rare gas supply source 30 storing the rare gas by the gas supply pipe 16a.

이같은 구성에 의하면 도가니(10)의 상부 공간(14)뿐만 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)으로 인해 배제된 하부 공간까지도 동시다발적으로 희유가스를 주입할 수 있게 되어 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소를 더욱 억제할 수 있게 된다. According to such a configuration, the rare gas can be injected simultaneously into the lower space excluding the upper space 14 of the crucible 10 as well as the magnesium alloy melt 13, so that the ignition of the magnesium alloy melt 13 The combustion can be further suppressed.

나아가 상기 주입노즐(15)은 미도시된 모터에 의해 회전할 수 있도록 추가적인 구성이 가능하다. 이같은 구성에 의하면 역티자형으로 형성된 상기 주입노즐(15)이 회전하여 마그네슘 합금 용탕(13)을 휘저으면서 하단부에 구비된 분사공(15a)을 통해 희유가스를 분사하기 때문에 마그네슘 합금 용탕(13)에 대한 희유가스의 교반이 원활하게 이루어진다. Further, the injection nozzle 15 can be further configured to rotate by a motor (not shown). According to such a configuration, the injection nozzle 15 formed in the reverse rotation type rotates to inject the rare gas through the injection hole 15a provided at the lower end while whirling the magnesium alloy melt 13, so that the molten magnesium alloy melt 13 Stirring of the rare gas is smoothly performed.

한편, 상기 도가니(10)의 하부에는 마그네슘 합금 용탕(13)을 상기 금형(20)으로 공급하기 위한 용탕 배출구(17c)를 구비한다. 상기 용탕 배출구(17c)는 용탕 공급배관(16d)을 통해 분사어셈블리(100) 및 금형(20)과 연결된다. On the other hand, a molten metal discharge port 17c for supplying a molten magnesium alloy melt 13 to the metal mold 20 is provided below the crucible 10. The molten metal discharge port 17c is connected to the injection assembly 100 and the mold 20 through a molten metal supply pipe 16d.

계속해서 아래에서는 전술된 에코 마그네슘 합금 제조장치를 이용하여 진행되는 에코 마그네슘 합금 제조방법에 대해 설명한다. Subsequently, a method for manufacturing an eco-magnesium alloy using the eco-magnesium alloy production apparatus described above will be described below.

도 2는 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flow chart for explaining a method for producing an eco-magnesium alloy according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 제조방법은, 마그네슘 합금 용융단계(S11), 희유가스 주입단계(S12), 칼슘 첨가단계(S13), 희토류 금속 첨가단계(S14), 리튬 첨가단계(S15), 지르코늄 첨가단계(S16), 아연 첨가단계(S17), 가스 추출 및 배출단계(S18), 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)를 포함하여 이루어진다. As shown in the figure, the method for producing echomagnesium according to the present invention is characterized in that the magnesium alloy melting step S11, the rare gas injection step S12, the calcium addition step S13, the rare earth metal addition step S14, S15), a zirconium addition step (S16), a zinc addition step (S17), a gas extraction and discharge step (S18), and a magnesium alloy molten metal injection step (S19).

먼저, 마그네슘 합금 용융단계(S11)는, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니(10)에 장입하여 용융한다.First, in the magnesium alloy melting step (S11), pure magnesium or a magnesium alloy is charged into the crucible (10) and melted.

상기 희유가스 주입단계(S12)는, 고온 상태에 있는 상기 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니(10) 내에서 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워지고 남은 상부 공간(14)에 주입한다. In the rare gas injection step S12, a rare gas or a nitrogen gas selected from argon, helium, neon, and xenon is supplied to the crucible (not shown) for ignition and combustion suppression of the magnesium alloy melt 13 at a high temperature. 10, the magnesium alloy molten metal 13 is filled and injected into the remaining upper space 14.

그리고 이에 더해 상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕(13)에 의해 채워진 도가니(10) 내의 하부 공간에도 주입한다. 이를 위해 역티자형으로 상기 도가니(9910) 내의 하부 공간까지 드리워지고 회전 가능하게 설치되어 교반기능도 겸하는 주입노즐(15)을 사용하여 희유가스를 주입한다. 이로써, 도가니(10)의 상부 공간(14)뿐만 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)으로 인해 배제된 하부 공간까지도 동시다발적으로 희유가스를 주입할 수 있게 되어 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소를 더욱 억제할 수 있게 된다. In addition, the rare gas or nitrogen gas is injected into the lower space in the crucible 10 filled with the magnesium alloy melt 13. For this purpose, the rare gas is injected into the crucible 9910 through the injection nozzle 15, which extends down to the lower space in the crucible 9910 and rotatably installed therein. As a result, the rare gas can be simultaneously injected not only into the upper space 14 of the crucible 10 but also into the lower space excluded by the magnesium alloy melt 13, so that the ignition and combustion of the magnesium alloy melt 13 It becomes possible to further suppress.

상기 칼슘 첨가단계(S13)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 난연화를 위해 칼슘을 첨가한다. 희유가스나 질소가스가 주입되어 형성된 불활성 분위기에서 마그네슘 합금을 발화 및 연소 없이 용탕으로 용해하려면 드로스(dross) 내부조직과 응고 후의 합금표면층 조직이 치밀해지도록 제어해야 한다. 이를 위해 마그네슘 합금 용탕(13)에 칼슘을 첨가하면 마그네슘 합금 용탕(13) 드로스의 내부조직이 치밀해지고, 응고된 합금의 표면에 조밀한 CaO 또는 CaO + MgO 의 조직을 형성하게 된다. 이때 난연화를 지향하는 마그네슘 합금의 용해와 주조의 경우 마그네슘 합금 용탕이 산소와 접촉하지 않도록 치밀하고 안정된 드로스층이 표면에 형성되어야 하므로, 마그네슘 합금 용탕(13)과 산화물의 체적비 및 산화물의 성장방향, 여러 종류의 산화물간의 반응 및 역할 규명 등이 선행되어야 한다. 이러한 영향들을 고려하여 상기 단계에서는 마그네슘 합금 용탕(13)에 적정량의 칼슘을 첨가한다. 만일 성형하고자 하는 주조품이 모합금인 경우라면 35중량% 이하의 칼슘을 첨가하여야 하며, 성형하고자 하는 주조품이 모합금을 기반으로 하는 잉곳(ingot), 빌렛(billet) 등의 반제품이거나 완제품인 경우 0.3 내지 3중량% 범위의 칼슘을 첨가함으로써 마그네슘 합금 용탕(13)에 필요로 하는 난연성을 부여한다. 다만 본 실시예는 주조품이 모합금을 기반으로 하는 잉곳(ingot), 빌렛(billet) 등의 반제품이나 완제품을 주로 염두하여 설명하고 있으나, 주조품이 모합금인 경우도 배제하지는 않는다.In the calcium addition step (S13), calcium is added to the molten magnesium alloy melt (13) for flame retardation. To dissolve a magnesium alloy in a molten metal without ignition and combustion in an inert atmosphere formed by injection of rare gas or nitrogen gas, it is necessary to control the dross internal structure and the alloy surface layer structure after coagulation to become compact. To this end, when calcium is added to the magnesium alloy melt 13, the internal structure of the magnesium alloy melt 13 becomes dense and the structure of dense CaO or CaO + MgO is formed on the surface of the solidified alloy. In this case, in the case of melting and casting of the magnesium alloy which is intended to be softened, a dense and stable dross layer should be formed on the surface so that the magnesium alloy melt does not come into contact with oxygen, so that the volume ratio of the magnesium alloy melt 13 and the oxide, Direction, reaction between various kinds of oxides, and role identification. Considering these effects, an appropriate amount of calcium is added to the magnesium alloy melt 13 in the above step. If the casting to be molded is a parent alloy, 35% by weight or less of calcium should be added. If the casting to be molded is a semi-finished product such as ingot, billet or the like based on the parent alloy or 0.3 To 3% by weight of calcium is added to impart the flame retardancy required for the magnesium alloy melt 13. However, although this embodiment describes mainly the semi-finished product or the finished product such as ingot, billet and the like based on the parent alloy, it is not excluded that the casting is the mother alloy.

상기 희토류 금속 첨가단계(S14)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가한다. 상기 첨가되는 희토류 금속은 0 내지 3.0 중량%(0은 제외)의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진다. In the rare earth metal addition step (S14), a rare earth metal is added to the molten magnesium alloy melt (13) for strength reinforcement. The rare earth metal added is composed of at least one element of atomic number 57 to 71 of 0 to 3.0 wt% (excluding 0).

이처럼 희토류 금속을 첨가함으로써 마그네슘 합금을 제조할 때 불규칙적인 조직이 형성되는 것을 억제하는 반면, 균일하고 미세한 층상조직(lamella structure)의 형성을 증대시킬 수 있다. 또한, 결정립 미세화에 의한 고강도와 고연성이 향상되며 미세한 금속간 화합물의 형성으로 내열성이 향상되는 복합적인 장점을 갖게 된다. By adding the rare earth metal, it is possible to increase the formation of a uniform and fine lamella structure while inhibiting the formation of irregular structure in the production of the magnesium alloy. In addition, high strength and high ductility due to grain refinement are improved, and heat resistance is improved by forming a fine intermetallic compound.

한편, 마그네슘 합금 용탕(13)에 알루미늄이 더해지는 경우 상기 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy) 중 하나인 것이 바람직하다. 이는 상기 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy)의 경우 알루미늄과 결합되면서 균일한 Al2RE금속간 화합물을 형성하게 되어 미세한 층상조직 형성 및 고강도 고연성의 성질을 얻는데 유리하기 때문이다. On the other hand, when aluminum is added to the magnesium alloy melt 13, the rare earth metal is preferably one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm) and dysprosium (Dy). In the case of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), and dysprosium (Dy), aluminum is combined with aluminum to form a uniform Al 2 RE intermetallic compound, Because it is advantageous to obtain high ductility properties.

상기 리튬 첨가단계(S15)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 가공성을 부여하기 위하여 0.01 내지 1중량%의 리튬(Lithium)을 더 첨가한다. 이처럼 마그네슘 합금 용탕(13)에 소량의 리튬을 첨가하게 되면 성형시 주조성을 개선하는 메커니즘을 형성하게 된다. 즉, 금형(20)의 주형(21)에 눌어붙지 않도록 억제되는데, 이는 란타노이드(lanthanoids), 이트륨(yttrium), 스칸듐(scandium), 칼슘(calcium) 등의 활성 금속이 철과 반응하기 때문에 생기는 것이지만, 소량의 리튬(Lithium)을 포함시켜주면 마그네슘 합금 용탕(13) 표면에 얇은 수산화 리튬(Lithium) 막이 형성되면서 이 막이 주조시 이형제로 작용하여 눌어붙는 문제를 자연스럽게 해소하기 때문이다. The lithium addition step (S15) further comprises adding 0.01 to 1% by weight of lithium to the molten magnesium alloy melt (13) to impart processability. If a small amount of lithium is added to the magnesium alloy melt 13 as described above, a mechanism for improving the casting composition is formed. This is because the active metal such as lanthanoids, yttrium, scandium, or calcium reacts with iron, which is caused by the reaction of the active metal such as lanthanoids, yttrium, scandium, However, if a small amount of lithium is included, a thin lithium hydroxide film is formed on the surface of the magnesium alloy melt 13, and this film naturally acts as a mold release agent during casting and naturally solves the problem of sticking.

또한 열간 균열과 관련하여는 마그네슘(magnesium)은 300℃부근에서 수소를 배출하고, 이것이 어떠한 형태로인지 열간 균열의 원인이 되는 것으로 추측 되는데, 리튬(Lithium)이 첨가되면 리튬(Lithium)과 수소와의 친화성이 강하기 때문에 수소의 배출 온도가 마그네슘 합금 용탕(13)의 온도 이상이 되면서 수소의 배출이 억제되어 열간 균열을 억제할 수 있다. In the case of hot cracking, magnesium is believed to release hydrogen at around 300 ° C, which is a cause of hot cracking in some form. When lithium is added, lithium and hydrogen The discharge temperature of the hydrogen becomes equal to or higher than the temperature of the magnesium alloy melt 13, the discharge of hydrogen is suppressed, and hot cracking can be suppressed.

상기 지르코늄(Zr) 첨가단계(S16)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 결정립을 미세화 하기위해 0.05 내지 3중량%의 지르코늄(Zr)을 더 첨가한다. 지르코늄은 일반적으로 금속에서 강력한 결정립을 미세화하는 기능을 부여하는 것으로 알려져 있으며 마그네슘 합금의 경우에도 첨가제로 인해 저하된 결정립을 미세화하는데 유용하게 사용될 수 있다. The zirconium (Zr) adding step (S16) further comprises adding 0.05 to 3% by weight of zirconium (Zr) to the molten magnesium alloy melt (13) to refine the crystal grains. Zirconium is generally known to impart a function of refining strong grains in a metal. In the case of a magnesium alloy, zirconium can also be useful for refining grains degraded by additives.

상기 아연 첨가단계(S17)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가한다. 아연은 일반적으로 금속에서 강력한 녹방지 기능을 부여하는 것으로 알려져 있으며 마그네슘 합금의 경우에도 칼슘 첨가로 인해 저하된 내식성을 보강하는데 유용하게 사용될 수 있다. In the zinc addition step (S17), zinc is further added to the molten magnesium alloy melt (13) so as to restore the corrosion resistance due to the calcium addition. Zinc is generally known to impart a strong antirust function to metals, and magnesium alloys can also be used to enhance corrosion resistance due to calcium addition.

상기 가스 추출 및 배출단계(S18)는, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)을 주형(21)에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 추출하여 배출한다. 상기 가스 추출 및 배출단계(S18)에서는, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 배기가 원활하게 이루어지도록 한다. 상기 배기부재는 상기 분사어셈블리(100)에 포함된 핵심적인 구성요소 가운데 하나로서 짧은 시간동안 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 가스를 추출하고 배출하는데 중요한 역할을 수행한다. 이같은 가스 추출 및 배출단계에서 사용되는 분사어셈블리(100)의 구성에 대해서는 차후에 상세히 설명하도록 한다. The gas extracting and discharging step S18 extracts the gas from the magnesium alloy melt 13 immediately before injecting the magnesium alloy melt 13 into the mold 21 and discharges the gas. In the gas extracting and discharging step S18, a plurality of exhaust members formed in a ring shape are guided outside the certain section while guiding the magnesium alloy melt 13 to flow through a certain section, thereby forming the magnesium alloy melt 13, So that exhaust gas can be smoothly discharged. The exhaust member is one of the key components included in the injection assembly 100 and plays an important role in extracting and discharging the gas contained in the magnesium alloy melt 13 for a short time. The configuration of the jetting assembly 100 used in such a gas extraction and discharge step will be described later in detail.

나아가, 상기 가스 추출 및 배출단계(S18)에서 상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제 추출한다면 가스를 더욱 신속하게 추출하고 배출할 수 있게 된다. 상기 진공펌프의 구성에 대해서도 차후에 분사어셈블리(100)를 설명할 때 함께 설명하기로 한다. Further, if a vacuum pump surrounding the exhaust member is installed in the gas extraction and discharge step (S18) to forcibly extract the gas from the magnesium alloy melt (13) by vacuum pressure, the gas can be extracted more quickly and discharged . The structure of the vacuum pump will be described later when the injection assembly 100 is explained.

이후, 상기 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)가 진행된다. 상기 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)는 상기 가스 추출 및 배출단계와 거의 동시에 이루어지며, 칼슘, 희토류 금속을 비롯하여 각종 첨가물이 첨가된 마그네슘 합금 용탕(13)을 금형(20)의 주형(21) 속에 분사하여 주조품을 성형하게 된다. 여기서, 상기 주조품은 마그네슘 합금의 모합금을 포함하여 반제품인 잉곳, 빌렛 그리고 완제품 모두를 포괄한다.
Then, the magnesium alloy molten metal injection step S19 proceeds. The magnesium alloy molten metal injection step S19 is performed almost simultaneously with the gas extraction and discharge step and is carried out in the mold 21 of the metal mold 20 by adding the magnesium alloy molten metal 13 to which various additives such as calcium, So that the cast product is formed. Here, the castings include all of the semi-finished ingots, billets and finished products including the parent alloy of the magnesium alloy.

계속해서, 본 발명에 의한 마그네슘 합금 제조장치 및 제조방법에서 핵심적인 비중을 차지하고 있는 분사어셈블리의 구성에 대해 설명하기로 한다. Next, the structure of the spray assembly, which is a key component in the magnesium alloy manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention, will be described.

도 3은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 종단면도이다. FIG. 3 is a perspective view of a spray assembly according to the present invention, FIG. 4 is an exploded perspective view of a spray assembly according to the present invention, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a spray assembly according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분사어셈블리(100)는, 메인몸체(110), 헤드(120), 안내부재(130), 배기부재(140)를 포함하여 이루어지며, 상기 안내부재(130)와 배기부재(140)의 협력 작업에 의하여 메인몸체(110) 내부의 통로(111)로 흐르는 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 효과적으로 추출하여 외부로 배출할 수 있게 된다. The spray assembly 100 according to the present invention includes a main body 110, a head 120, a guide member 130, and an exhaust member 140, The gas can be effectively extracted from the magnesium alloy melt 13 flowing into the passageway 111 inside the main body 110 and discharged to the outside by the cooperation operation of the exhaust member 140.

아래에서는 상기 안내부재(130) 및 배기부재(140)를 중심으로 본 발명에 따른 분사어셈블리(100)의 구성에 대해 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the structure of the injection assembly 100 according to the present invention will be described in detail with reference to the guide member 130 and the exhaust member 140.

먼저, 상기 메인몸체(110)는 내부가 관통된 원통 형상이다. 상기 메인몸체(110)는 그 일단이 상기 도가니(10)에 연결되어 마그네슘 합금 용탕(13)을 공급받으며, 그 타단은 헤드(120)와 결합된다. 상기 메인몸체(110)의 내부에는 용탕 통로(111)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 메인몸체(110)의 일단을 통해 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)은 상기 통로(111)를 통해 상기 헤드(120)에 공급된다. First, the main body 110 has a cylindrical shape in which the inside is penetrated. One end of the main body 110 is connected to the crucible 10 to receive the magnesium alloy melt 13 and the other end thereof is coupled to the head 120. A molten metal channel 111 is formed in the main body 110. Therefore, the magnesium alloy melt 13 supplied through one end of the main body 110 is supplied to the head 120 through the passage 111.

또한, 상기 메인몸체(110)의 내부공간에는 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스를 배출하기 위한 배기부재(140)가 삽입 설치된다. In addition, an exhaust member 140 for discharging the gas contained in the magnesium alloy melt 13 is inserted into the internal space of the main body 110.

또한, 상기 메인몸체(110)에는 다수의 가스 배기구(112)가 형성된다. 상기 가스 배기구(112)는 상기 메인몸체(110)의 내주면에서 외주면까지 연통되어 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스를 상기 메인몸체(110)의 외부로 최종 배출하는 역할을 한다. A plurality of gas exhaust ports 112 are formed in the main body 110. The gas exhaust 112 communicates from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the main body 110 to finally discharge the gas contained in the magnesium alloy melt 13 to the outside of the main body 110.

상기 헤드(120)는 그 일단이 상기 메인몸체(110)와 결합하고 그 타단에는 분사구(121)가 형성되어 있어, 마그네슘 합금 용탕(13)을 금형(20)의 주형(21)을 향해 분사하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 메인몸체(110)와 헤드(120)의 결합은 나사결합일 수도 있고 단순히 억지끼움 방식일 수도 있다. 하지만, 도면에 도시된 것처럼 메인몸체(110)의 일측 내주면과 헤드(120) 외주면에 나사산이 형성되어 서로 나사결합할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 헤드(120)는 필요로 하는 직경을 가지며 마그네슘 합금 용탕(13)을 분출시키기 위해 상기 메인몸체(110)측 단부로부터 상기 분사구(121)로 점차 내경이 축소되도록 구성된다. One end of the head 120 is coupled to the main body 110 and the other end of the head 120 is provided with an injection port 121. The magnesium alloy melt 13 is injected toward the mold 21 of the mold 20 Role. Here, the coupling between the main body 110 and the head 120 may be a screw coupling or a simple coupling. However, as shown in the drawing, it is preferable that threads are formed on one inner circumferential surface of the main body 110 and the outer circumferential surface of the head 120 so as to be screwed to each other. In addition, the head 120 has a required diameter and is configured to gradually reduce the inner diameter from the end of the main body 110 side toward the injection port 121 in order to eject the magnesium alloy melt 13.

도 6은 본 발명에 따른 안내부재의 구성을 설명하기 위한 시시도이다. 6 is a perspective view for explaining a configuration of a guide member according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안내부재(130)는 양 단부에 콘(135a,135b)이 형성되어 있으며, 상기 안내부재(130)의 외주면에는 길이 방향으로 제1가이드홈(131)과 제2가이드홈(132)이 형성되어 있다. 또한, 안내부재(130)의 일측부에 배기부재(140)를 지지하기 위한 지지부(133)가 일체로 형성되어 있다. 상기 지지부(133)에는 복수개의 연결공(134)이 형성되어 있다.As shown in the drawing, the guide member 130 according to the present invention has cones 135a and 135b formed at both ends thereof. The guide member 130 has first guide grooves 131, 2 guide grooves 132 are formed. Further, a support portion 133 for supporting the exhaust member 140 is integrally formed on one side of the guide member 130. A plurality of connection holes 134 are formed in the support portion 133.

또한, 상기 안내부재(130)의 외주면에는 길이 방향으로 형성된 제1가이드홈(131)은 상기 헤드(120) 방향으로 뚫려 있으며, 상기 제2가이드홈(132)은 상기 헤드(120) 방향으로 막혀 있다.The first guide groove 131 formed in the longitudinal direction of the guide member 130 is pierced in the direction of the head 120 and the second guide groove 132 is closed in the direction of the head 120 have.

또한, 상기 연결공(134)은 상기 용탕 통로(111)와 상기 제2가이드홈(132)을 연결하는 역할을 한다. The connection hole 134 connects the molten metal passage 111 and the second guide groove 132.

이같은 구성에 따르면, 상기 용탕 통로(111)로 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)이 상기 제2가이드홈(132)을 통하여 헤드(120) 방향으로 이동하는 것이 가능해진다. 그 후, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)은 막혀있는 제2가이드홈(132)에 의해 그 이동을 제한 받게 되고, 그 주위에 형성된 제1가이드홈(131)으로 넘어가게 된다. 이 과정에서 마그네슘 합금 용탕(13)은 얇고 고르게 펴지면서 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함되어 있는 가스가 효과적으로 추출된다. According to such a configuration, the magnesium alloy melt 13 supplied to the molten metal channel 111 can be moved in the direction of the head 120 through the second guide groove 132. Thereafter, the molten magnesium alloy melt 13 is restricted in its movement by the clogged second guide groove 132, and the molten magnesium alloy melt 13 is transferred to the first guide groove 131 formed in the periphery thereof. In this process, the magnesium alloy melt 13 is thinly and uniformly spread, and the gas contained in the magnesium alloy melt 13 is effectively extracted.

이 후, 마그네슘 합금 용탕(13)은 제1가이드홈(131)을 따라 헤드(120)로 이동하게 되고, 상기 분사구(121)를 통해 금형으로 분사된다. Thereafter, the magnesium alloy melt 13 moves along the first guide groove 131 to the head 120, and is injected into the mold through the injection port 121.

도 7은 본 발명에 따른 배기부재를 설명하기 위한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 배기부재의 정면도이다. FIG. 7 is a perspective view for explaining an exhaust member according to the present invention, and FIG. 8 is a front view of an exhaust member according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기부재(140)는 상기 안내부재(130)에 끼워지며, 추출된 가스를 메인몸체(110)의 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이를 위해 상기 배기부재(140)는 제1돌기(143), 제2돌기(144), 그리고 가스 챔버(145)를 포함하여 이루어진다. As shown in the drawing, the exhaust member 140 according to the present invention is inserted into the guide member 130 and discharges the extracted gas to the outside of the main body 110. To this end, the exhaust member 140 includes a first protrusion 143, a second protrusion 144, and a gas chamber 145.

여기서, 상기 제1돌기(143)는 상기 배기부재(140)의 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출되고, 상기 제2돌기(144)는 상기 배기부재(140)의 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출된다. 또한, 상기 가스 챔버(145)는 상기 제1돌기(143)와 상기 제2돌기(144) 사이에 형성된다. The first protrusion 143 protrudes in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of one side of the exhaust member 140 and the second protrusion 144 protrudes in the longitudinal direction on the inner circumferential surface of the one side surface of the exhaust member 140 do. Further, the gas chamber 145 is formed between the first projection 143 and the second projection 144.

상기 배기부재(140)는 복수개 구비되어 일렬로 연접하여 정렬되며, 상기 제2돌기(144)에는 미세홈(142)이 형성된다. 이로써 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스는 압력에 의하여 상기 미세홈(142)을 통해 가스 챔버(145) 내로 수집된다.The plurality of exhaust members 140 are aligned and aligned in a line, and the second protrusions 144 are formed with fine grooves 142. As a result, the gas contained in the magnesium alloy melt 13 is collected into the gas chamber 145 through the fine grooves 142 by the pressure.

여기서, 상기 배기부재(140)는 방사상으로 분할된 복수개의 조각들로 구성될 수 있다. 각각의 조각 사이에는 미세한 틈이 존재하게 되고, 이 틈을 통하여 가스가 배출된다. 도면에 따르면 상기 배기부재(140)는 8개의 조각으로 분할된 것으로 도시되었으나 분할된 개수는 조절 가능하다. 또한, 상기 배기부재(140)의 제1돌기(143)에는 가스를 배출할 수 있도록 복수의 배기공(147)이 형성된다. Here, the exhaust member 140 may be composed of a plurality of pieces that are radially divided. There is a minute gap between each piece, and the gas is discharged through this gap. According to the drawing, the exhaust member 140 is illustrated as being divided into eight pieces, but the number of the divided members is adjustable. A plurality of exhaust holes 147 are formed in the first protrusion 143 of the exhaust member 140 to exhaust gas.

또한, 상기 제2돌기(144)는 제1돌기(143)에 비해 길이방향으로 짧게 형성될 수 있다. 이로써 상기 배기부재(140)가 서로 연접했을 때 상기 제1돌기(143)의 짧은 폭으로 인해 가스가 흐를 수 있는 통로가 마련되어 상기 안내부재(130)를 따라 이동하는 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 추출된 가스가 가스 챔버(145)에 보다 원활하게 유입될 수 있다. The second projections 144 may be shorter than the first projections 143 in the longitudinal direction. When the exhaust member 140 is connected to each other, a passage through which the gas can flow due to the short width of the first protrusion 143 is provided to extract the magnesium alloy melt 13 moving along the guide member 130 The gas can be introduced into the gas chamber 145 more smoothly.

또한, 상기 미세홈(142)의 깊이는 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스가 원활하게 분리되면서도 상기 마그네슘 합금 용탕(13)이 유출되지 않는 깊이로 형성되며, 0.001~0.02mm의 깊이면 적당하다. The depth of the fine grooves 142 is formed such that the molten magnesium alloy melt 13 does not flow out while the gas is smoothly separated from the molten magnesium alloy 13, and a depth of 0.001 to 0.02 mm is suitable .

상기 배기부재(140)에 상기 미세홈(142)을 형성하는 것은 대단히 정밀한 가공을 필요로 하는 것으로, 통상의 금속 가공 방법으로 미세홈(142)이 형성된 배기부재(140)를 대량으로 생산하는 것은 상당한 비용과 시간을 요한다. 따라서, 생산 단가를 낮추고 생산 시간을 단축하기 위한 방법으로 본 발명에 따른 배기부재(140)의 미세홈(142)을 에칭(etching)으로 형성하는 것을 제안하는 바이다. 이에 대해 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. The formation of the fine grooves 142 in the exhaust member 140 requires extremely precise processing and mass production of the exhaust member 140 in which the fine grooves 142 are formed by the ordinary metal working method It requires considerable cost and time. Therefore, it is proposed to etch the fine grooves 142 of the exhaust member 140 according to the present invention as a method for lowering the production cost and shortening the production time. This will be described with reference to Figs. 9 and 10. Fig.

먼저, 도 9a에 도시한 바와 같이 배기부재(140)를 준비한다. First, the exhaust member 140 is prepared as shown in FIG. 9A.

이후, 도 9b에 도시된 바와 같이 배기부재(140) 상에 레지스트층(161)을 형성한다. 이 때 레지스트층(161)을 이루는 물질은 포토 레지스트 또는 열경화성 레지스트 등 일반적으로 사용되는 다양한 종류의 레지스트가 적용될 수 있으며, 필름 형식이나 스프레이 도포 등으로 형성될 수 있다.Thereafter, a resist layer 161 is formed on the exhaust member 140 as shown in FIG. 9B. The material of the resist layer 161 may be a variety of commonly used resists such as a photoresist or a thermosetting resist. The resist layer 161 may be formed in a film form, a spray coating, or the like.

이후, 도 9c에 도시된 바와 같이 레지스트층(161)에 마이크로 패턴을 형성한다. 마이크로 패턴 형성 방법은 광 리소그래피, 임프린트 리소그래피, 연성 식각, 사출 성형 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.Thereafter, a micropattern is formed in the resist layer 161 as shown in Fig. 9C. Various methods such as optical lithography, imprint lithography, soft etching, and injection molding can be applied to the micro pattern formation method.

이후, 도 9d에 도시된 바와 같이 에칭을 하여 상기 배기부재(140)의 표면 일부를 부식시킨 후 상기 배기부재(140)의 표면에 존재하는 레지스트층(161)을 제거한다. 이때 에칭은 건식 에칭, 또는 습식 에칭 등 다양한 방식의 에칭이 적용될 수 있다. 즉, 상기 배기부재(140)를 부식액(solution)에 노출시켜 부식시키거나, 플리즈마(plasma)에 노출시켜 상기 미세홈(142)을 형성할 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9D, etching is performed to erode a part of the surface of the exhaust member 140, and then the resist layer 161 existing on the surface of the exhaust member 140 is removed. At this time, various types of etching such as dry etching or wet etching can be applied to the etching. That is, the exhaust member 140 may be exposed to a solution to be corroded or exposed to a plasma to form the fine grooves 142.

도 10은 본 발명에 따른 배기부재에 에칭으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 10 is a flowchart for explaining a method of forming a fine groove by etching in an exhaust member according to the present invention.

도시된 바와 같이 배기부재(140) 상에 레지스트층을 형성하는 단계(S110), 상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계(S120), 상기 배기부재(140)의 표면 일부를 부식시키는 단계(S130) 및 상기 레지스트층을 제거하는 단계(S140)를 통해 상기 미세홈(142)을 형성할 수 있다.(S110) forming a resist layer on the exhaust member 140, forming a micropattern on the resist layer S120, etching the surface of the exhaust member 140 (S130 And the step of removing the resist layer (S140) may be performed to form the fine grooves 142.

이때 티타늄 코팅 단계(S150)를 추가할 수 있으며, 티타늄 코팅에 의하여 부식 방지하고, 미세홈(142)이 확장되는 것을 방지할 수 있다.At this time, the titanium coating step (S150) may be added, and the titanium coating may prevent corrosion and prevent the fine grooves 142 from being expanded.

이처럼 배기부재(140)에 에칭으로 미세홈(142)을 형성하게 되면 마그네슘 합금 용탕(13)과 가스를 원활히 분리하여 배출할 수 있다.If the fine grooves 142 are formed in the exhaust member 140 by etching, the magnesium alloy melt 13 and the gas can be smoothly separated and discharged.

또한, 상기 배기부재(140)의 미세홈(142)은 레이져(light amplification by stimulated emission of radiation) 가공을 통해 형성할 수도 있다.Further, the fine grooves 142 of the exhaust member 140 may be formed by laser light amplification by stimulated emission of radiation.

상술한 바와 같이, 상기 미세홈(142)의 깊이는 0.001~0.02mm의 범위인 것이 바람직하므로, 이러한 정밀도를 갖도록 하기 위해서는 정밀 가공에 적합한 레이저 가공을 적용할 수 있다. As described above, it is preferable that the depth of the fine grooves 142 is in the range of 0.001 to 0.02 mm. In order to achieve such precision, laser processing suitable for precision machining can be applied.

도 11과 도 12는 본 발명에 따른 배기부재에 레이저 가공으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 11 and 12 are flowcharts for explaining a method of forming fine grooves by laser machining on an exhaust member according to the present invention.

도시된 바와 같이, 배기부재(140) 표면을 연마하는 단계(S210), 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220), 배기부재(140) 표면에 레이저 가공을 하여 미세홈(142)을 형성하는 단계(S231), 폴리싱(polishing) 단계(S233), 배기부재(140) 표면에 티타늄 코팅하는 단계(S235)를 통해 미세홈(142)을 형성할 수 있다.As shown in the figure, the surface of the exhaust member 140 is polished S210, the foreign material on the surface of the exhaust member 140 is removed S220, the surface of the exhaust member 140 is laser- The fine grooves 142 may be formed through a step S231 of forming the exhaust member 140, a polishing step S233, and a step S235 of coating the surface of the exhaust member 140 with titanium.

여기서, 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220)는 배기부재(140) 미세홈(142)의 정밀도를 높일 수 있도록 각각의 단계 중간에 실시할 수도 있고, 상기 폴리싱(polishing) 단계(S233) 또한 제작 공정 중간에 삽입 될 수 있다.The step S220 of removing the foreign substances on the surface of the exhaust member 140 may be performed in the middle of each step so as to increase the precision of the fine grooves 142 of the exhaust member 140, S233) can also be inserted in the middle of the manufacturing process.

상기 배기부재(140) 표면에 티타늄 코팅하는 단계(S235)를 거치게 되면, 배기부재(140)의 표면에서 발생할 수 있는 부식을 방지할 수 있고, 미세홈(142)이 커지는 현상을 방지할 수 있다.If the titanium coating on the surface of the exhaust member 140 is performed (S235), corrosion that may occur on the surface of the exhaust member 140 can be prevented, and the phenomenon that the fine grooves 142 are enlarged can be prevented .

도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 단계(S239) 전후에 티타늄 코팅 단계(S237)를 거칠 수 있으며, 이는 표면 정밀도를 높이며 가공 후 부식을 방지할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 마찬가지로, 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220)가 배기부재(140)에 형성되는 미세홈(142)의 정밀도를 높일 수 있도록 각각의 단계 중간에 실시할 수도 있다. 상기 폴리싱(polishing) 단계(S233) 또한 제작 공정 중간에 삽입 될 수도 있다.As shown in FIG. 12, the titanium coating step S237 may be performed before and after the laser machining step S239, which enhances the surface precision and prevents corrosion after machining. 11, the step S220 of removing foreign matter on the surface of the exhaust member 140 may be performed in the middle of each step so as to increase the precision of the fine grooves 142 formed in the exhaust member 140 have. The polishing step S233 may also be inserted in the middle of the manufacturing process.

이처럼 레이저 가공으로 미세홈(142)을 형성하게 되면 표면 가공 단계를 거쳐 표면 보다 매끄럽게 가공되어 가스 배출이 보다 원활해 질 수 있다.If the fine grooves 142 are formed by the laser machining, the surface can be processed more smoothly than the surface through the surface processing step, so that the gas discharge can be smoothly performed.

소형 기계에 사용될 기어 같은 작은 금속부품을 만드는 경우처럼 몇몇 경우에는 주조를 하면 상당히 많은 기계 가공을 해야 하며, 손실되는 금속조각이 많기 때문에 분말야금을 이용하는 것이 보다 경제적일 수 있다. 또한 텅스텐 같은 금속처럼 녹는점이 매우 높거나, 또는 구리와 흑연처럼 서로 녹지 않는 물질로 이루어진 합금을 만드는 경우에도 용융시키는 것이 비실용적이다. 이러한 분말야금법은 액체나 기체가 투과할 수 있는 다공성 물체를 만드는 데 이용되기도 한다.In some cases, such as making small metal parts such as gears to be used in small machines, casting requires considerable machining and the use of powder metallurgy can be more economical because there are many pieces of metal that are lost. It is also impractical to melt alloys such as metals such as tungsten, which have very high melting points, or alloys of materials that do not melt with each other, such as copper and graphite. These powder metallurgy methods are also used to make porous objects that can be permeated by liquids or gases.

이러한 분말야금법 중 소결(sintering)방법을 이용하여 상기 미세홈(142)이 형성된 배기부재(140)를 만들 수 있다. 소결방법으로 배기부재(140)를 형성하게 되면, 정밀하게 상기 배기부재(140)를 형성할 수 있고, 이에 추가하여 상기 미세홈(142)을 형성하면 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스가 투과할 수 있어 더욱 효과적인 가스 배출을 기대할 수 있다.In this powder metallurgy method, the exhaust member 140 having the fine grooves 142 formed therein can be formed using a sintering method. When the exhaust member 140 is formed by the sintering method, the exhaust member 140 can be precisely formed. In addition, when the fine grooves 142 are formed, the gas contained in the magnesium alloy melt 13 So that more effective gas emission can be expected.

도 13은 진공펌프를 이용하여 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있도록 한 구성을 설명하기 위한 사용상태도이다. 13 is a use state diagram for explaining a configuration in which gas can be forcibly separated from the magnesium alloy melt 13 by using a vacuum pump.

도시된 바와 같이, 본 발명의 분사어셈블리는 메인몸체(110) 외주면에 진공펌프(150)를 설치하여 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있다. As shown in the drawing, the spray assembly of the present invention can be provided with a vacuum pump 150 on the outer circumferential surface of the main body 110 to forcibly separate gas from the magnesium alloy melt 13.

이같은 구성에 의하면 상기 가스 챔버(145), 분할된 배기부재(140)의 조각 틈새, 상기 제1가이드홈(131)과 제2가이드홈(132) 등으로부터 보다 빠르고 효율적으로 가스를 추출하여 배출할 수 있게 된다.
According to such a configuration, gas can be extracted and discharged from the gas chamber 145, the slit of the divided exhaust member 140, the first guide groove 131 and the second guide groove 132 more quickly and efficiently .

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반사어셈블리의 작용 및 동작을 첨부한 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.The operation and operation of the reflective assembly according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 도가니(10)로부터 용탕 공급배관(16d)를 통해 메인몸체(110)의 용탕 통로(111)로 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)은 연결공(134)을 통하여 제2가이드홈(132)으로 공급되고, 상기 제2가이드홈(132)을 따라 이동한다. 그러나, 상기 제2가이드홈(132)은 그 끝이 막혀 있으므로 상기 마그네슘 합금 용탕(13)은 이동을 제한받으면서 제1가이드홈(131)으로 넘어간 후 제1가이드홈(131)을 따라 이동한다. 이 과정에서 마그네슘 합금 용탕(13)이 얇고 고르게 펴지게 되며, 이때 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함되어 있는 가스가 효과적으로 추출된다. The molten magnesium alloy 13 supplied from the crucible 10 according to the present invention to the molten metal channel 111 of the main body 110 through the molten metal supply pipe 16d flows through the connecting hole 134 into the second guide groove 132, and moves along the second guide groove 132. However, since the end of the second guide groove 132 is closed, the magnesium alloy melt 13 moves to the first guide groove 131 while being restricted from movement, and then moves along the first guide groove 131. In this process, the magnesium alloy melt 13 is thinned and evenly spread, and the gas contained in the magnesium alloy melt 13 is effectively extracted.

이후, 추출된 가스는 배기부재(140)들 사이에 형성된 틈을 통하여 가스 챔버(145)에 수집된다. 또한, 상기 배기부재(140)를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여도 가스 챔버(145)에 수집된다. 그 후, 수집된 가스는 배기부재(140)를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여 메인몸체(110)의 내주면으로 이동되고, 상기 메인몸체(110)에 형성된 가스 배기구(112)를 통하여 메인몸체(110)의 외부로 최종 배출된다.Thereafter, the extracted gas is collected in the gas chamber 145 through the gap formed between the exhaust members 140. Further, the gas is collected in the gas chamber 145 through the gap between the pieces constituting the exhaust member 140. The collected gas is then transferred to the inner circumferential surface of the main body 110 through the gap between the respective pieces constituting the exhaust member 140 and is discharged through the gas exhaust port 112 formed in the main body 110, And finally discharged to the outside of the body 110.

계속해서 본 발명에 따른 안내부재(130) 및 배기부재(140)의 변형된 구성에 대해 설명하기로 한다. Next, a modified configuration of the guide member 130 and the exhaust member 140 according to the present invention will be described.

도 14는 본 발명에 따른 안내부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 참조사시도이고, 도 15는 도 14의 I-I에 따른 단면도이다. Fig. 14 is a perspective perspective view for explaining a modified configuration of the guide member according to the present invention, and Fig. 15 is a sectional view taken along line I-I of Fig.

도시된 바와 같이, 변형된 안내부재(130-2)는 변형전과 같이 복수의 가이드홈(131-2)이 형성되어 있는 구성에는 변함이 없으나 상기 가이드홈(131-2)은 변형전보다 촘촘하게 밀집되게 형성되고 헤드(120)방향과 그 반대방향 양편으로 모두 뚫려 있는 것을 특징으로 한다. As shown in the drawing, the deformed guide member 130-2 remains unchanged from the configuration in which the plurality of guide grooves 131-2 are formed as before the deformation, but the guide grooves 131-2 are tightly packed closer than before the deformation And is formed in both the direction of the head 120 and the opposite direction.

이같은 구성에 따르면 변형전 안내부재(130)와 비교하여 구성이 더욱 간단하여 생산비용을 줄일 수 있는 장점을 갖게 된다.
According to such a configuration, the structure is made simpler than the deformation-leading guide member 130 and the manufacturing cost can be reduced.

도 16 내지 도 18은 변형된 형태의 배기부재를 설명하기 위한 참조 정면도이다. 16 to 18 are reference front views for explaining a modified exhaust member.

도 16의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할된 구성은 동일하나 제1돌기(143)에 형성된 배기공(147)을 제거한 것을 특징으로 한다. 이같이 상기 배기공(147)이 배제되더라도 각 조각들의 틈 사이로 미세한 유로가 형성되어 가스의 배출이 가능하다. In the case of FIG. 16, the structure is the same as that of the first embodiment except that the exhaust hole 147 formed in the first protrusion 143 is removed. Even if the exhaust hole 147 is excluded, a minute flow path is formed between the gaps of the individual pieces, and the gas can be discharged.

도 17의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할되지 않은 단일의 몸체로 형성되고 제1돌기(143)에 복수의 배기공(147)이 구비된 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 각 조각들의 틈 사이로 가스의 배출은 이루어지지 않더라도 제1돌기(143)에 구비된 복수의 배기공(147)들에 의해 가스의 배출이 원활하게 이루어진다. 17 is characterized in that it is formed of a single body which is not divided into several pieces as compared with the pre-de-exhausting member 140, and the plurality of exhaust holes 147 are provided in the first protrusion 143. According to such a configuration, even if the gas is not discharged between the gaps of the individual pieces, the gas can be smoothly discharged by the plurality of exhaust holes 147 provided in the first protrusion 143.

도 18의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할되지 않은 단일의 몸체로 형성되는 대신 제1돌기(143)가 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 복수의 조각 돌기들로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 상기 배기공(147)과 마찬가지로 각 조각 돌기들의 틈 사이로 가스의 배출이 원활하게 이루어진다.
In the case of FIG. 18, instead of being formed as a single body that is not divided into several pieces as compared with the pre-de-exhausting member 140, the first protrusion 143 may be divided into a plurality of pieces And protrusions. According to this configuration, as in the case of the exhaust hole 147, gas is smoothly discharged through the gap between the engraving projections.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

10 : 도가니 15 : 주입노즐
20 : 금형 21 : 주형
100 : 분사어셈블리 110 : 메인몸체
111 : 용탕 통로 120 : 헤드
130 : 안내부재 140 : 안내부재10: crucible 15: injection nozzle
20: mold 21: mold
100: injection assembly 110: main body
111: molten metal passage 120: head
130: guide member 140: guide member

Claims (20)

순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니에 장입하여 용융하는 단계와;
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 난연화를 위해 칼슘을 첨가하는 단계와;
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가하는 단계와;
상기 칼슘, 희토류 금속이 첨가된 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 주조품을 성형하는 단계와;
상기 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계를 포함하여 이루어지고,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 가공성을 부여하기 위하여 리튬(Lithium)을 더 첨가하고,
상기 마그네슘 합금 용탕의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니 내에서 마그네슘 합금 용탕이 채워지고 남은 상부 공간에 주입하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.Charging pure magnesium or a magnesium alloy into a crucible and melting the crucible;
Adding calcium to the melted magnesium alloy melt to soften the melt;
Adding a rare earth metal to the molten magnesium alloy melt for strength reinforcement;
Forming a casting product by injecting the magnesium alloy melt into which the calcium or rare earth metal is added, into a mold;
And extracting and discharging the gas from the magnesium alloy melt just before injecting the magnesium alloy melt into the mold,
Lithium is further added in order to impart processability to the molten magnesium alloy melt,
A rare gas or nitrogen gas selected from argon, helium, neon, and xenon is injected into the upper space filled with the magnesium alloy melt in the crucible in order to suppress ignition and combustion of the magnesium alloy melt. Method for manufacturing eco-magnesium alloy. 제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계는,
상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 배기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법,The method according to claim 1,
The step of extracting and discharging the gas from the magnesium alloy molten metal includes:
Wherein a plurality of exhaust members formed in a ring shape are wrapped around a certain section of the magnesium alloy melt while guiding the magnesium alloy melt to flow through a certain section of the magnesium alloy melt, thereby exhausting the magnesium alloy melt from the magnesium alloy melt. 제2항에 있어서,
상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.3. The method of claim 2,
The exhaust member includes a first projection projecting in the longitudinal direction on one side surface, a second projection projecting in the longitudinal direction on the one side surface in the longitudinal direction and having a ventilation fine groove formed in the radial direction, and a second projecting portion provided between the first projection and the second projection And a gas chamber formed therein. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI > 제3항에 있어서,
상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the first protrusions are formed higher than the second protrusions in the longitudinal direction. 제3항에 있어서,
상기 배기부재는 복수개의 조각으로 분할된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the exhaust member is divided into a plurality of pieces. 제3항에 있어서,
상기 배기부재의 제1돌기에는 가스를 배출할 수 있는 복수의 배기공이 더 구비된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the first projection of the exhaust member is further provided with a plurality of exhaust holes capable of exhausting gas. 제3항에 있어서,
상기 배기부재의 제1돌기는 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 다수의 돌기들로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the first protrusion of the exhaust member is composed of a plurality of protrusions that are spaced apart from each other so as to discharge gas. 제3항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하기 위하여, 외측면에 길이방향을 따라 마그네슘 합금 용탕의 이동을 안내하는 가이드홈을 구비한 안내부재를 구비하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein a guiding member having guide grooves for guiding the movement of the magnesium alloy melt along the longitudinal direction is provided on the outer side so as to guide the magnesium alloy melt to flow through a certain section. 제3항에 있어서,
상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제 추출하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법. The method of claim 3,
Wherein a vacuum pump is provided to surround the outside of the exhaust member to forcibly extract gas from the magnesium alloy melt by vacuum pressure. 제3항에 있어서,
상기 배기부재의 미세홈은 에칭, 방전 가공, 레이저 가공 중 어느 한 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the fine grooves of the exhaust member are formed by any one of etching, electrical discharge machining, and laser machining. 제10항에 있어서,
상기 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법은,
배기부재 상에 레지스트층을 형성하는 단계;
상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계;
상기 배기부재의 표면 일부를 부식시키는 단계; 및
상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.11. The method of claim 10,
The method of forming the fine grooves by etching includes:
Forming a resist layer on the exhaust member;
Forming a micropattern on the resist layer;
Corrosion a part of the surface of the exhaust member; And
And removing the resist layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI > 제1항에 있어서,
상기 첨가되는 칼슘은 0.3 내지 3중량%인 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the added calcium is 0.3 to 3% by weight. 제12항에 있어서,
상기 칼슘의 첨가를 위해 산화칼슘(CaO) 분말을 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein calcium oxide (CaO) powder is added for the addition of calcium. 제1항에 있어서,
상기 첨가되는 희토류 금속은 0 내지 3.0 중량%(0은 제외)의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the rare earth metal is at least one element selected from the group consisting of atomic numbers 57 to 71 of 0 to 3.0 wt% (excluding 0). 제14항에 있어서,
상기 첨가되는 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the rare earth metal is one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), and dysprosium (Dy). 제1항에 있어서,
상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕에 의해 채워진 상기 도가니 내의 하부 공간에도 주입하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method according to claim 1,
And the rare gas or nitrogen gas is injected into the lower space in the crucible filled with the magnesium alloy melt. 제1항에 있어서,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 결정립을 미세화하기 위해 지르코늄(Zr)을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein zirconium (Zr) is further added to the molten magnesium alloy melt for finely graining the crystal grains. 제1항에 있어서,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성을 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein zinc is further added to the melted magnesium alloy melt so as to recover a decrease in corrosion resistance due to the calcium addition. 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 형성하는 도가니와;
상기 도가니에서 형성된 마그네슘 합금 용탕을 분사하는 분사어셈블리와;
상기 분사어셈블리에서 분사되는 마그네슘 합금 용탕을 받아 주조품으로 성형하는 금형을 포함하여 이루어지고,
상기 분사어셈블리는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 감싸주는 링 형태로 형성된 복수의 배기부재를 구비하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출할 수 있도록 하되, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어지고,
상기 도가니의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 마그네슘 합금 용탕으로 채워진 도가니 내부의 하부 공간에서 희유가스를 주입할 수 있도록 한 역티자형의 주입노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조장치.A crucible for melting pure magnesium or a magnesium alloy to form a molten metal;
A spray assembly for spraying the magnesium alloy melt formed in the crucible;
And a mold for molding the magnesium alloy melt injected from the injection assembly into a casting,
Wherein the injection assembly includes a plurality of exhaust members formed in a ring shape for guiding the magnesium alloy melt to flow through a certain section and surrounding the predetermined section so as to be able to extract and discharge the gas from the magnesium alloy melt, The exhaust member includes a first protrusion protruding in the longitudinal direction on the one side surface, a second protrusion protruding in the longitudinal direction on the inner circumferential surface of the first side surface and having an exhaust groove formed in the radial direction, and a second protrusion formed between the first protrusion and the second protrusion And a gas chamber,
And an injection nozzle for injecting the rare gas in a lower space inside the crucible which is inserted through the upper cover of the crucible and extends downward and filled with the magnesium alloy melt, . 제19항에 있어서,
상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조장치.20. The method of claim 19,
Wherein the first protrusions are formed to be higher in the longitudinal direction than the second protrusions.
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