KR101627982B1 - 알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형은, 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응되는 고정코어(11)가 설치되어 있되, 고정코어(11)에는 상기 관통홀(1a) 위치에 대응되는 고정인서트(11a)가 돌출되어 설치되어 있는 고정금형(10)과; 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 가동코어(21)가 설치되어 있되, 상기 가동코어(21)는 고정코어(11)와의 사이로 클러치 하우징의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(22)를 형성하고, 상기 캐비티(22)는 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 측 위치에 대응되어 용탕이 주입 가능하도록 이루어진 보조캐비티(22a)가 형성되어 있으며, 상기 고정금형(10)에 대향되어 위치하고, 고정금형(10)을 향해 전,후진하도록 이루어져 있는 가동금형(20)과; 유압실린더에 의해 상기 가동금형(20)과 연결되어 가동금형(20)을 이동시키고, 중앙에 가압실린더(31)가 설치되어 있는 베이스(30)와; 상기 가압실린더(31)에 연결되어 상기 고정인서트(11a)를 향해 전후로 이동 가능하도록 설치되어 단부가 상기 보조캐비티(22a) 내부로 주입되는 용탕을 가압하도록 이루어진 부분가압핀(40)과; 상기 고정금형(10) 일측에 형성되어 있으며, 용탕이 외부로부터 유입되는 금형슬리브(50)와; 일측이 상기 금형슬리브(50)와 연결되어 있고, 타측은 상기 캐비티(22)와 연결되어 금형슬리브(50)를 통해 캐비티(22)로 용탕이 주입되는 탕구(60);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 본 발명에 의해, 클러치 하우징의 홀이 형성되는 부분에 고정코어에 고정인서트를 설치하고, 반대편 가동코어측을 관통하여 가압하는 부분가압핀을 설치하며, 캐비티는 클러치의 홀에 대응되는 부분에 보조캐비티가 연통되도록 형성하여 부분가압핀의 보조캐비티 가압을 통해 인게이트 응고 후 금형 내부에서 한단계 더 가압함에 따라 제품 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있고, 더불어, 슬리브 직경 대비 탕구의 면적을 종래와 달리 두께가 두껍고 폭을 넓게 함으로써 용탕의 주입 완료 후 인게이트 응고 시간이 지연되도록 하고, 용탕의 응고시 금형 내부에서의 용탕 수축량만큼을 러너를 통해 추가 공급함으로써 제품 조직을 가일층 치밀하게 육성할 수 있게 되며, 폭이 넓은 탕구로 구성됨에 따라 주조기에서의 주조 압력을 충분한 시간 동안 금형 내부로 전달하여 제품 내의 기공을 최소화시킬 수 있게 된다.

Description

알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법{manufacturing method of aluminum cluth housing}

본 발명은 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 관한 것으로, 두꺼운 러너를 통해 전달된 주조 압력 융융금속을 인게이트 응고 후 한단계 더 가압함으로써 제품의 모든 조직을 보다 치밀하게 하고, 또, 게이트 두께를 두껍게 하여 사출 완료 후 인게이트 응고 시간을 지연시킨 다음 용탕 응고시 금형 내부 용탕 수축량만큼 러너를 통해 공급하여 제품 조직을 치밀하게 한, 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 클러치는 오토미션 내부에서 작동하는 부품으로 엔진에서 미션으로 토크 컨버터를 통해 전달된 엔진의 회전력을 변속(감속)하기 위하 유성기어들의 조합을 컨트롤하는 기능을 한다.

클러치 하우징의 내부에는 다수 조합된 클러치 디스크와 마찰판, 그리고 피스톤이 조립되며 유로를 통해 제품으로 전달된 유압을 피스톤의 힘을 통해 필요한 부위에 유성기어 관련 부품으로의 동력을 단속시켜 변속을 조합하게 된다.

따라서, 클러치 하우징은 내부의 높은 열과 압력을 견딜 정도의 물적 특성을 가져야 한다.

클러치 하우징의 제조와 관련된 기술을 살펴보면, "자동차용 클러치 하우징의 제조장치"(한국 공개실용신안공보 제20-1992-0019299호, 특허문헌 1)에 금속판을 도넛 형태로 절단한 후 중심구멍 상면부와 둘레의 상면부에 원통형으로 된 벽체를 용접하는 방법, 도넛 형태로 된 소재를 압착하여 중심부의 벽과 외측의 벽이 동시에 성형되도록 하는 방법 등이 공개되어 있다.

상기와 같이 금속을 프레싱하여 제조하는 종래의 공법의 경우 정밀도가 떨어지는 문제, 방열을 위한 가공상의 어려움 등에 의해 근래의 클러치 제조에는 실질적으로 적용되지 않는 상태이다.

이러한 문제로 인해 근래에 들어 클러치 하우징은 압출 성형에 의해 제조된다.

일반적으로 압출성형은 고온으로 용융된 용융물을 높은 압력으로 가동금형과 고정금형의 사이에 형성된 캐비티로 주입시켜 일정한 형태로 성형하게 된다.

특히, 압출성형 중 다이주조라는 다이캐스팅(Die casting)은 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 동일한 형상의 주물을 얻는 정밀주조법이다.

이와 같은 다이캐스팅에 의한 주물제조는, 주물의 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없으면서도 대량생산이 가능함과 더불어 기계적 성질도 우수하다는 장점이 있다

이와 같은 다이캐스팅 주물에 이용되는 금속은 아연과 알루미늄 및 주석과 구리 등의 합금으로서, 다이캐스팅주조기를 사용하여 공기압이나 수압 또는 유압 등에 의해 금형 내로 주입하여 냉각 응고시킴으로서 제품을 주조하게 된다.

일반 다이캐스팅 공법 적용에 의한 제품생산은 만성적인 기공 증대, 응고수축공, 파단층 등이 많이 존재하여 높은 기계적인 특성을 확보할 수 없었다.

특히, 제품 내의 주요 체결부위의 높은 위치에 기공이 발생하여 제품 불량의 결과를 초래한다.

이러한 일반 다이캐스팅의 기공증대의 주요원인은 금형 내의 잔류가스에 기인하여 발생하는 것으로 알려져 있으며, 최적주조조건 확립에 의한 기공감소 및 응고수축공, 파단층 등의 문제점을 줄여줄 수 있으나 고강도 및 고기능성 품질을 얻는데는 한계성을 가진다.

특히, 알루미늄 합금(Aluminum alloy) 또는 순 알루미늄을 사용하여 축대칭 방사형 제품을 주조하여 제조하는 경우 용융된 상태의 알루미늄 합금의 용탕을 금형에 주입하여 주조하는 경우, 용탕의 단시간 고속주입과 이에 따른 공기의 혼입으로 인하여 용탕의 응고시 제품에 많은 기공률이 증가하게 되어 응고조직이 불균일한 주조 결함이 발생한다.

도 1, 2에 도시된 것처럼 클러치 하우징은 외주면에 방열을 위한 다수의 요철이 형성되어 있으며, 중앙에 전후로 관통하는 홀이 형성된 형상을 취한다.

한편, 다이캐스팅 금형과 관련된 기술로는 "3단계 파티션이 형성된 고진공 다이캐스팅 금형구조"(한국 등록특허공보 제10-1362701호, 특허문헌 2)에 나타난 바와 같이 고정금형, 상기 고정금형을 향해 전,후진 이동하는 가동금형, 고정금형과 가동금형 사이에 형성되어 성형하고자 하는 물품의 형상에 대응되는 형상을 갖는 캐비티를 포함한 구성이 공개되어 있다.

특허문헌 2와 같은 다이캐스팅 금형을 이용하여 알루미늄 소재의 클러치 하우징을 제조할 경우 통상적으로 두께가 얇은 러너게이트를 통해용탕이 공급되고, 캐비티 내부에 돌출되어 있는 다수의 인서트에 의해 캐비티 내부 공간의 용탕의 압력이 달라지는 현상이 발생하게 된다.

즉, 주조기에서 공급되어 슬리브를 통과하는 용탕의 압력이 캐비티 내부의 인서트들의 위치에 의해 균일한 압력을 받지 않고 이에 따라 용탕 공급이 끝난 후 응고될 때 수축 불량에 따른 기공 발생, 조직이 부분적으로 치밀하지 못하게 되는 점 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 출원인은 이 발명과는 다른 제품인 미션 오일 펌프 커버용 다이캐스팅 금형 관련 기술인 "미션 오일 펌프 커버 제조용 다이캐스팅 금형"(한국 등록특허공보 제10-1547794호)에서는 러너게이트의 분기 및 그 위치의 조정을 통해 미션 오일 펌프 구조에 최적화되어 장애물에 의한 용탕 흐름의 와류 발생을 최소화시켜 기공 혼입을 최소화시킬 수 있게 하였다.

하지만, 클러치 하우징은 미션 오일 펌프 커버에 비해 보다 높은 내열성을 요구하는 바, 그 조직의 치밀성이 가일층 극대화되어야 하므로 본 출원인의 선등록 발명과 같은 기술로는 해결이 어려운 문제점이 있다.

KR 20-1992-0019299 (1992.11.16) KR 10-1362701 (2014.02.07)

본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 클러치 하우징의 홀이 형성되는 부분에 고정코어에 고정인서트를 설치하고, 반대편 가동코어측을 관통하여 가압하는 부분가압핀을 설치하며, 캐비티는 클러치의 홀에 대응되는 부분에 보조캐비티가 연통되도록 형성하여 부분가압핀의 보조캐비티 가압을 통해 인게이트 응고 후 금형 내부에서 한단계 더 가압함에 따라 제품 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 슬리브 직경 대비 탕구의 면적을 종래와 달리 두께가 두껍고 폭을 넓게 함으로써 용탕의 주입 완료 후 인게이트 응고 시간이 지연되도록 하고, 용탕의 응고시 금형 내부에서의 용탕 수축량만큼을 러너를 통해 추가 공급함으로써 제품 조직을 가일층 치밀하게 육성할 수 있게 하려는 것이다.

또한, 폭이 넓은 탕구로 구성됨에 따라 주조기에서의 주조 압력을 충분한 시간 동안 금형 내부로 전달하여 제품 내의 기공을 최소화시키려는 것이다.

본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응되는 고정코어(11)가 설치되어 있되, 고정코어(11)에는 상기 관통홀(1a) 위치에 대응되는 고정인서트(11a)가 돌출되어 설치되어 있는 고정금형(10)과; 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 가동코어(21)가 설치되어 있되, 상기 가동코어(21)는 고정코어(11)와의 사이로 클러치 하우징의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(22)를 형성하고, 상기 캐비티(22)는 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 측 위치에 대응되어 용탕이 주입 가능하도록 이루어진 보조캐비티(22a)가 형성되어 있으며, 상기 고정금형(10)에 대향되어 위치하고, 고정금형(10)을 향해 전,후진하도록 이루어져 있는 가동금형(20)과; 유압실린더에 의해 상기 가동금형(20)과 연결되어 가동금형(20)을 이동시키고, 중앙에 가압실린더(31)가 설치되어 있는 베이스(30)와; 상기 가압실린더(31)에 연결되어 상기 고정인서트(11a)를 향해 전후로 이동 가능하도록 설치되어 단부가 상기 보조캐비티(22a) 내부로 주입되는 용탕을 가압하도록 이루어진 부분가압핀(40)과; 상기 고정금형(10) 일측에 형성되어 있으며, 용탕이 외부로부터 유입되는 금형슬리브(50)와; 일측이 상기 금형슬리브(50)와 연결되어 있고, 타측은 상기 캐비티(22)와 연결되어 금형슬리브(50)를 통해 캐비티(22)로 용탕이 주입되는 탕구(60);를 포함하여 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 금형슬리브(50)는 내경이 65 ~ 85mm로 이루어져 있고, 상기 탕구(60)는 내부 높이 3 ~ 6mm에 내부 폭이 30 ~ 60mm로 이루어져 있으며, 상기 부분가압핀(40)은 직경이 25 ~ 35mm이며, 스트로크가 15 ~ 35mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법은 상기와 같은 다이캐스팅 금형을 이용하여 가동금형(20)을 고정금형(10) 측으로 이동시켜 가동코어(21)와 고정코어(11) 사이에 용탕 주입 공간인 캐비티(22)와 보조캐비티(22a)를 형성한 상태에서 외부의 주조기로부터 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 캐비티(22)로 용탕을 공급하되, 보조캐비티(22a)까지 용탕을 공급하는 1차용탕공급단계와; 상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 1차 주입된 용탕을 응고시키는 1차응고단계와; 상기 1차응고단계에서의 응고에 따른 수축량만큼 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 2차로 용탕을 공급하는 2차용탕공급단계와; 상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 2차 주입된 용탕을 응고시키는 2차응고단계와; 상기 고정인서트(11a)를 향해 부분가압핀(40)을 가압 이동하여 보조캐비티(22a) 내부를 가압하여 보조캐비티(22a)와 연결된 캐비티(22) 내부의 용탕 조직을 치밀하게 하는 가압단계와; 가동금형(20)을 후방 이동시킨 후 탕구(60) 및 보조캐비티(22a) 내부에서 응고된 용탕을 제거하는 마무리단계;

를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 클러치 하우징의 홀이 형성되는 부분에 고정코어에 고정인서트를 설치하고, 반대편 가동코어측을 관통하여 가압하는 부분가압핀을 설치하며, 캐비티는 클러치의 홀에 대응되는 부분에 보조캐비티가 연통되도록 형성하여 부분가압핀의 보조캐비티 가압을 통해 인게이트 응고 후 금형 내부에서 한단계 더 가압함에 따라 제품 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있게 된다.

더불어, 슬리브 직경 대비 탕구의 면적을 종래와 달리 두께가 두껍고 폭을 넓게 함으로써 용탕의 주입 완료 후 인게이트 응고 시간이 지연되도록 하고, 용탕의 응고시 금형 내부에서의 용탕 수축량만큼을 러너를 통해 추가 공급함으로써 제품 조직을 가일층 치밀하게 육성할 수 있게 된다.

또한, 폭이 넓은 탕구로 구성됨에 따라 주조기에서의 주조 압력을 충분한 시간 동안 금형 내부로 전달하여 제품 내의 기공을 최소화시킬 수 있게 된다.

도 1은 클러치 하우징의 일측면 형상을 나타낸 사시도.
도 2는 클러치 하우징의 타측면 형상을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 다이캐스팅 금형의 구조를 개략적으로 나타낸 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 다이캐스팅 금형의 일 실시예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 5는 본 발명에서 고정코어를 상세히 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에서 가동코어를 상세히 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에서 마무리단계 다이캐스팅이 완료된 반제품을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에서 수치가 한정된 부분을 나타낸 도면.

본 발명의 금형을 통해 제조하고자 하는 알루미늄 클러치 하우징(1)은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있고, 둘레를 따라 방열을 위한 돌기가 다수 형성되어 있다.

이러한 알루미늄 클러치 하우징(1)은 클러치휠, 디스크 등에서 발생하는 마찰열로부터 오랜 기간 동안 견뎌내야 하기 때문에 그 조직이 치밀하고, 기공이 적어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 통해 상기와 같은 우수한 품질을 갖는 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 크게 고정금형(10), 가동금형(20), 베이스(30), 부분가압핀(40), 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 포함하여 구성되어 있다.

그밖에 다이캐스팅 금형에 구비되는 용탕주입부재, 진공수단, 슬라이드부재, 이젝트부재 등이 구비됨은 자명하다 할 것이다.

고정금형(10)은 도 3, 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응되는 고정코어(11)가 설치되어 있다.

더불어, 고정코어(11)에는 특별히 상기 관통홀(1a) 위치에 대응되는 고정인서트(11a)가 돌출되어 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

고정코어(11)의 보다 구체적인 형상이 도 5에 도시되어 있다.

도면을 보면, 중앙에 관통홀(1a) 위치에 대응된 고정인서트(11a)가 돌출되게 형성되어 있고, 고정인서트(11a)를 감싼 둘레에는 하우징(1)의 일측면의 홈 부분을 형성하기 위한 보조인서트(11b)가 형성되어 있다.

아울러, 캐비티(22)와 연결되는 외곽에 오버플로우(11c)가 형성되어 있으며, 고정코어(11) 타측에는 고정 칠벤트(11d)가 연결되어 있다.

더불어, 캐비티(22)와 연결되는 탕구(60)가 종래와 돌리 넓적하게 형성되어 있으며, 탕구(60)는 금형슬리브(50)와 연결되어 있는 형태가 도시되어 있다.

가동금형(20)은 도 3, 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 가동코어(21)가 설치되어 있으며, 일반적인 다이캐스팅과 마찬가지로 상기 고정금형(10)에 대향되어 위치하고, 고정금형(10)을 향해 전,후진하도록 이루어져 있다.

가동코어(21)는 고정코어(11)와의 사이로 클러치 하우징(1)의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(22)를 형성한다.

이때, 캐비티(22)는 도시된 바와 같이 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 측 위치에 대응되어 용탕이 주입 가능하도록 이루어진 보조캐비티(22a)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 6에는 가동코어(21)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 보면 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되도록 다수의 가동인서트(21a)가 돌출되어 형성되어 있으며, 금형슬리브(50) 위치에 대응되어 분류자(21b)가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

베이스(30)는 일반적인 다이캐스팅 금형과 마찬가지로 유압실린더에 의해 상기 가동금형(20)과 연결되어 가동금형(20)을 이동시키도록 이루어져 있다.

이때, 도 3, 4에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 가압실린더(31)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

부분가압핀(40)은 도 3, 4, 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 가압실린더(31)에 연결되어 상기 고정인서트(11a)를 향해 전후로 이동 가능하도록 설치되어 단부가 상기 보조캐비티(22a) 내부로 주입되는 용탕을 가압하도록 이루어져 있다.

상기 부분가압핀(40)은 후술하는 금형슬리브(50) 직경을 기준으로 직경이 25 ~ 35mm이며, 스트로크가 15 ~ 35mm인 것을 특징으로 한다.

이러한 직경의 범위는 관통홀(1a) 내경의 50 ~ 70 % 정도의 범위를 갖도록 한정된 것으로, 통상 하우징(1)의 관통홀(1a) 내경이 35 ~ 60 mm일 경우에 대응되는 길이이다.

부분가압핀의 스트로크가 상기 범위로 한정되는 것은 고정인서트(11a) 단부 내측의 보조캐비티(22a)의 길이가 20 ~ 50mm인 경우에 해당하는 수치에 대한 것으로 보조캐비티(22a) 길이의 75%의 길이만큼 스트로크가 이루어질 수 있게 한 것이다.

더불어, 보조캐비티(22a)와 캐비티(22)는 2 ~ 10mm 정도의 틈으로 한정됨이 바람직한데, 상기 스트로크의 범위를 초과할 경우 보조캐비티(22a)와 캐비티(22) 사이 틈에 과도한 압력이 발생하여 응고가 진행중인 용탕 조직이 불안정해지게 되고, 반대로 상기 스트로크 범위 미만일 경우 가압의 효과가 미비해져 조직이 덜 치밀해지게 된다.

금형슬리브(50)는 도 3 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 고정금형(10) 일측에 형성되어 있으며, 용탕이 주조기를 통해 외부로부터 유입되도록 이루어져 있다.

이때, 금형슬리브(50)는 내경이 65 ~ 85mm로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

상기와 같은 금형슬리브(50)의 내경은 주조기로부터 용턍의 량과 압력 전달을 용이하게 위한 직경에 해당한다.

탕구(60)는 도 3 내지 5일측이 상기 금형슬리브(50)와 연결되어 있고, 타측은 상기 캐비티(22)와 연결되어 금형슬리브(50)를 통해 캐비티(22)로 용탕이 주입되도록 이루어져 있다.

상기 탕구(60)는 상기 금형슬리브(50) 내경을 기준으로 내부 높이 3 ~ 6mm에 내부 폭이 30 ~ 60mm로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

탕구의 두께와 폭이 이렇듯 종래와 달리 두껍고 폭이 넓게 형성되어 있는 이유는, 사출이 완료된 후 인게이트(ingate) 응고 시간을 지연시키기 위한 것이다.

이는 일반 다이캐스팅에서 응고 시간을 촉진시키려는 것과 차이를 갖는다.

응고 시간을 지연시키는 것은 급속 응고가 아닌 저속 응고를 통해 조직을 치밀하게 하고 기공 발생율을 저감시키려는 것이며, 성형 과정에서 용탕 수축량만큼 러너를 통해 추가 용탕을 공급하고, 부분가압핀(40)을 통한 가압이 이루어질 때 조직이 보다 치밀해질 수 있도록 유도하기 위함이다.

즉, 주조기로부터 주조 압력을 충분한 시간 동안 금형 내부로 전달되도록 함으로써 제품 내의 기공을 최소화시키려는 것이다.

본 출원인이 다수의 실험 결과 상기 범위의 두께를 초과할 경우 성형 시간이 과도하게 지체되며, 상기 범위 미만일 경우 응고가 빨리 이루어져 부분가압핀(40)을 통한 가압의 효과를 발휘하게 어렵게 된다.

도 8은 상기한 수치가 한정된 부분을 나타낸 도면으로 기호 a는 금형슬리브(50)의 내경을 의미하며, 기호 b는 탕구(60)의 두께(높이), 기호 c는 탕구의 폭, 기호 d는 부분가압핀(40)의 유효 스트로크 길이, 기호 e는 부분가압핀의 직경을 의미한다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 다이캐스팅 금형을 이용하여 알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조 방법은 크게 1차용탕공급단계, 1차응고단계, 2차용탕공급단계, 2차응고단계, 가압단계 및 마무리단계로 구성된다.

1차용탕공급단계는 가동금형(20)을 고정금형(10) 측으로 이동시켜 가동코어(21)와 고정코어(11) 사이에 용탕 주입 공간인 캐비티(22)와 보조캐비티(22a)를 형성한 상태에서 외부의 주조기로부터 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 캐비티(22)로 용탕을 공급하되, 보조캐비티(22a)까지 용탕을 공급한다.

1차응고단계는 상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 1차 주입된 용탕을 응고시킨다.

1차응고단계는 5분 내지 30분 정도의 시간 동안 자연냉각시키는 방법으로 이루어질 수 있다.

1차응고단계를 거치게 되면 용탕은 응고가 진행되면서 수축이 이루어지게 되는데, 2차용탕공급단계에서는 상기 1차응고단계에서의 응고에 따른 수축량만큼 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 2차로 용탕을 공급하여 수축에 따른 불량 및 기공 발생 확률을 저감시킨다.

2차응고단계는 상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 2차 주입된 용탕을 응고시킨다.

가압단계는 상기 고정인서트(11a)를 향해 부분가압핀(40)을 가압 이동하여 보조캐비티(22a) 내부를 가압하여 보조캐비티(22a)와 연결된 캐비티(22) 내부의 용탕 조직을 치밀하게 해준다.

이때, 가압단계는 선택적으로 1차응고단계 이후에도 추가로 진행하여 조직을 보다 치밀화하게 할 수 있다.

모든 가공이 끝나면 마무리단계에서는 가동금형(20)을 후방 이동시킨 후 작업자의 수작업 등의 방법으로 성형된 제품에서 탕구(60) 및 보조캐비티(22a) 내부에서 응고된 용탕을 제거하여 마무리한다.

도 7에는 마무리 작업 직전의 성형된 반제품이 도시되어 있다.

도면의 반제품에서 탕구(60) 및 보조캐비티(22a) 내부에서 응고된 용탕을 제거하여 마무리한다.

제조가 끝난 하우징(1)은 도 1, 2와 같은 형상을 취하게 된다.

이와 같은 방식에 의한 제조 공정을 거치게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 부분가압핀(40)의 작동, 금형슬리브(50)의 직경 및 이와 연계된 탕구(60)의 형상과 두께, 크기, 부분가압핀(40)의 유효 길이 한정이 어우러져 종래에 비해 한층 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조할 수 있게 된다.

1 : 하우징 1a : 관통홀
10 : 고정금형 11 : 고정코어
11a : 고정인서트 11b : 보조인서트
11c : 오버플로우 11d : 칠벤트
20 : 가동금형 21 : 가동코어
21a : 가동인서트 21b : 분류자
22 : 캐비티 22a : 보조캐비티
30 : 베이스 31 : 가압실린더
40 : 부분가압핀 50 : 금형슬리브
60 : 탕구

Claims (3)

1. 중앙에 내경이 35 ~ 60 mm인 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)의 제조 방법에 있어서,
   상기 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응되는 고정코어(11)가 설치되어 있되, 고정코어(11)에는 상기 관통홀(1a) 위치에 대응되는 고정인서트(11a)가 돌출되어 설치되어 있는 고정금형(10)과;
   상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 가동코어(21)가 설치되어 있되, 상기 가동코어(21)는 고정코어(11)와의 사이로 클러치 하우징의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(22)를 형성하고, 상기 캐비티(22)는 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 측 위치에 대응되어 용탕이 주입 가능하도록 이루어진 보조캐비티(22a)가 길이 20 ~ 50mm로 형성되어 있되, 상기 보조캐비티(22a)와 캐비티(22)사이는 2 ~ 10mm의 틈이 형성되어 있으며, 상기 고정금형(10)에 대향되어 위치하고, 고정금형(10)을 향해 전,후진하도록 이루어져 있는 가동금형(20)과;
   유압실린더에 의해 상기 가동금형(20)과 연결되어 가동금형(20)을 이동시키고, 중앙에 가압실린더(31)가 설치되어 있는 베이스(30)와;
   상기 가압실린더(31)에 연결되어 상기 고정인서트(11a)를 향해 전후로 이동 가능하도록 설치되어 단부가 상기 보조캐비티(22a) 내부로 주입되는 용탕을 가압하도록 이루어져 있으며, 직경이 25 ~ 35mm이며, 스트로크가 15 ~ 35mm인 부분가압핀(40)과;
   상기 고정금형(10) 일측에 형성되어 있으며, 용탕이 외부로부터 유입되고, 내경이 65 ~ 85mm인 금형슬리브(50)와;
   일측이 상기 금형슬리브(50)와 연결되어 있고, 타측은 상기 캐비티(22)와 연결되어 금형슬리브(50)를 통해 캐비티(22)로 용탕이 주입되며, 내부 높이 3 ~ 6mm에 내부 폭이 30 ~ 60mm로 이루어져 있는 탕구(60);를 포함하여 구성된 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형을 이용하여,
   가동금형(20)을 고정금형(10) 측으로 이동시켜 가동코어(21)와 고정코어(11) 사이에 용탕 주입 공간인 캐비티(22)와 보조캐비티(22a)를 형성한 상태에서 외부의 주조기로부터 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 캐비티(22)로 용탕을 공급하되, 보조캐비티(22a)까지 용탕을 공급하는 1차용탕공급단계와;
   상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 1차 주입된 용탕을 응고시키는 1차응고단계와;
   상기 1차응고단계에서의 응고에 따른 수축량만큼 상기 금형슬리브(50) 및 탕구(60)를 통해 2차로 용탕을 공급하는 2차용탕공급단계와;
   상기 캐비티(22) 및 보조캐비티(22a)로 2차 주입된 용탕을 응고시키는 2차응고단계와;
   상기 고정인서트(11a)를 향해 부분가압핀(40)을 가압 이동하여 보조캐비티(22a) 내부를 가압하여 보조캐비티(22a)와 연결된 캐비티(22) 내부의 용탕 조직을 치밀하게 하는 가압단계와;
   가동금형(20)을 후방 이동시킨 후 탕구(60) 및 보조캐비티(22a) 내부에서 응고된 용탕을 제거하는 마무리단계;를 포함하여 구성된,
   알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법.
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