KR101698685B1 - 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 워치 케이스의 제조 공법. - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 워치 케이스의 제조 공법은, 왁스 전용 사출 금형을 이용하여 관통 홀을 포함하는 왁스형을 형성하는 왁스형 제작 단계, 상기 왁스형을 세라믹분말(슬러리)로 3~5겹을 감싸고 가열하여 상기 왁스를 녹이고 상기 세라믹을 경화시켜 주형을 형성하는 주형 형성 단계, 상기 주형 내부에 오스테나이트계열 스테인레스강 용강을 주입하는 주물 단계를 포함한다.

Description

핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 워치 케이스의 제조 공법. {a super precise casting and forging method for a watch case having a fine hole with minimized pin hole}

본 발명은 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 워치 케이스의 제조 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 소재를 주조 방식으로 가공하여 손목시계(스마트 워치 포함) 케이스 등을 정밀 주조하고 후처리 하는 일련의 과정을 포함하는 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 스마트 워치 케이스의 제조 공법에 관한 것이다.

본 발명은 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 워치 케이스의 제조 공법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서의 손목시계(워치, watch)는 종래의 아날로그시계 및 전자시계뿐만 아니라, 최근 출시된 스마트 워치 등을 모두 포함하는 개념이다. 또한 본 발명의 정밀 가공 방법의 대상물은 손목시계뿐만 아니라 통신 기능 등이 부여된 소형 정밀 부품 등을 모두 포함하는 개념이다. 이하에서는 이해를 돕기 위하여 손목시계를 대상물로 하여 설명하지만, 물론 본 발명의 대상은 이에 구속되지는 않는다.

현재까지 이와 같은 손목시계 케이스의 가공 방법은 주로 열간 및 냉간 단조나 금속분말사출성형 공정으로 기초구조물을 형성하여 1차 가공한 후, CNC 가공, 수작업 연마, 도금 작업 등의 공정 등을 순차적으로 포함하였다.

이와 같은 종래의 가공 방법은 그 상태로 마무리를 할 수 없어서 고비용이 소요되는 CNC 공정의 가공시간이 과다하게 소요되어 전체적인 가공비 및 가공시간을 낮추는데 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 열간 및 냉간 단조 방식에서 탈피하여 일반 주조 방식이 시도되었지만, 단조 방식 등과는 달리 주조 방식에서는 핀홀PIN HOLE ) 문제로 불량과 내식성 문제가 발생되어 고급 시계 등 프리미엄 제품에는 적용할 수 없었으며, 현재까지 가공이 불가한 특수구조에 적용하는 문제점이 있었다.

또한, 오스테나이트 스테인레스강을 이용하는 주조 방식의 경우, 금속 조직에 변화가 발생하고 결과적으로 자성이 생겨나는 문제점이 발생되었으며, 이로 인하여 전자파의 영향을 받게 되는 스마트 워치용 케이스에는 적용할 수 없는 문제점이 존재한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결할 경우, CNC 공정 등의 가공시간이 획기적으로 절감되어 전체적인 생산 비용을 낮출 수 있으며, 핀홀 및 내식성 문제를 근본적으로 해소하고, 나아가 오스테나이트 스테인레스강 주조 시의 기본적으로 발생하는 자성발생 문제를 인체에 유해한 니켈을 첨가하지 않는 방법으로 해결하는 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 스마트 워치 케이스의 제조 공법을 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법 및 이를 이용한 스마트 워치 케이스의 제조 공법은, 왁스 전용 사출 금형을 이용하여 관통 홀을 포함하는 왁스형을 형성하는 왁스형 제작 단계, 상기 왁스형을 세라믹분말(슬러리)로 3~5겹을 감싸고 가열하여 상기 왁스를 녹이고 상기 세라믹을 경화시켜 주형을 형성하는 주형 형성 단계, 상기 주형 내부에 오스테나이트계열 스테인레스강 용강을 주입하는 주물 단계를 포함한다.

그리고, 상기 왁스형 제작 단계 이후, 상기 주형 형성 단계에 앞서, 핀홀을 방지하기 위하여 진공상태에서 상기 왁스형에 슬러리를 자동으로 바르고 일정 두께로 형성함과 동시에 미세공기방울을 제거하는 슬러리 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬러리 형성 단계는, 상기 왁스형을 스러지와 미세분말세라믹으로 이루어진 슬러리를 이용하여 진공 상태에서 적어도 5회 이상 코팅하여 3.5mm이상~ 5.0mm이하 두께의 코팅을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한 주물단계에서 용탕에 사용된 STS316L재료는 6mm~10mm두께의 반드시 판재만을 사용하여 최소 중량은 170Kg로 전용 가열로를 사용한다. 한편, 상기 주물 단계 이후, 내식성 향상 및 금속 피로 현상 방지를 위하여 일반 황산/인산을 이용한 전해 연마와 다르게 질산 나트륨전해액을 전용으로 이용하여 전해 연마를 수행하는 전해 연마 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다

또한, 상기 주물 단계 이후, 대상물을 가열하여 자성을 띄는 오스테나이트와 페라이트 조직을 비자성을 띄는 오스테나이트 조직으로 환원 시키는 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열처리 단계는, 섭씨 950도 이상 1150도 이하의 온도에서 30분 이상 60분 이하의 시간 동안 가열하여 급냉시키는 것을 특징으로 한다.

상기 열처리 단계는, 무산화열처리로에서 가열이 진행되며, 분해로에 NH3 가스에 촉매제가 투입되어 NH3 가스가 수소가스 75% 와 질소가스 25%로 분해되는 조건으로 분해한 가스를 무산화 열처리로에 투입해야 하며, 열처처리가 진행되는 시간을 30분 이상 60분 이하의 시간 동안 가열한 후, 상온으로 급냉시키는 것을 특징으로 한다. 급냉방법은 상온의 물을 챔버아래족에서 공급하여 상면으로 배수시키는 방식으로서, 이 조건에서 냉각이 부족하여 섭씨 50도 이하로 온도가 떨어지지 않을 경우 지하수를 직접 공급하여 손으로 잡을 수 있는 수준의 온도로 냉각한다.

한편, 상기 왁스형 제작 단계는, 적어도 2개 이상의 왁스 금형을 수평으로 배열한 수평 어셈블리가 적어도 2개 이상 수직으로 배열되며, 상기 왁스형은 수평방향으로 적어도 2개 이상 배열되며, 수직으로 2개 이상 배열된 트리 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 왁스 금형은, 상하 금형과 사이드에서 슬라이딩하는 코아가 적어도 4~14개의 사이드 슬라이딩 코어를 더 포함하며, 상기 금형과 사이드 슬라이딩 코어를 하사점에서 정지시켜 왁스를 사출하고, 사이드 슬라이딩 코어를 분리하여 언더컷 없이 금형을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 트리 형태의 왁스형은 각각의 왁스형의 상하 방향으로 스템부가 연결되어 트리의 수직 연결을 형성하며, 최상층 왁스형의 스템부는 방사형으로 연결된 수평 연결을 형성하고 탕구를 이루며, 상기 스템부는 상기 주물 단계를 거친 대상물에서 최종적으로 제거되는 부분의 상하에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 스마트 워치폰 케이스를 비롯한 통신기능이 있는 소형 정밀부품의 대량 생산시 종래의 단조 방식에 비하여 최소 50%이상의 생산성이 증가하는 효과가 있다. 구체적으로 CNC 가공시간을 일반 단조 공정 후 가공시간과 비교할 때 평균 70%이하로 가공시간을 단축할 수 있다.

또한, 일반 손목시계 케이스 주조시 발생하는 만성적인 품질 문제이기도 한 핀홀 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다..

그리고, 주조 공정에 따른 자성 발생 문제 및 주조에 따른 내식성 및 금속 피로현상 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 소재를 이용한 손목시계 케이스의 기본적인 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 형성 단계를 포함하는 금속 소재를 이용한 손목시계 케이스의 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리 단계를 포함하는 금속 소재를 이용한 손목시계 케이스의 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 단계를 포함하는 금속 소재를 이용한 손목시계 케이스의 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 형성 단계, 후처리 단계, 열처리 단계를 포함하는 금속 소재를 이용한 손목시계 케이스의 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 왁스 금형을 나타내는 구성도이다
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 왁스형 트리를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 왁스형을 나타내는 발췌도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 형성 단계에 따라 왁스형 내부에 슬러리가 코팅된 상태를 나타내는 상태도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조물 트리를 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 주조물을 나타내는 발췌도이다.
도 12는 본 발명으 일 실시예에 따른 개별 주조물에 있어서, 스템부가 연결된 전면부를 최종적으로 제거한 개념도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법을 나타내는 순서도이다.

본 발명에 따른 핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 전용 사출 금형을 이용하여 관통 홀(H)을 포함하는 왁스형(110)을 형성하는 왁스형 제작 단계, 상기 왁스형(110)을 세라믹 슬러리로 감싸고 가열하여 상기 왁스를 녹이고 세라믹을 경화시켜 주형을 형성하는 주형 형성 단계 및 상기 주형 내부에 오스테나이트계열 스테인레스강 용강을 주입하는 주물 단계를 기본적으로 포함한다.

종래의 일반적인 인베스트먼트 주조법의 경우에도, 왁스형 제작하고, 이를 기반으로 주형을 형성하고 최종적으로 용강을 주입하는 주물 단계를 포함한다.

이와 비교하여, 본 발명에 따른 가공 방법은 상기 기본적인 인베스트먼트 주조법을 포함하지만 하기와 같은 두드러진 차이점이 존재하며, 이하 이를 구체적으로 살펴보기로 한다.

종래의 주조법은 일반적으로 소형 구멍까지는 주조하지 않는 것이 용탕 주입시의 관례이다. 미세 구멍까지 주조하게 될 경우, 용강(쉿물)이 미세 부위까지 도달함에 있어서 냉각이 이루어지는 문제가 있어 미세 구멍까지는 주조 단계에서 형성하지 않는 것이다.

이와 대비하여, 본 발명은 특수 전용 왁스 사출 금형을 제작하여 소형 미세 홀까지 모든 가공부위를 로스트 왁스에 성형시켜서 주조한다.

본 발명을 이용하여 MIM금형을 제조하여 16.5% 수축율로 제작하고, 초정밀 왁스금형은 2.85%의 수축을 적용하여서 제조하여 초정밀 주조를 완성한 결과 우수한 정밀도의 주조품이 가능하게 되었다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 왁스형 제작 단계에 사용되는 전용 왁스 사출 금형 구조를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 왁스금형을 특수 제작하여 상하 금형(10, 11, 20, 30) 및 4 ~ 14개의 사이드 슬라이더(41, 42, 43, 44, 45, 46)를 이용하여 미세 홀을 포함하는 정밀수동/자동왁스형을 마련한다. 여기서 사이드 슬리이딩 코어(41, 42, 43, 44, 45, 46)는 자동 에어 실린더 등을 이용하여 슬라이드를 제어한다. 상기 금형(10, 11, 20, 30)과 사이드 슬라이더(41, 42, 43, 44, 45, 46)를 하사점에서 정지시켜 왁스를 사출하고, 사이드 슬라이더(41, 42, 43, 44, 45, 46)를 분리하여 언더컷 없이 금형(10, 11, 20, 30)을 개폐한다. 이와 같이 사출된 왁스형은 도 8과 같은 형태로 상하 스템부(120a, 120b)을 포함한 형태로 이루어지며, 각각의 왁스형(110)이 적층되어 도 7에 도시된 왁스형 트리(100)를 이루게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 주형 형성 단계 이전에 슬러리를 이용하여 왁스형(110)을 코팅하는 슬러리 형성 단계를 더 포함한다. 도 9는 이와 같이 코팅된 상태의 왁스형(110)을 나타낸다.

최종 주조물은 주형의 표면 정밀도에 따라 표면 정밀도가 좌우되므로, 주형 형성 단계 이전에 미리 슬러리를 이용한 코팅층(C)을 형성하여 표면 정밀도를 향상시키는 것이다. 표면 뿐만 아니라 미세 구멍 등도 슬러리로 채워지게 되므로 이 역시 정밀하게 주형에 나타내어질 수 있다. 보다 구체적으로 슬러리는 특정 스러지와 특정 미세분말 세라믹으로만 형성되며, 진공상태에서 기포가 없는 상태의 슬러리가 코팅된다. 코팅은 적어도 5회 이상, 바람직하게는 약 5회 수행되며, 3.5mm ~ 5.0mm의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 코팅의 두께는 시계 케이스의 크기, 미세 홀의 깊이, 케이스의 두께에 따라 달라질 수 있다.

이와 같이 슬러리 형성 단계 이후, 상기 왁스형(110)을 세라믹으로 감싸고 가열하여 상기 왁스형(110)을 녹이고 상기 세라믹을 경화시켜 주형을 형성하는 주형 형성 단계, 상기 왁스형(110)이 제거된 주형 내부에 오스테나이트계열 스테인레스강 용강을 주입하는 주물 단계를 순차적으로 포함하게 된다.

한편, 종래기술에 관하여 상술한 바와 같이 주조 시 미세 형상을 포함하게 될 경우 쇳물을 부분적인 냉각에 따른 문제점이 있다. 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 왁스형 트리(100)를 형성하여 동일시간에 미세부위까지 부분적인 냉각문제 없이 일괄적으로 쇳물이 도달할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 왁스형(110)은 복수 개가 마련되며 상술한 바와 같이 트리 형태로 마련한다. 보다 구체적으로, 수평방향으로 적어도 2개 이상 배열되며, 수직으로 2개 이상 배열된 트리 형태를 가지는 것이다. 도 7에서는 총 6개의 수평방향 배열과 총 4개의 수직 방향 배열을 가진다. 즉, 24개의 왁스형(110)이 동시에 형성되며, 최종적으로 도 10에 도시된 바와 같이 24개의 손목시계 케이스(210)를 동시에 주조할 수 있다.

각각의 왁스형(110)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 손목시계 케이스 전면부(시계 유리 또는 디스플레이부가 형성되는 부분)에 상하 방향으로 각각 스템부(120a, 120b)가 형성되며, 주물 과정에서 용강이 주입되는 경로가 된다. 한편, 수직방향으로 적층된 최상층 왁스형의 스템부(120a)는 방사형으로 연결된 수평 연결부(130)에 연결되어 탕구를 형성한다.

이와 같이 방사형으로 트리 내부로 용강이 주입되기 때문에 각각의 왁스형(110)에 동일 시간에 용강이 주입될 수 있으며, 나아가 개별 왁스형(110)에 있어서 케이스 전면부로부터 용강이 주입되기 때문에 미세 구조에도 불구하고 부분적인 냉각 없이 미세 부위까지 용강이 도달할 수 있다.

한편, 상기 스템부(120a, 120b)는 단 1회만 사용되며, 상기 주물 단계를 거친 주조물에서 최종적으로 제거되는 부분의 상하에 마련된다. 도 11 및 12를 참조하면 손목시계 케이스의 경우 추후 시계 유리 또는 디스플레이부가 마련되는 전면부의 상하에 스템부(120a, 120b)가 마련되며, 최종적으로 도 12와 같이 전면부와 함께 제거되어 기계 유리 또는 디스플레이부가 장착될 수 있는 전면개방부(R)를 형성한다.

한편, 이와 같이 주물 단계 이후 내식성 향상은 물론 금속의 피로 현상을 방지하기 위하여 질산나트륨을 전해액으로 하여 전해 연마 수행하는 전해 연마 단계를 포함한다. 일반적인 전해 연마 단계는 황산, 인산을 이용하지만, 본 발명에서는 내식성 향상을 위하여 질산나트륨을 전해액으로 사용한다. 질산나트륨을 전해액으로 사용함으로써, 표면의 내식성뿐만 아니라 주물 내부 깊숙하게 존재하는 수소까지 제거할 수 있어 금속의 피로현상을 방지할 수 있다.

한편, 종래기술의 또 다른 문제점으로는 오스테나이트 스테인레스강을 이용하여 주조를 수행할 경우, 예를 들어 STS304 또는 STS316L의 경우 비자성을 가지는 오스테나이트 계열임에도 불구하고 주조 후에는 자성이 발생되는 문제점이 있다. AUSTENITE STAINESS STEEL(STS304/STS304L/STS316/STS316L)및 DUPLEX 계열 소재의 경우 동일한 문제점이 있다.

이와 같이 자성이 발생될 경우, 정밀시계나 스마트 워치와 같은 전자제품의 케이스로는 사용이 불가능하게 된다.

본 발명에서는 자성방지를 위해 추가로 니켈을 첨가하지 않는 주조방법으로 주조 후 발생되는 자성을 제거하기 위하여 무산화열처리 단계를 거치게 된다. 도 5에서는 전해 연마 단계 이후로 나타내었지만, 도 4와 같이 주물 단계 이후라면 그 순서가 바뀌어도 무방하다고 할 것이다.

상기 열처리단계는 무산화열처리로에서 가열이 진행되며, 상기 분해로에 NH3 가스가 촉매제로 투입되고, 상기 NH3 가스가 H2 75% 및 N2 25%로 분해된 상태에서 열처리가 진행된다.

또한 제품의 면적에 따라 30분 이상 60분 이하의 시간 동안 가열한 후, 상온으로 급냉시킨다. 상기 급냉은 약 5미터 이상의 챔버 외곽에 상온의 물을 아래쪽으로 투입하여서 챔버 전체에 상온의 물이 흐르게 하여 급냉시키게 된다. 급냉방법은 상온의 물을 챔버아래족에서 공급하여 상면으로 배수시키는 방식으로서, 이 조건에서 냉각이 부족하여 섭씨 50도 이하로 온도가 떨어지지 않을 경우 지하수를 직접 공급하며, 급냉 후 출고온도는 손으로 잡았을 때 문제가 없는 온도수준까지 냉각되어야 한다.

급냉을 거쳐 최종적으로 오스테나이트 조직으로 환원되어 자성이 제거된다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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

10 : 상부 플레이트
11 : 상부 홀더
20 : 하부 플레이트
30 : 하부 홀더
41 : 밴드 홀 슬라이더
42, 44 : 측면 홀, 밴드 홀 슬라이더
43, 46 : 측면 홀, 밴드 홀 슬라이더
100 : 왁스형 트리
110 : 왁스형
120a : 하부 스템부
120b : 상부 스템부
130 : 상층 연결부
200 : 주조물 트리
210 : 주조물
220a : 하부 스템부
220b : 상부 스템부
230 : 상층 연결부
C : 코팅층
H : 홀
R : 전면 개방부

Claims (11)

1. 전용 사출 금형을 이용하여 관통 홀을 포함하는 왁스형을 형성하는 왁스형 제작 단계;
   상기 왁스형을 세라믹으로 감싸고 가열하여 상기 왁스를 녹이고 상기 세라믹을 경화시켜 주형을 형성하는 주형 형성 단계;
   상기 주형 내부에 오스테나이트계열 스테인레스강 용강을 주입하는 주물 단계;를 포함하며,
   상기 왁스형 제작 단계 이후, 상기 주형 형성 단계에 앞서,
   핀홀을 방지하기 위하여 진공상태에서 상기 왁스형에 슬러리를 자동으로 바르고 일정 두께로 형성하여 미세공기방울을 제거하는 슬러리 형성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 왁스형 제작 단계는,
   적어도 2개 이상의 왁스 금형을 수평으로 배열한 수평 어셈블리가 적어도 2개 이상 수직으로 배열되며, 상기 왁스형은 수평방향으로 적어도 2개 이상 배열되며, 수직으로 2개 이상 배열된 트리 형태를 가지고,
   상기 트리 형태의 왁스형은,
   워치 케이스 전면부(디스플레이부가 형성되는 부분)에 상하 방향으로 각각 스템부가 연결되어 트리의 수직 연결을 형성하며, 최상층 왁스형의 스템부는 방사형으로 연결된 수평 연결을 형성하고 탕구를 이루며,
   상기 주물 단계 이후,
   대상물이 주조 시 가열되여 자성을 띄는 오스테나이트와 페라이트 조직을 비자성을 띄는 오스테나이트 조직으로 시키는 무산화 열처리 단계;를 더 포함하고,
   상기 열처리 단계는, 섭씨 950도 이상 1150도 이하의 온도에서 30분 이상 60분 이하의 시간 동안 가열하되 무산화열처리로에서 가열이 진행되며, 분해로에 NH3 가스가 촉매제로 투입되고, 상기 NH3 가스가 H2 75% 및 N2 25%로 분해된 상태에서 열처리가 진행되며, 수냉 방식을 통하여 상온으로 급냉과정을 거치며,
   상기 스템부에 대응되는 부분은 워치 케이스의 상기 전면부와 함께 제거되어 디스플레이부가 장착될 수 있는 전면개방부를 형성하는 것을 특징으로 하는,
   핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법을 이용한 워치 케이스의 제조 공법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬러리 형성 단계는,
   상기 왁스형을 스러지와 미세분말세라믹으로 이루어진 슬러리를 이용하여 진공 상태에서 적어도 5회 이상 코팅하여 3.5mm 이상 5.0mm이하 두께의 코팅을 형성하는 것을 특징으로 하는,
   핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법을 이용한 워치 케이스의 제조 공법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 주물 단계 이후,
   내식성 향상 및 금속 피로 현상 방지를 위하여 질산 나트륨을 전해액으로 이용하여 전해 연마를 수행하는 전해 연마 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법을 이용한 워치 케이스의 제조 공법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 왁스 금형은,
   상하 금형과 사이드에서 슬라이딩하는 4개 이상 14개 이하의 사이드 슬라이딩 코어를 더 포함하며, 상기 금형과 사이드 슬라이딩 코어를 하사점에서 정지시켜 왁스를 사출하고, 사이드 슬라이딩 코어를 분리하여 언더컷 없이 금형을 개폐하는 것을 특징으로 하는,
   핀홀이 극소화된 미세홀을 포함한 초정밀 주조 공법을 이용한 워치 케이스의 제조 공법.
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