KR101761124B1 - 용탕 가압 주조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중력 주조의 문제점과 원심 주조의 문제점을 동시에 해결할 수 있는 새로운 주조 방법, 즉 용탕을 가압하여 주조하는 방법에 관한 것이다.

Description

용탕 가압 주조 방법{MOLTEN METAL PRESS CASTING METHOD}

본 발명은 중력 주조의 문제점과 원심 주조의 문제점을 동시에 해결할 수 있는 새로운 주조 방법, 즉 용탕을 가압하여 주조하는 방법에 관한 것이다.

강철(鋼鐵, Steel)은 철을 주성분으로 하는 금속 합금을 말하며, 크게 탄소강과 특수강으로 구분된다.

탄소강은, 철과 탄소의 합금으로 0.05∼2.1%의 탄소를 함유한 강을 말한다.

합금강은, 합철과 탄소의 합금인 강의 성질을 개량할 목적으로 크로뮴·니켈·망가니즈·몰리브데넘·텅스텐 등과 같은 원소를 하나 이상 첨가해서 만든 강을 말한다.

이와 같은 강철 제품은 주조 또는 단조에 의하여 제조되며, 본 발명은 강철 제품을 비교적 경제적인 제조법인 주조에 의하여 제조하는 방법을 제안하고자 한다.

일반적으로 주조란, 금속을 녹여 주형에 부은 뒤 응고시켜서 주형 내의 공동 모양과 같은 제품을 얻는 것을 말하며, 주조 방법으로는 크게 중력 주조와 원심 주조가 널리 이용되고 있다.

중력 주조(gravity casting)는 용융금속이 자체 중력에 의하여 주형 내부로 주입되는 방식이다. 이 방식은 불순물 내지 기공 등으로 인하여 양질의 제품을 얻기 어렵다는 문제가 있다.

중력 주조의 일종인 사형 주조는 주물사를 이용하여 사형을 제작하고 제작된 사형에 용융금속을 주입하여 반제품을 주조한 이후, 사형을 제거하고 표면 가공과 같은 후처리를 통해 제품으로 생산하는 방식이다. 사형 주조는 주문자의 요구에 맞춘 다양한 형태의 주형을 제작하여 제품을 생산할 수 있으므로 다품종 소량으로 주문되는 제품을 제조하기에 적합한 방식이다. 그러나, 사형 주조로 생산된 제품은 불량률이 높고 품질이 균일하지 못한 단점이 있다. 또한, 사형 주조는 제조 공정이 길고 작업 환경이 열악하다는 문제점이 있다.

원심 주조(centrifugal casting)는 주형을 300~3,000rpm으로 회전시키면서 주형에 용탕을 주입하여 그 원심력으로 주물을 가압하고, 주물 내외의 원심력의 차이로 불순물을 분리시켜 특히 외주부에서 양질의 품질을 얻는 것이다. 크게 진원심주조(True centrifugal casting)와 반원심주조(Semicentrifugal casting), 그리고 센트리퓨징(Centrifuging)으로 분류되며, 아울러 회전축의 방향에 따라 수평형 원심주조와 수직형 원심주조로 분류되기도 한다. 원심 주조는 주로 중공관이나 링 또는 디스크형 제품을 만들기 위한 방법으로 이용되고 있다. 이는 원심력에 의해 제품의 외측 부분은 치밀한 조직 구조와 높은 밀도를 갖는 금속 결정이 배치되고 상대적으로 원심력이 작게 작용하는 회전축 부근은 기포나 불순물과 같은 밀도가 낮은 성분들이 배치되기 때문이다. 따라서 불순물과 기포가 모여있는 내측 표면 일부를 기계가공으로 제거하여 중공관이나 링 또는 디스크형 제품으로 제작하게 된다. 이와 같은 원심 주조는 주형의 회전을 위한 회전장치가 필요하며, 특정 형태의 제품에 한정되어 이용될 수 있으며, 반제품의 형태와 완제품의 형태가 비교적 크게 상이하기 때문에 반제품에서 기계가공으로 제거되는 부분이 과다하다는 문제점이 있다.

한편 특수한 주조법의 하나로서 다이캐스팅(die casting)이 알려져 있다. 다이캐스팅은 용융금속을 대기압 이상의 압력으로 금형에 압입하고, 응고 종료할 때까지 계속 가압하는 기술이다. 이 기술은 용융점(약 600~700℃)이 매우 낮은 비철금속 합금(Al, Zn, Mg 합금등)의 생산에만 한정되어 사용된다는 점에서 용융점이 1400℃ 이상(일반적으로 1500~1700℃)인 탄소강 또는 합금강에는 적용될 수 없다는 문제가 있다. 또한 이 기술은 다이캐스팅 금형 내지 주조품에 대한 정밀한 온도 제어가 필요한 반면, 용융점이 1400℃ 이상(일반적으로 1500~1700℃)인 탄소강 또는 합금강의 용탕은 그 온도가 제어될 수 없다는 문제가 있다.

상기와 같이 현재까지 탄소강 또는 합금강 등의 강철 제품을 제조하기 위한 다양한 방법이 제시되었지만, 각자의 장단점을 가지고 있다.

대한민국 특허등록 제10-1578725호 "원심주조에 의한 환봉 제품 제조방법"(2015.12.14. 등록) 대한민국 공개특허 제10-2012-0005656호 "용해로 및 이를 포함하는 가압주조장치"(2012. 1.17. 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중력 주조의 문제점과 원심 주조의 문제점을 동시에 해결할 수 있는 새로운 주조 방법을 제공하고자 한다. 특히 본 발명은 금속 조직이 치밀하고 밀도가 높으며, 불순물 함량이 매우 적은 탄소강 또는 합금강 제품을 손쉽게 제조할 수 방법을 제안하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 하부에 위치되는 베이스 금형, 상하 방향으로 개방된 통 형태로서 상기 베이스 금형의 가장자리를 따라 배치되는 바디 금형, 상기 바디 금형의 상부에 배치되어 상기 바디 금형의 개방된 상부를 덮게 되며 상하방향으로 적어도 하나 이상의 관통구가 형성된 커버 금형을 포함하여 이루어지는 메인 금형체를 준비하는 메인 금형체 준비 단계 ; 강철 원료를 용해로에서 용융하여 용탕을 준비하는 용탕 준비 단계 ; 상기 용탕을 상기 커버 금형의 관통구를 통하여 상기 메인 금형체 내부에 주입하는 용탕 주입 단계 ; 금형 고정구가 하부에 마련된 보조 실린더가 상기 금형 고정구로 상기 커버 금형을 하부로 가압하여 가압 상태를 유지하는 커버 금형 가압 단계 ; 상기 용탕 주입 단계 및 상기 커버 금형 가압 단계 이후 가압용 금형이 하부에 마련된 메인 실린더가 하부로 이동하여 상기 가압용 금형이 상기 커버 금형의 관통구를 관통하면서 상기 금형 구조체 내부로 삽입되면서 상기 용탕이 상기 메인 금형체의 내면과 상기 가압용 금형과 접촉되면서 가압되는 용탕 가압 단계 ; 상기 용탕 가압 단계 이후 상기 메인 실린더가 상부로 이동하여 상기 가압용 금형이 상기 메인 금형체로부터 분리되는 가압용 금형 분리 단계 ; 상기 가압용 금형 분리 단계 이후 상기 보조 실린더가 상부로 이동하여 상기 금형 고정구가 상기 커버 금형으로부터 분리되는 금형 고정구 분리 단계 ; 상기 금형 고정구 분리 단계 이후 상기 메인 금형체를 개방하여 상기 용탕이 응고된 반제품을 얻어내는 반제품 취출 단계 ; 를 포함하여 이루어지며, 상기 커버 금형의 관통구는 복수로 형성되며, 상기 커버 금형의 복수의 관통구는, 상기 용탕의 주입과 상기 가압용 금형의 관통을 위한 메인 관통구와, 불순물 및 기포의 배출을 위한 벤트(vent)용 관통구로 구분되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 가압용 금형은 하부로 향하면서 점차적으로 단면적이 감소하는 상광하협의 형태로서 상기 가압용 금형의 표면에는 이형제가 도포된 것이 바람직하다.

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상기와 같이 본 발명은, 금속 조직이 치밀하고 밀도가 높으며, 불순물 함량이 매우 적은 탄소강 또는 합금강 제품을 손쉽게 제조할 수 있다.

또한 본 발명은 원심주조와 달리 제품의 형태에 특별한 제한이 없으며, 고속회전을 위한 장치가 필요하지 않으며, 반제품에 대한 기계 가공을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 금형체의 단면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예의 용탕 주입 단계의 모식도,
도 4는 본 발명의 일 실시예의 커버 금형 가압 단계의 모식도,
도 5는 본 발명의 일 실시예의 용탕 가압 단계의 모식도,
도 6은 본 발명의 일 실시예의 가압용 금형 분리 단계의 모식도,
도 7은 본 발명의 일 실시예의 금형 고정구 분리 단계의 모식도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 반제품의 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 금형체의 단면도이며, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 용탕 주입 단계의 모식도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예의 커버 금형 가압 단계의 모식도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예의 용탕 가압 단계의 모식도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예의 가압용 금형 분리 단계의 모식도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예의 금형 고정구 분리 단계의 모식도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 반제품의 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 용탕 가압주조 방법을 순차적으로 설명한다.

(1) 메인 금형체 준비 단계

먼저 용탕의 주입을 위한 메인 금형체(100)를, 도 1 및 도 2와 같이 준비한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 금형체의 단면도이며, 도 2는 도 1의 평면도이다.

메인 금형체(100)는 베이스 금형(110), 바디 금형(120), 커버 금형(130)으로 이루어진다.

베이스 금형(110)이 하부에 배치되며, 그 상부에 바디 금형(120)이 배치되며, 바디 금형(120)의 상부에 커버 금형(130)이 배치된다.

바디 금형(120)은 상하 방향으로 개방된 통 형태로서 베이스 금형(110)의 가장자리를 따라 배치된다. 즉 바디 금형(120)의 개방된 하부가 베이스 금형(110)에 의하여 막히게 된다.

본 실시예에서는 바디 금형(120)이 쉽게 분리될 수 있도록, 방사상 방향으로 분할된 복수의 분할 금형, 즉 반원통 형태의 분할 금형이 조합되어 바디 금형(120)을 이루도록 설계하였다.

아울러 바디 금형(120)의 상부에 커버 금형(130)이 배치되어 바디 금형(120)의 개방된 상부를 덮게 된다.

커버 금형(130)에는 상하방향으로 적어도 하나 이상의 관통구가 형성되며, 본 실시예에서는 복수의 관통구가 형성되도록 하였으며, 복수의 관통구는 그 용도에 따라 메인 관통구(131)와 벤트(vent)용 관통구(132)로 구분될 수 있다. 아울러 메인 관통구(131)는 벤트용 관통구(132)보다 큰 직경으로 형성된다.

본 실시예에서 메인 관통구(131)는 중앙에 크게 형성되며, 벤트용 관통구(132)는 메인 관통구(131)의 주변에 골고루 작게 형성된다.

본 실시예에서 메인 관통구(131)는 오직 1개가 형성되는 것으로 하였지만, 실시예에 따라서는 복수의 메인 관통구(131)가 형성될 수도 있다.

본 실시예에서 베이스 금형(110)과 바디 금형(120)은 분리 가능하도록 설계되며, 베이스 금형(110)의 둘레에 바디 금형(120)의 하부가 밀착 결합되어 용탕의 주입시에 용탕이 외부로 새어나가지 않도록 한다.

또한 본 실시예에서 커버 금형(130)은 바디 금형(120)과 분리 가능하도록 설계되며, 커버 금형(130)은 바디 금형(120)의 상부에 결합된 이후 용탕의 가압시에 용탕이 외부로 새어나가지 않도록 한다.

그러나 이와 같은 베이스 금형(110), 바디 금형(120), 커버 금형(130)은 모두 분리될 수도 있지만, 경우에 따라서는 다른 어느 하나와 일체로 형성될 수도 있다.

또한 베이스 금형(110), 바디 금형(120), 커버 금형(130)의 형태는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편 커버 금형(130)을 장착하기 전에 메인 금형체(100)의 내부에 더미 베이스(dummy base, 200)를 설치한다. 즉 베이스 금형(110)의 상면에 더미 베이스(200)를 장착한다.

더미 베이스(200)를 장착한 후 후술할 반제품(500)을 메인 금형체(100)으로부터 원활하게 분리하기 위하여, 이형제(미도시)를 더미 베이스(200)의 상면과 바디 금형(120)의 내면과 커버 금형(130)의 하면 등에 도포한다.

물론 더미 베이스(200)를 장착하지 않는다면 베이스 금형(110)의 상면에 이형제를 도포하게 될 것이다. 이와 같이 이형제를 도포하는 기법은 일반적인 것이므로 상세한 설명을 생략한다.

더미 베이스(200)는 메인 금형체(100)로부터 반제품(500)을 취출할 때 반제품(500)이 베이스 금형(110)의 상면에 고착되어 베이스 금형(110)이 폐기하지 않도록 설치하는 것이다.

더미 베이스(200)는 메인 금형체(100)와는 달리 저렴한 소재로 제작되어 사용될 수 있으며, 더미 베이스(200)의 상면에도 이형제가 도포되므로 반제품(500)이 더미 베이스(200)에 고착되지 않게 되므로, 더미 베이스(200)의 고착 문제가 발생하기 전까지 더미 베이스(200)는 여러 차례 재사용 가능하다.

(2) 용탕 준비 단계

금형 준비단계와는 별도로 강철 원료를 용해로에서 용융하여 메인 금형체(100)에 주입 가능한 용융금속 상태, 즉 용탕(molten metal)을 준비한다.

용탕 준비는 주조를 통한 제품 생산 과정에서 반드시 필요한 단계이며 종래의 기술로 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서의 용탕은 강철 원료, 즉 탄소강 원료 또는 합금강 원료가 용융된 것으로서, 탄소강 원료 또는 합금강 원료는 1400℃ 이상(통상 1500~1700℃)의 용융점을 가진다.

(3) 용탕 주입 단계

준비된 용탕을, 도 3과 같이, 커버 금형(130)의 메인 관통구(131)를 통하여 메인 금형체(100) 내부에 주입한다.

즉 이때 메인 관통구(131)가 탕구로 이용된다.

이에 의하여 메인 금형체(100) 내부에 용탕(510)이 채워진다. 본 실시예에서 용탕(510)은 커버 금형(130)과 접촉하지 않을 정도로 채워진다. 이는 후술하는 가압용 금형(321)이 삽입되는 부피를 고려한 것이다.

용탕(510)이 메인 금형체(100) 내부에 채워져도 베이스 금형(110)은 더미 베이스(200)로 인하여 용탕(510)과 접촉하지 않는다.

(4) 커버 금형 가압 단계

용탕을 주입한 후, 도 4와 같이 커버 금형(130)을 하부로 가압한다.

즉 금형 고정구(311)이 하부에 마련된 보조 실린더(310)를 준비하며, 보조 실린더(310)가 하부로 하강하여 금형 고정구(311)의 하단이 커버 금형(130)에 밀착된 후 소정의 압력으로 커버 금형(130)을 하부로 가압하며 그 가압 상태를 유지한다.

이와 같은 보조 실린더(310)는 메인 관통구(131) 주변에 복수로 배치되는 것이 바람직하다.

후술하는 용탕 가압 단계 및 가압용 금형 분리 단계에서 보조 실린더(310)는 커버 금형(130)을 지속적으로 가압하게 된다.

(5) 용탕 가압 단계

용탕 주입 단계 및 커버 금형 가압 단계 이후에, 도 5와 같이 용탕(510)을 가압한다.

즉 가압용 금형(321)이 하부에 마련된 메인 실린더(320)를 준비하며, 메인 실린더(320)가 하부로 하강하여 가압용 금형(321)이 커버 금형(130)의 메인 관통구(131)를 관통하여 금형 구조체(100) 내부로 삽입되면서 용탕(510)을 가압한다.

즉 메인 관통구(131)가 가압용 금형(321)의 관통을 위하여 이용된다.

이에 의하여 용탕(510)은 메인 금형체(100)의 내면과 가압용 금형(321)과 접촉되면서 가압된다.

즉 가압용 금형(321)이 용탕(510) 내부로 삽입된 부피만큼 용탕(510)의 수위가 상승하면서 용탕(510)은 커버 금형(130)과 접촉하게 되며, 이에 의하여 용탕(510)은 더미 베이스(200), 바디 금형(120), 커버 금형(130)에 의하여 닫힌 공간 내에서 가압된다.

한편 용탕(510)이 가압되어도 커버 금형(130)은 보조 실린더(310)의 금형 고정구(311)에 의하여 하부로 가압된 상태이므로 그 위치를 유지하게 된다.

한편 이와 같은 가압에 의하여 불순물, 가스 및 기포 등은 상부로 상승한 후 가압용 금형(321)과 메인 관통구(131)의 사이, 및 복수의 벤트용 관통구(132)를 통하여 다소 상부로 이동한다.

아울러 이와 같이 용탕(510)은 가압되면서 금속 조직이 치밀해지면서 밀도가 높아지게 되며, 아울러 불순물 및 기공 등의 결함 발생 요소가 상부로 이동하게 된다.

한편 가압용 금형(321)은 하부로 향하면서 점차적으로 단면적이 감소하는 상광하협의 형태를 가진다.

또한 가압용 금형(321)의 가압 전에, 가압용 금형(321)의 표면에도 이형제가 도포되는 것이 바람직하다.

(6) 가압용 금형 분리 단계

용탕 가압 단계 이후에, 도 6과 같이 가압용 금형(321)을 메인 금형체(100)로부터 분리한다.

즉 메인 실린더(320)가 상부로 이동하여 가압용 금형(321)이 메인 관통구(131) 상부로 이동하는 것이다.

가압용 금형(321)의 상부 이동은 메인 실린더(320)에 인가되는 부하(가압력)와 가압 시간 등을 감지하여 자동으로 메인 실린더(320)가 상부로 이동되도록 제어하는 것이 바람직하다.

이때 보조 실린더(310)의 금형 고정구(311)는 커버 금형(130)에 대한 가압을 그대로 유지하고 있어야 한다.

용탕은 메인 금형체(100)에 주입된 시점부터 냉각하기 시작하며, 가압용 금형(321)이 일정 압력으로 용탕(510)을 가압하는 시점에서 용탕은 이미 어느 정도 응고되기 시작한다.

또한 메인 금형체(100)는 용탕(510)의 온도를 유지하기 위한 어떠한 시설도 갖추고 있지 않다.

따라서 용탕(510)은 냉각에 따른 수축이 발생할 수 밖에 없으며, 특히 용탕(510)의 온도가 적어도 1400℃이상이며, 별도의 온도 유지 장치가 없이 대기중에서 냉각된다는 점을 고려할 때, 용탕(510)은 급속냉각된다고 볼 수 있으며, 이때 용탕(510)은 비교적 큰 수축 현상을 유발한다. 또한 이와 같은 수축 현상은 내부를 향하여 발생한다.

따라서 가압용 금형(321)으로 가압하는 중에도 용탕(510)이 수축되면, 수축되는 용탕(510)은 가압용 금형(321)을 기계적으로 물게 되는 상태가 될 수 있다. 즉 용탕(510)이 내측으로 수축되면서 가압용 금형(321)이 용탕(510)에 끼일 수 있다.

따라서 보조 실린더(310)의 금형 고정구(311)가 커버 금형(130)을 매개하여 응고된 용탕(510)을 하부로 가압하지 않으면, 응고된 용탕(510)이 가압용 금형(321)과 함께 상부로 이동하면서 메인 금형체(100)를 파손시키게 된다.

따라서 가압용 금형(321)의 분리(특히 응고된 용탕(510)과의 분리)를 위하여 보조 실린더(310)에 의한 커버 금형(130)의 가압이 필수적으로 요구된다.

아울러 가압용 금형(321)은 상광하협의 형태를 갖추어 수축되는 용탕(510)으로부터 보다 쉽게 이탈될 수 있는 구조를 가지도록 하였다.

가압용 금형(321)의 경사진 형태(상광하협의 형태)는, 가압용 금형(321)이 수축된 용탕에 끼이는 것을 방지하기 위한 것이나, 경사각이 많으면 반제품의 가공에 따른 소재의 손실량이 증대한다는 문제가 발생한다.

가압용 금형(321)이 분리되면 용탕(510)은 가압된 형태 그대로 완전히 응고된다.

(7) 금형 고정구 분리 단계

가압용 금형 분리 단계 이후, 도 7과 같이 보조 실린더(310)가 상부로 이동하여 금형 고정구(311)가 커버 금형(130)으로부터 분리된다.

(8) 반제품 취출 단계

금형 고정구 분리 단계 이후, 메인 금형체(100)를 개방하여 용탕이 응고된 반제품(500)을 얻어낸다.

(9) 반제품 가공 단계

반제품(500)의 상부 부위, 특히 벤트용 관통구(132) 및 메인 관통구(131)에 위치하였던 부위들은 불순물이 모인 부위이므로 제거되어야 한다.

아울러 원하는 최종 제품의 형태에 맞추어 반제품에 대한 기계 가공이 이루어진다.

반제품의 형태가 최종 제품의 형태에 유사할수록 기계 가공이 작게 소요되며, 아울러 소재의 손실량이 감소한다.

이러한 점에서 본 실시예에 의한 반제품은, 원심 주조의 반제품과 비교하였을 때, 완제품의 형태에 극히 가까운 형태가 되어, 기계 가공에 따른 손실량이 감소하게 된다.

(10) 더미 베이스 제거 단계

반제품 취출 단계에서 반제품(500)의 하부에 더미 베이스(200)가 고착된 경우 더미 베이스(200)를 반제품(500)으로부터 제거하는 더미 베이스 제거 단계가 더 포함될 수 있다. 즉 반제품(500)의 하부에 더미 베이스(200)가 고착되어도 베이스 금형(110)의 사용에는 아무런 문제가 되지 않는다.

상기와 같이 본 발명은 금속 조직이 치밀하고 밀도가 높으며, 불순물 함량이 매우 적은 탄소강 또는 합금강 제품을 손쉽게 제조할 수 있다.

또한 본 발명은 원심주조와 달리 제품의 형태에 특별한 제한이 없으며, 고속회전을 위한 장치가 필요하지 않으며, 반제품에 대한 기계 가공을 최소화시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 메인 금형체 110 : 베이스 금형
120 : 바디 금형 130 : 커버 금형
131 : 메인 관통구 132 : 벤트용 관통구
200 : 더미 베이스
310 : 보조 실린더 311 : 금형 고정구
320 : 메인 실린더 321 : 가압용 금형
500 : 반제품 510 : 용탕

Claims (3)

1. 하부에 위치되는 베이스 금형, 상하 방향으로 개방된 통 형태로서 상기 베이스 금형의 가장자리를 따라 배치되는 바디 금형, 상기 바디 금형의 상부에 배치되어 상기 바디 금형의 개방된 상부를 덮게 되며 상하방향으로 적어도 하나 이상의 관통구가 형성된 커버 금형을 포함하여 이루어지는 메인 금형체를 준비하는 메인 금형체 준비 단계 ;
   강철 원료를 용해로에서 용융하여 용탕을 준비하는 용탕 준비 단계 ;
   상기 용탕을 상기 커버 금형의 관통구를 통하여 상기 메인 금형체 내부에 주입하는 용탕 주입 단계 ;
   금형 고정구가 하부에 마련된 보조 실린더가 상기 금형 고정구로 상기 커버 금형을 하부로 가압하여 가압 상태를 유지하는 커버 금형 가압 단계 ;
   상기 용탕 주입 단계 및 상기 커버 금형 가압 단계 이후 가압용 금형이 하부에 마련된 메인 실린더가 하부로 이동하여 상기 가압용 금형이 상기 커버 금형의 관통구를 관통하면서 상기 금형 구조체 내부로 삽입되면서 상기 용탕이 상기 메인 금형체의 내면과 상기 가압용 금형과 접촉되면서 가압되는 용탕 가압 단계 ;
   상기 용탕 가압 단계 이후 상기 메인 실린더가 상부로 이동하여 상기 가압용 금형이 상기 메인 금형체로부터 분리되는 가압용 금형 분리 단계 ;
   상기 가압용 금형 분리 단계 이후 상기 보조 실린더가 상부로 이동하여 상기 금형 고정구가 상기 커버 금형으로부터 분리되는 금형 고정구 분리 단계 ;
   상기 금형 고정구 분리 단계 이후 상기 메인 금형체를 개방하여 상기 용탕이 응고된 반제품을 얻어내는 반제품 취출 단계 ;
   를 포함하여 이루어지며,
   상기 커버 금형의 관통구는 복수로 형성되며,
   상기 커버 금형의 복수의 관통구는, 상기 용탕의 주입과 상기 가압용 금형의 관통을 위한 메인 관통구와, 불순물 및 기포의 배출을 위한 벤트(vent)용 관통구로 구분되는 것을 특징으로 하는 용탕 가압주조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압용 금형은 하부로 향하면서 점차적으로 단면적이 감소하는 상광하협의 형태로서 상기 가압용 금형의 표면에는 이형제가 도포된 것을 특징으로 하는 용탕 가압주조 방법.
   
3. 삭제

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