KR101788216B1 - Precision casting method - Google Patents

Precision casting method Download PDF

Info

Publication number
KR101788216B1
KR101788216B1 KR1020160129540A KR20160129540A KR101788216B1 KR 101788216 B1 KR101788216 B1 KR 101788216B1 KR 1020160129540 A KR1020160129540 A KR 1020160129540A KR 20160129540 A KR20160129540 A KR 20160129540A KR 101788216 B1 KR101788216 B1 KR 101788216B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sand
mold
wax
drying
slurry
Prior art date
Application number
KR1020160129540A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배종돈
Original Assignee
배종돈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 배종돈 filed Critical 배종돈
Priority to KR1020160129540A priority Critical patent/KR101788216B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101788216B1 publication Critical patent/KR101788216B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening

Abstract

본 발명은 정밀주조공법에 관한 것으로서, 구체적으로는 종래의 주형건조 공정을 개선하여 주형의 품질과 생산성을 향상시키기 위한 정밀주조공법에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 화학적 강제건조 방식을 이용함으로써 건조시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 용융금속을 주입할 때 주형이 가열되고 식는 과정에서 주형을 이루는 내화물입자간 결속력이 약해져 탈사작업도 용이해 지므로 생산성을 극대화 할 수 있다.
또한, 자연건조방식의 환경변화에 따른 편차를 최소화하여 안정된 제품 품질을 확보할 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision casting process, and more particularly, to a precision casting process for improving the quality and productivity of a mold by improving a conventional casting and drying process.
The present invention has the following effects.
In other words, by using the chemical forced drying method, the drying time can be remarkably shortened, and when the molten metal is injected, the bonding force between the refractory particles forming the mold is weakened during the heating and cooling of the mold, can do.
In addition, it is possible to ensure stable product quality by minimizing the variation caused by environmental changes of the natural drying method.

Description

정밀주조공법 {omitted}Precision casting method {omitted}

본 발명은 정밀주조공법에 관한 것으로서, 구체적으로는 종래의 주형건조 공정을 개선하여 주형의 품질과 생산성을 향상시키기 위한 정밀주조공법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision casting process, and more particularly, to a precision casting process for improving the quality and productivity of a mold by improving a conventional casting and drying process.

정밀주조는 파라핀과 같이 열에 쉽게 녹는 원형(元型)에 세라믹을 씌워 형틀을 만드는 주조법이다. 원형을 녹여 낸 후에 쇳물을 주입하여 성형하는데, 원형과 성형품이 완전히 같은 모양으로 만들어지는 것이 특징이다. 얇은 세라믹 형틀을 만들고 성형 후에 깨버리는 방식으로, 작고 정밀한 제품을 만들 때 쓰인다. 주조법 중에서 가장 정밀한 방법의 하나로 파팅라인(pating line)이 적고, 게이트(gate) 역시 매우 작게 만들어 성형 후에 마무리가 여타 소성가공에 비해 거의 필요 없는 장점도 있다.Precision casting is a casting method in which ceramics are put on a circular mold which easily dissolves in heat like paraffin to make a mold. After the original shape is melted, the mold is injected and molded. It is used to make small and precise products by making a thin ceramic mold and breaking it after molding. One of the most precise methods of casting is that there are fewer pating lines and the gate is also very small, which makes the finishing after molding almost unnecessary compared to other plastic processes.

그러나 기존의 정밀주조공법은 모형사출과 조립, 주형피복작업과 건조공정이 많이 소요되는 관계로 주조공정 중 가장 장시간이 소요되는 문제점이 있다. However, the conventional precision casting method has a problem in that it takes the longest time in the casting process due to the necessity of model injection and assembly, mold coating and drying process.

특히 세라믹 형틀을 만들 때 왁스모형 주위에 내화물을 제품 크기에 따라 6~9회 반복하여 피복작업을 수행함으로써 주입용탕의 압력에 견딜 수 있는 일정한 두께를 형성시키는데, 이 과정에서 왁스트리의 내화물슬러리 침지와 내화물입자의 피복 후 주형을 18~24시간동안 도 2와 같이 자연건조시키는 작업이 되풀이되기 때문에 가장 시간이 많이 소요되는 병목공정에 해당한다.In particular, when making a ceramic mold, the refractory around the wax model is repeated 6 to 9 times depending on the product size to perform a coating operation to form a constant thickness that can withstand the pressure of the molten metal. In this process, And coating the refractory particles and drying the mold for 18 to 24 hours as shown in FIG. 2, which is the most time-consuming bottleneck process.

상세하게는 주형을 내화물슬러리에 침지시킨 후 샌드탱크(Sand Tank)에 넣어 모래를 피복시켜 자연 건조시키는 과정을 여러번 반복하게 되는데, 1차 피복 후 18시간 이상, 2차 피복 후 18시간 이상 자연건조시키고, 3차~6차(Back-up)에는 각 20시간씩 건조하고 마지막 7차(Dipping)에는 24시간동안 자연건조시킨다. 이로써 총 주형건조시간이 140시간(6~7일)에 달하는 것이다.Specifically, the process of immersing the mold in a refractory slurry and then sanding the sand into a sand tank to dry it naturally is repeated a number of times. After 18 hours or more after the first coating, 18 hours or more after the second coating Dry for 20 hours each for the third to sixth back-ups, and air-dry for 24 hours at the last seven dips. This results in a total mold drying time of 140 hours (6 to 7 days).

한편 자연건조는 항온(20~24℃), 항습(50~65%)의 조건에서 수행되어야 하는데 이러한 조건을 유지하는데도 적잖은 비용이 발생하게 된다.On the other hand, natural drying should be carried out under constant temperature (20 ~ 24 ℃) and humidity (50 ~ 65%) condition.

공개특허공보 제10-2014-0087281호 (2014.07.09.)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0087281 (Jul.

본 발명에서 해결하려는 과제는 다음과 같다.The problems to be solved in the present invention are as follows.

즉, 화학적 강제건조 방식을 이용함으로써 건조시간을 획기적으로 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 자연건조방식의 환경변화에 따른 편차를 최소화하여 안정된 제품 품질을 확보할 수 있는 정밀주조공법을 제시하고자 한다.In other words, we propose a precision casting method that can improve the productivity by dramatically shortening the drying time by using the chemical forced drying method and ensure the stable product quality by minimizing the variation due to the environmental change of the natural drying method .

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,In order to solve the above problems,

설계 도면에 따른 금형을 제작하는 단계(s100); s100 단계의 금형에 왁스를 주입하여 제작된 왁스모형을 런너에 조립하여 왁스트리를 제작하는 단계(s200); s200 단계의 왁스트리 표면에 내화물을 도포 및 건조시켜 주형을 제작하는 단계(s300); s300 단계의 주형을 고온, 고압 처리하여 왁스트리를 녹여 제거하는 단계(s400); s400 단계의 왁스가 제거된 주형을 가열하여 예열시킨 뒤 용융금속을 주입하는 단계(s500); s500 단계의 용융금속이 주입된 주형의 외형을 탈사하는 단계(s600); s600 단계의 금속을 절단 후 탕도를 제거하여 각 제작대상물을 분리시키는 단계(s700); s700 단계의 제작대상물의 표면을 연마하는 단계(s800);를 포함하고, 상기 s300 단계는 s200 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계(s310), s310 단계의 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 약염기성가스로 화학건조시키는 단계(s320), s320 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계(s330)를 포함하고, s310 단계는 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 3~7시간 동안 자연건조시키는 과정을 1~2회 반복하며, s320 단계는 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 15분간 약염기성가스에 노출시킨 후 15분간 자연건조시키는 과정을 4회 반복하며, s330 단계는 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 20~30시간 동안 자연건조시키며, s310 단계에서 슬러리는 콜로이달실리카 25중량%, 지르콘분말 74중량%, 소포제 1중량%으로 구성되고, 샌드는 지르콘샌드이며, s320 단계에서 약염기성가스는 농도 0.05㎫의 암모니아(NH3)이고, s320 및 s330 단계에서 산성슬러리는 샤모트분말과 에칠실리케이트 원액을 중량비 7:3으로 혼합한 것이고, 샌드는 샤모트샌드(Chamotte Sand)인 것을 특징으로 하고,
s320 단계에서의 화학건조과정은 화학건조설비(100)에서 이루어지며, 상기 화학건조설비(100)는 다수의 왁스트리를 일정간격으로 걸 수 있는 걸쇠(111)가 형성된 컨베이어(110), 0.05㎫의 암모니아(NH3) 가스가 충진된 약염기성가스실(120), 약염기성가스실과 구분되어 외부공기와 접촉되는 개방부(130)를 포함하여, 컨베이어가 주행하는 동안 컨베이어에 걸린 왁스트리가 약염기성가스실을 지나 개방부로 나오는 과정에서 화학건조가 진행되는 것을 특징으로 하거나,
왁스트리를 슬러리에 침지하여 샌드를 피복하는 과정을 표면코팅이라 할 때, 상기 s310 단계는 1회차 표면코팅 후 4~5시간 동안 자연건조시키는 단계(s311), 2회차 표면코팅 후 5~6시간 동안 자연건조시키는 단계(s312)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀주조공법을 제시한다.
Manufacturing a mold according to a design drawing (SlOO); a step (s200) of assembling a wax model prepared by injecting wax into a metal mold of step s100 to manufacture a wax tree; a step (s300) of forming a mold by applying a refractory on the surface of the wax tree in step s200 and drying the refractory; a step (S400) of dissolving and removing the wax tree by treating the mold of step S300 with high temperature and high pressure; heating the wax-free mold of step S400 to preheat and injecting the molten metal (S500); (S600) desorbing the shape of the mold into which the molten metal is injected in step S500; a step (S700) of cutting each metal object by removing metal from the metal in step S600; (s800) of polishing the surface of the object to be manufactured in step s700, and in step s300, the step (s310) of immersing the wax tree of step s200 in a slurry and then drying (S330) of immersing the wax tree of step S320 in a slurry, followed by natural drying by covering the sand with the sand, and step S310 is a step (S330) of immersing the sand in the acid slurry, chemically drying the sand with a weakly basic gas After immersing the wax tree in the slurry and covering the sand with the sand, the process of natural drying for 3 to 7 hours is repeated 1 or 2 times. In step s320, the wax tree is immersed in the acidic slurry and then the sand is coated and exposed to the basic gas for 15 minutes And then natural drying for 15 minutes is repeated four times. In step s330, the wax tree is immersed in an acidic slurry, followed by natural drying for 20 to 30 hours. In step S310, (NH3) with a weak basic gas concentration of 0.05 MPa in step s320 and an acidic slurry in the steps of s320 and s330. Is a mixture of Chamot powder and ethyl silicate stock solution in a weight ratio of 7: 3, and the sand is a Chamotte sand,
The chemical drying process in step S320 is performed in the chemical drying facility 100. The chemical drying facility 100 includes a conveyor 110 having a latch 111 capable of hanging a plurality of wax trees at predetermined intervals, A weak basic gas chamber 120 filled with ammonia (NH3) gas, and an opening 130 separated from the weak basic gas chamber so as to be in contact with the outside air, so that the wax tree, And the chemical drying proceeds in the course of coming out to the open part through the opening,
In step S310, the wax tree is immersed in the slurry to cover the sand, and then the sand is coated. In step S310, the surface of the wax tree is coated with the slurry for 4 to 5 hours (s311) (S312) during the naturally drying process.

본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.The present invention has the following effects.

즉, 화학적 강제건조 방식을 이용함으로써 건조시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 용융금속을 주입할 때 주형이 가열되고 식는 과정에서 주형을 이루는 내화물입자간 결속력이 약해져 탈사작업도 용이해 지므로 생산성을 극대화 할 수 있다.In other words, by using the chemical forced drying method, the drying time can be remarkably shortened, and when the molten metal is injected, the bonding force between the refractory particles forming the mold is weakened during the heating and cooling of the mold, can do.

또한, 자연건조방식의 환경변화에 따른 편차를 최소화하여 안정된 제품 품질을 확보할 수 있다.In addition, it is possible to ensure stable product quality by minimizing the variation caused by environmental changes of the natural drying method.

도 1은 본 발명의 제조공정을 단계별로 나타낸 공정순서도.
도 2는 주형을 자연건조시키는 과정의 예시 사진.
도 3은 왁스모형이 부착된 런너의 예시 사진.
도 4는 s300 단계에서 왁스트리 표면에 내화물이 도포된 주형의 예시 사진.
도 5는 화학건조설비의 예시 사진(a) 및 이를 위에서 본 개략도(b).
도 6은 슬러리 결합제와 pH에 따른 겔화 시간 그래프.
도 7은 각 실시예(case)의 강도에 대한 품질검사의뢰서.
도 8은 각 실시예(case)의 통기도에 대한 품질검사의뢰서.
도 9는 주형 외관에 실 크랙이 발생한 유형과 없는 유형의 비교 사진.
도 10은 제조공정을 도식화 하여 나타낸 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow chart showing the manufacturing process of the present invention step by step.
FIG. 2 is a photograph of an example of a process of naturally drying a mold.
Fig. 3 is an exemplary photograph of a runner with a wax pattern attached thereto. Fig.
4 is an exemplary photograph of a mold having a refractory applied on the surface of a wax tree in step s300;
5 is a photograph (a) of a chemical drying plant and a schematic view (b) thereof.
Figure 6 is a graph of gel time versus slurry binder and pH.
Fig. 7 is a request for quality inspection of the strength of each case. Fig.
8 is a quality inspection request form for the air permeability of each embodiment.
Fig. 9 is a comparative photograph of a type in which a crack occurred in the appearance of a mold and a case in which no crack occurred.
10 is a diagrammatic representation of the manufacturing process.

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention should be understood from the description of the claims. Further, the description of known technology which obscures the gist of the present invention is omitted.

본 발명의 정밀주조공법은 도 1과 같이 금형 제작 단계(s100), 왁스트리 제작 단계(s200), 주형 제작 단계(s300), 왁스 제거 단계(s400), 용융금속 주입 단계(s500), 내화물 제거 단계(s600), 제작대상물 분리 단계(s700), 표면 처리 단계(s800)로 구성된다.The precision casting method of the present invention includes the steps of making a mold (s100), producing a wax tree (s200), forming a mold (s300), removing wax (s400), introducing a molten metal (s500) Step s600, object separation step s700, and surface processing step s800.

s100 : 설계 도면에 따른 금형을 제작하는 단계s100: Step of producing a mold according to a design drawing

제작대상물(10)의 설계도면에 따라 금형(11)을 제작한다. 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하며, 금형의 형상이나 치수는 제조 공정 중에 생기는 주형이나 금속의 팽창 및 수축을 고려하여 제작한다.The mold 11 is manufactured according to the design drawing of the object 10 to be manufactured. It is preferable to use an aluminum alloy, and the shape and dimensions of the mold are produced in consideration of the expansion and contraction of the mold and the metal which are generated during the manufacturing process.

s200 : s100 단계의 금형에 왁스를 주입하여 제작된 왁스모형을 런너에 조립하여 왁스트리를 제작하는 단계s200 is a step of assembling a wax model prepared by injecting wax into a mold in step s100 and assembling the mold into a runner to produce a wax tree

s100 단계의 금형에 왁스를 주입하여 제작된 왁스모형을 런너(Runner)에 조립하여 왁스트리를 제작한다. 왁스는 상온에서 고체상태인 파라핀왁스(Paraffin Wax)가 적합하다. 이를 정제탱크에 녹여 액체상태로 만든 후, s100에서 제작된 알루미늄합금 금형에 주입하여 왁스모형(21)을 만든다. 이렇게 만들어진 다수의 왁스모형을 강력접착왁스(Stick Wax) 등을 사용하여 런너(30)에 부착함으로써 도 3와 같은 왁스트리(31)가 제작된다. 런너는 다수의 프레임이 연결된 것으로서 이후 s400 단계에서 탕도(湯道)를 형성하게 된다. A wax model prepared by injecting wax into a mold of step s100 is assembled into a runner to produce a wax tree. Paraffin wax having a solid state at room temperature is suitable as the wax. This is dissolved in a refining tank to make it into a liquid state, and then injected into an aluminum alloy mold made in s100 to make a wax model (21). A plurality of wax models thus formed are attached to the runner 30 by using a strong adhesive wax (Stick Wax) or the like to produce the wax tree 31 as shown in Fig. The runner is connected to a plurality of frames, and then forms a tundra in step S400.

s300 : s200 단계의 왁스트리 표면에 내화물을 도포 및 건조시켜 주형을 제작하는 단계s300: Step of forming a mold by applying refractory on the surface of the wax tree in s200 and drying the refractory

s200 단계의 왁스트리 표면에 내화물을 도포하여 건조시키는 작업을 수차례 반복하여 주형(mold)을 제작한다. 상세하게는 s200 단계의 왁스트리를 슬러리(slurry)에 침지시켜 표면을 코팅하여 샌드(sand)를 피복한 후 일정시간동안 건조시키는 작업을 반복함으로써 도 4와 같은 주형(40)을 제작하게 된다.The refractory is applied to the surface of the wax tree at step s200 and the drying is repeated several times to prepare a mold. More specifically, the mold 40 is manufactured as shown in FIG. 4 by repeating the operation of dipping the wax tree of step s200 in a slurry, coating the surface of the wax tree with the sand, and drying it for a predetermined time.

s400 : s300 단계의 주형을 고온, 고압 처리하여 왁스트리를 녹여 제거하는 단계s400: the mold of step S300 is treated at a high temperature and a high pressure to dissolve and remove the wax tree

s300 단계의 주형을 고온, 고압 처리하여 왁스트리를 녹여 제거하는데, 내부압력 6~10㎏/㎠, 온도 100~170℃인 오토클레이브(Auto Clave)에 주형을 투입하여 왁스트리를 녹여낸다. 바람직하게는 내부압력 7~8㎏/㎠, 온도 120~150℃에서 녹이는 것이 왁스가 팽창하기전에 녹여내어 주형에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이로써 주형(40) 내부에 도 10과 같은 탕도(41)가 형성된다.The wax tree is melted by removing the wax tree at a high temperature and high pressure in step S300. The wax tree is melted by injecting a mold into an autoclave having an internal pressure of 6 to 10 kg / cm 2 and a temperature of 100 to 170 ° C. Preferably, melting at an internal pressure of 7 to 8 kg / cm 2 and at a temperature of 120 to 150 ° C can prevent melting of the wax before the wax is expanded to cause cracking in the mold. As a result, a bathtub 41 as shown in FIG. 10 is formed inside the mold 40.

s500 : s400 단계의 왁스가 제거된 주형을 가열하여 예열시킨 뒤 용융금속을 주입하는 단계s500: heating the wax-free mold of step S400 to preheat and then injecting the molten metal

s400 단계의 왁스가 제거된 주형을 가열하여 예열시킨 뒤 탕도로 용융금속을 주입한다. 주형을 예열하는 과정에서 소성로에서 2시간 이상 소성하면 주형 내부의 잔류왁스가 제거되며, 주형의 강도가 높아진다. 이후 설계도면 스펙에 적합한 재질의 금속을 용융하여 예열된 주형 내부로 주입한다.The wax-free mold of step S400 is heated and preheated, and molten metal is injected into the bath. In the process of preheating the mold, firing for 2 hours or more in the firing furnace removes the residual wax inside the mold and increases the strength of the mold. Then, the material of the material suitable for the design specification is melted and injected into the preheated mold.

s600 : s500 단계의 용융금속이 주입된 주형의 외형을 탈사하는 단계s600: Step of removing the contour of the mold into which the molten metal is injected in Step S500

s500 단계의 용융금속이 주입된 주형의 외형을 탈사기로 탈사하여 주입된 금속(50)만 남도록 한다.the outer shape of the mold into which the molten metal is injected in step S500 is desorbed by the desorber so that only the injected metal 50 is left.

s700 : s600 단계의 금속을 절단 후 탕도를 제거하여 각 제작대상물을 분리시키는 단계s700: cutting the metal in step s600, removing the bath temperature, and separating each object to be manufactured

s600 단계의 금속을 띠톱(Band Saw) 등으로 절단하여 탕도부분을 연마(grinding)하여 제거함으로써 제작대상물(10)만 남긴다.the metal of step s600 is cut with a band saw or the like to grind and remove the molten part to leave only the object 10 to be manufactured.

s800 : s700 단계의 제작대상물의 표면을 연마하는 단계s800: polishing the surface of the object to be manufactured in step s700

s700 단계의 제작대상물의 표면을 연마하는데, 샌드블라스트 또는 쇼트블라스트 공법을 이용한다.Sandblasting or shot blasting is used to polish the surface of the workpiece in step s700.

본 발명은 특히 주형 제작 단계(s300)에 특징이 있는 것으로서, 이는 도 1과 같이 표면코팅 및 자연건조 단계(s310), 백업코팅 및 화학건조 단계(s320), 씰코팅 및 자연건조 단계(s330)로 세분화될 수 있다.The present invention is particularly characterized in the mold making step (s300), which includes a surface coating and natural drying step (s310), a back coating and a chemical drying step (s320), a seal coating and a natural drying step (s330) . ≪ / RTI >

s310 : s200 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계s310: immersing the wax tree of step s200 in the slurry, covering the sand and naturally drying

s200 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 작업을 1~2회(바람직하게는 2회) 반복한다. 왁스트리를 슬러리에 침지하여 샌드를 피복하는 과정을 표면코팅이라 할 때, 1회차는 표면코팅 후 3~6시간(바람직하게는 4~5시간)동안 자연건조시킨다(s311). 2회차는 표면코팅 후 4~7시간(바람직하게는 5~6시간)동안 자연건조시킨다(s312).The operation of immersing the wax tree of step s200 in the slurry and covering the sand and naturally drying is repeated once or twice (preferably twice). When the surface of the wax tree is immersed in the slurry to cover the sand surface, the surface of the wax tree is dried for 3 to 6 hours (preferably 4 to 5 hours) after the surface coating (s311). The second cycle is naturally dried for 4 to 7 hours (preferably 5 to 6 hours) after surface coating (s312).

슬러리는 지르콘분말(Zircon Flour)과 콜로이달실리카를 혼합한 것을 사용하고 여기에 소포제를 더 첨가할 수 있다. 바람직하게는 콜로이달실리카로서 닛산사의 스노텍스30(snowtex-30)를 18~30중량%, 지르콘분말 68~81중량%, 소포제 0.5~2중량%를 혼합한다.The slurry may be a mixture of zircon powder (Zircon Flour) and colloidal silica, and an additional defoaming agent may be added thereto. Preferably, 18 to 30% by weight of snowtex-30, 68 to 81% by weight of zircon powder and 0.5 to 2% by weight of defoamer are mixed as colloidal silica.

샌드는 지르콘샌드(Zircon Sand) 또는 알루미나(Al2O3)샌드를 사용할 수 있다.The sand may be a zircon sand or alumina (Al 2 O 3 ) sand.

s320 : s310 단계의 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 약염기성가스로 화학건조시키는 단계s320: a step of immersing the wax tree of step S310 in an acidic slurry, covering the sand and chemically drying with a weakly basic gas

s310 단계의 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 약염기성가스로 화학건조시키는 작업을 3~5회(바람직하게는 4회) 반복한다. 왁스트리를 산성슬러리에 침지시킨 후 샌드를 피복하는 과정을 백업코팅이라 할 때, 백업코팅 후 25~45분간 화학건조시킨다. 구체적으로는 백업코팅 후 13~20분간 약염기성가스에 노출시킨 후, 해당 시간 만큼 자연건조시키는 방식으로 진행된다.The operation of immersing the wax tree of step s310 in the acidic slurry, covering the sand and chemical drying with weakly basic gas is repeated 3 to 5 times (preferably 4 times). When a wax tree is immersed in an acidic slurry and then coated with a sand, it is chemically dried for 25 to 45 minutes after the back coating. Specifically, the coating is exposed to a weakly basic gas for 13 to 20 minutes after the coating of the backing, followed by natural drying for the time.

이 때, 도 5와 같은 화학건조설비(100)를 사용할 수도 있다. 화학건조설비는 컨베이어(110)와 약염기성가스실(120), 개방부(130)로 구성된다. 컨베이어에 다수의 왁스트리를 일정간격으로 걸 수 있는 걸쇠(111)가 형성되고, 약염기성가스실은 약염기성가스가 충진된 상태이며 개방부는 약염기성가스실과 구분되어 외부공기와 접촉되는 부분이다. 컨베이어가 주행하는 동안 컨베이어에 걸린 왁스트리가 약염기성가스실을 지나 개방부로 나오는 과정에서 화학건조가 진행되는 것이다. 컨베이어의 피드속도를 조절하여 건조시간을 조절할 수 있다. 13~20분간 약염기성가스실에 머무는 경우 약염기성가스실에 충진하는 암모니아의 농도는 0.02~0.06㎫가 적합하다.At this time, the chemical drying equipment 100 shown in Fig. 5 may be used. The chemical drying facility comprises a conveyor 110, a weakly basic gas chamber 120, and an opening 130. A catch 111 is formed on the conveyor for hanging a plurality of wax trees at regular intervals. The weak basic gas chamber is filled with weakly basic gas and the open portion is separated from the weak basic gas chamber and is in contact with the outside air. During the conveyor running, the chemical drying proceeds while the wax tree caught on the conveyor passes through the weakly basic gas chamber to the open part. The drying time can be adjusted by adjusting the feed rate of the conveyor. When staying in the weakly basic gas chamber for 13 to 20 minutes, the concentration of ammonia to be filled in the weakly basic gas chamber is preferably 0.02 to 0.06 MPa.

산성슬러리는 샤모트분말(Chamotte Flour)에 산성결합제를 혼합한 것으로서, 바람직하게는 샤모트분말과 에칠실리케이트(Ethyle Silicate) 원액을 중량비 6:4 내지 8:2로 혼합하여 20~30시간 믹싱하여 준비할 수 있다.The acidic slurry is prepared by mixing a chamotte flour with an acidic binder. Preferably, the chamot powder and Ethyle silicate are mixed at a weight ratio of 6: 4 to 8: 2 and mixed for 20 to 30 hours. .

샌드는 샤모트샌드(Chamotte Sand)를 이용할 수 있다.Sand is available with Chamotte Sand.

결합제가 에칠실리케이트인 경우 pH 2의 졸(Sol)상태에서 겔(Gel)상태로 변화하는 시간이 가장 길며 안정적이다(도 6 참고). 그러므로 슬러리상태에서는 pH 2로 작업하면 슬러리의 유동성이 좋아 도포성이 좋고 장시간 사용할 수 있다.When the binder is etchilicate, the time from the sol state to the gel state at pH 2 is the longest and stable (see FIG. 6). Therefore, in the slurry state, when working at pH 2, the fluidity of the slurry is good and the application property is good and it can be used for a long time.

슬러리가 왁스트리 표면에 도포되고 나면 졸상태에서 겔상태로 빨리 이동하여 안착되어야 하는데, 본 발명에서는 이를 자연건조로 방치하는 것이 아니라 암모니아와 같은 약염기성 가스를 이용하여 pH 5~6으로 급격히 조절함으로써 슬러리의 졸상태를 겔상태로 굳게 만드는 것이다.After the slurry is applied to the surface of the wax tree, it is required to quickly move from the sol state to the gel state and to be seated. In the present invention, it is not left to natural drying but is rapidly adjusted to a pH of 5 to 6 by using a weakly basic gas such as ammonia Thereby solidifying the sol state of the slurry into a gel state.

s330 : s320 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계s330: dipping the wax tree of step s320 in the slurry, covering the sand and naturally drying

s320 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 20~30시간동안 자연건조시킨다. 본 단계의 슬러리와 샌드는 s320 단계와 동일하게 구성할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The wax tree of step s320 is immersed in the slurry, covered with the sand, and dried naturally for 20 to 30 hours. The slurry and sand in this step may be configured in the same manner as in step s320, but are not limited thereto.

본 발명에 의하면 6~7일(140시간)에 걸쳐 제작되던 정밀주조 제품을 불과 3일(36시간)만에 제조할 수 있게 되어 4일(104시간)의 작업일수를 단축시킬 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to manufacture a precision casting product that has been produced over 6 to 7 days (140 hours) in only 3 days (36 hours), thereby shortening the working days for 4 days (104 hours).

이는 백업코팅 후 20시간동안 자연건조시키던 공정을 화학적 강제건조 방식을 이용함으로써 불과 30분만에 건조시킴으로써 가능한 것이다.This is possible by drying the process which was naturally dried for 20 hours after the backup coating, in only 30 minutes by using the chemical forced drying method.

한편 s600 단계에서 진동함마 등에 의해 탈사작업을 진행할 때 s320 단계의 화학건조 단계를 거쳐 제조된 주형은 종래의 주형보다 잘 깨져 탈사작업이 훨씬 용이한 장점이 있다. 이는 종래 전과정을 자연건조에 의해 제조하던 주형은 모래입자가 자연결화되어 s500 단계에서 가열한 뒤 식혀도 s600 단계에서 입자간 결속력이 유지되므로 잘 깨어지지 않는다. 그러나 화학건조에 의해 제조된 주형은 모래입자가 인위적으로 결화되어 s500 단계에서 가열한 뒤 식히는 과정에서 입자간 결속력이 저하되므로 탈사시에는 푸석푸석하게 잘 깨어지는 상태가 되는 것이다. On the other hand, when the desiccation operation is performed by the vibration dash in step s600, the mold manufactured through the chemical drying step in step s320 has a merit that the desiccation work is much easier because it is more easily broken than the conventional mold. This is because the sand mold produced by naturally drying the entire life cycle of the conventional process is not broken even though the sand particles are connected to each other and the intergranular bonding force is maintained in step s600 even after the sludge is heated in step s500. However, in the molds produced by chemical drying, the sand particles are artificially fired and the bonding force between the particles is lowered in the process of heating and cooling in step s500.

상술한 본 발명을 토대로 한 실시예를 표 1과 같이 제시한다.An embodiment based on the present invention described above is shown in Table 1.

실시예Example NH3 농도 (㎫)NH 3 concentration (MPa) 약염기가스노출시간 (분)Weak basin gas exposure time (min) 총건조시간 (분)Total drying time (min) 1One 0.020.02 2121 4545 22 0.030.03 1919 4040 33 0.040.04 1717 3434 44 0.050.05 1515 3030 55 0.060.06 1313 2525

단, s310 단계의 슬러리는 콜로이달실리카로서 스노텍스30을 25중량%, 지르콘분말 74중량%, 소포제 1중량%를 혼합하였고, 샌드는 지르콘샌드를 사용하였다.However, the slurry in step s310 was prepared by mixing 25 wt% of Snowtex 30, 74 wt% of zircon powder and 1 wt% of defoamer as colloidal silica, and a zircon sand was used as the sand.

s320 단계의 산성슬러리는 샤모트분말과 에칠실리케이트 원액을 중량비 7:3으로 혼합하여 24시간 믹싱하였고, 샌드는 샤모트샌드(Chamotte Sand)를 사용하였다. s330 단계의 슬러리와 샌드 또한 같다.The acid slurry in step s320 was mixed with the chamot powder and the ethyl silicate stock solution in a weight ratio of 7: 3 and mixed for 24 hours. The sand was used as the chamotte sand. The slurry and sand in step s330 are also the same.

상기 각 실시예에 대한 품질 검사를 수행하였다. 검사항목은 주형품질, 강도, 통기도로서, 주형품질은 주형 외관에 도 9와 같은 실 크랙이 발생했는지 여부를 체크하였고, 통기도는 배출공기압을 측정하였다.Quality tests were performed on each of the above examples. Inspection items were checked for mold quality, strength and air permeability, and mold quality was checked for appearance of cracks as shown in Fig. 9 on the exterior of mold. Air permeability was measured for exhaust air pressure.

그 결과는 도 7,8 및 표 2에 제시되어 있으며, 실시예 4의 실험 조건인 암모니아 농도 0.05㎫, 약염기가스 노출시간 15분, 총 건조시간30분일 때 주형 외관의 실 크랙 발생이 없고, 주형강도 2.20kgf/㎟, 통기도 170㏄/min으로 가장 적합함을 확인할 수 있다.The results are shown in Figs. 7 and 8 and Table 2, showing no cracking of the outer appearance of the mold at the ammonia concentration of 0.05 MPa, the weak base gas exposure time of 15 minutes, and the total dry time of 30 minutes, Strength of 2.20 kgf / mm 2, and air permeability of 170 cc / min.

실시예Example 실 크랙 여부Thread cracks 강도(kgf/㎟)Strength (kgf / ㎟) 통기도(㏄/min)Air permeability (cc / min) 1One 3곳 발견 - NG3 places found - NG 1.95 1.95 측정불가 - NGNot measurable - NG 22 3곳 발견 - NG3 places found - NG 1.78 1.78 측정불가 - NGNot measurable - NG 33 1곳 발견 - NG1 spot - NG 1.80 1.80 200200 44 없음 - OKNone - OK 2.20 2.20 170170 55 2곳 발견 - NG2 places found - NG 1.83 1.83 220220

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be clear to those who have knowledge.

10 : 제작대상물
11 : 금형
21 : 왁스모형
30 : 런너
31 : 왁스트리
40 : 주형
41 : 탕도
50 : 금속
100 : 화학건조설비
110 : 컨베이어
120 : 약염기성가스실
130 : 개방부
10: object to be manufactured
11: Mold
21: Wax model
30: Runner
31: Wax tree
40: Mold
41: Tangdo
50: Metal
100: Chemical drying equipment
110: Conveyor
120: weak basic gas chamber
130:

Claims (3)

설계 도면에 따른 금형을 제작하는 단계(s100);
s100 단계의 금형에 왁스를 주입하여 제작된 왁스모형을 런너에 조립하여 왁스트리를 제작하는 단계(s200);
s200 단계의 왁스트리 표면에 내화물을 도포 및 건조시켜 주형을 제작하는 단계(s300);
s300 단계의 주형을 고온, 고압 처리하여 왁스트리를 녹여 제거하는 단계(s400);
s400 단계의 왁스가 제거된 주형을 가열하여 예열시킨 뒤 용융금속을 주입하는 단계(s500);
s500 단계의 용융금속이 주입된 주형의 외형을 탈사하는 단계(s600);
s600 단계의 금속을 절단 후 탕도를 제거하여 각 제작대상물을 분리시키는 단계(s700);
s700 단계의 제작대상물의 표면을 연마하는 단계(s800);를 포함하고,

상기 s300 단계는
s200 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계(s310),
s310 단계의 왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 약염기성가스로 화학건조시키는 단계(s320),
s320 단계의 왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 자연건조시키는 단계(s330)를 포함하고,

s310 단계는
왁스트리를 슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 3~7시간 동안 자연건조시키는 과정을 1~2회 반복하며,
s320 단계는
왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 15분간 약염기성가스에 노출시킨 후 15분간 자연건조시키는 과정을 4회 반복하며,
s330 단계는
왁스트리를 산성슬러리에 침지 후 샌드를 피복하여 20~30시간 동안 자연건조시키며,

s310 단계에서
슬러리는 콜로이달실리카 25중량%, 지르콘분말 74중량%, 소포제 1중량%으로 구성되고,
샌드는 지르콘샌드이며,

s320 단계에서
약염기성가스는 농도 0.05㎫의 암모니아(NH3)이고,

s320 및 s330 단계에서
산성슬러리는 샤모트분말과 에칠실리케이트 원액을 중량비 7:3으로 혼합한 것이고,
샌드는 샤모트샌드(Chamotte Sand)인 것을 특징으로 하는
정밀주조공법.
Manufacturing a mold according to a design drawing (SlOO);
a step (s200) of assembling a wax model prepared by injecting wax into a metal mold of step s100 to manufacture a wax tree;
a step (s300) of forming a mold by applying a refractory on the surface of the wax tree in step s200 and drying the refractory;
a step (S400) of dissolving and removing the wax tree by treating the mold of step S300 with high temperature and high pressure;
heating the wax-free mold of step S400 to preheat and injecting the molten metal (S500);
(S600) desorbing the shape of the mold into which the molten metal is injected in step S500;
a step (S700) of cutting each metal object by removing metal from the metal in step S600;
(S800) polishing the surface of the object to be manufactured in step S700,

In operation S300,
(s310) of immersing the wax tree of step s200 in the slurry, covering the sand and naturally drying it,
(s320) of immersing the wax tree of step S310 in an acidic slurry, coating the sand and chemically drying it with a weakly basic gas,
(S330) of immersing the wax tree of step S320 in a slurry, covering the sand and naturally drying the wax tree,

In operation S310,
Dipping the wax tree in the slurry, covering the sand and naturally drying for 3 to 7 hours is repeated once or twice,
In operation S320,
After immersing the wax tree in the acidic slurry, the sand was coated, exposed to weakly basic gas for 15 minutes, and naturally dried for 15 minutes.
In operation S330,
After immersing the wax tree in the acidic slurry, the sand was covered and air-dried for 20 to 30 hours,

In step S310
The slurry consisted of 25% by weight of colloidal silica, 74% by weight of zircon powder and 1% by weight of defoamer,
Sand is a zircon sand,

In step s320
The weakly basic gas is ammonia (NH3) at a concentration of 0.05 MPa,

In steps s320 and s330
The acidic slurry was prepared by mixing the chamot powder and the ethyl silicate stock solution in a weight ratio of 7: 3,
The sand is characterized by being a Chamotte Sand
Precision casting method.
제 1 항에 있어서,
s320 단계에서의 화학건조과정은 화학건조설비(100)에서 이루어지며,
상기 화학건조설비(100)는
다수의 왁스트리를 일정간격으로 걸 수 있는 걸쇠(111)가 형성된 컨베이어(110),
0.05㎫의 암모니아(NH3) 가스가 충진된 약염기성가스실(120),
약염기성가스실과 구분되어 외부공기와 접촉되는 개방부(130)를 포함하여,
컨베이어가 주행하는 동안 컨베이어에 걸린 왁스트리가 약염기성가스실을 지나 개방부로 나오는 과정에서 화학건조가 진행되는 것을 특징으로 하는
정밀주조공법.
The method according to claim 1,
The chemical drying process in step S320 is performed in the chemical drying facility 100,
The chemical drying equipment (100)
A conveyor 110 having a latch 111 capable of hanging a plurality of wax trees at regular intervals,
A weakly basic gas chamber 120 filled with ammonia (NH3) gas at 0.05 MPa,
And an opening (130) separated from the weakly basic gas chamber and in contact with the outside air,
Characterized in that the chemical drying progresses in a process in which the wax tree caught in the conveyor while the conveyor runs while passing through the weakly basic gas chamber to the open portion
Precision casting method.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
왁스트리를 슬러리에 침지하여 샌드를 피복하는 과정을 표면코팅이라 할 때,
상기 s310 단계는
1회차 표면코팅 후 4~5시간 동안 자연건조시키는 단계(s311),
2회차 표면코팅 후 5~6시간 동안 자연건조시키는 단계(s312)를 포함하는 것을 특징으로 하는
정밀주조공법.
3. The method according to claim 1 or 2,
When the process of dipping the wax tree in the slurry and covering the sand is referred to as surface coating,
In operation s310,
Followed by natural drying for 4 to 5 hours after the first surface coating (s311),
(S312) of naturally drying for 5 to 6 hours after two times of surface coating
Precision casting method.
KR1020160129540A 2016-10-07 2016-10-07 Precision casting method KR101788216B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129540A KR101788216B1 (en) 2016-10-07 2016-10-07 Precision casting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129540A KR101788216B1 (en) 2016-10-07 2016-10-07 Precision casting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101788216B1 true KR101788216B1 (en) 2017-10-19

Family

ID=60298330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160129540A KR101788216B1 (en) 2016-10-07 2016-10-07 Precision casting method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101788216B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101837418B1 (en) * 2017-12-05 2018-03-12 캐스팅코리아 주식회사 Processing method for wax used in precisioncasting
KR101837419B1 (en) * 2017-12-05 2018-03-12 캐스팅코리아 주식회사 Processing system for mold used in precisioncasting
CN116372116A (en) * 2023-05-05 2023-07-04 南京优耐特精密机械制造有限公司 Wax pattern sand spraying device for wax pattern casting and sand spraying method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003225738A (en) * 2002-02-04 2003-08-12 Daido Steel Co Ltd Method for preparing mold for precision casting
KR101376674B1 (en) * 2013-10-04 2014-03-21 권성애 Precision casting method of fauset connector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003225738A (en) * 2002-02-04 2003-08-12 Daido Steel Co Ltd Method for preparing mold for precision casting
KR101376674B1 (en) * 2013-10-04 2014-03-21 권성애 Precision casting method of fauset connector

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101837418B1 (en) * 2017-12-05 2018-03-12 캐스팅코리아 주식회사 Processing method for wax used in precisioncasting
KR101837419B1 (en) * 2017-12-05 2018-03-12 캐스팅코리아 주식회사 Processing system for mold used in precisioncasting
CN116372116A (en) * 2023-05-05 2023-07-04 南京优耐特精密机械制造有限公司 Wax pattern sand spraying device for wax pattern casting and sand spraying method thereof
CN116372116B (en) * 2023-05-05 2023-11-21 南京优耐特精密机械制造有限公司 Wax pattern sand spraying device for wax pattern casting and sand spraying method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101788216B1 (en) Precision casting method
WO2017114071A1 (en) Method for preparing breathable moulding shell
WO2017114064A1 (en) Method for preparing environmentally friendly fine casting mould shell
WO2017114065A1 (en) Method for preparing environmentally friendly casting material
US20200276634A1 (en) Method for producing a ceramic core for the production of a casting having hollow structures and a ceramic core
US20200338630A1 (en) Method for producing a ceramic core for the production of a casting having hollow structures and ceramic core
JP2005324253A (en) Lost-wax casting method
CN109396349A (en) A kind of investment precision casting technology of small thin-wall
US2948935A (en) Process of making refractory shell for casting metal
US3094751A (en) Method of form removal from precision casting shells
CN101288896B (en) Gypsum cast material for melt mould casting
US3396775A (en) Method of making a shell mold
CN102009129A (en) Process for casting lost foam composite ceramic mould shell
US20180154428A1 (en) Variable Diameter Investment Casting Mold For Casting of Reticulated Metal Foams
CN110722104A (en) Precision casting process of small-diameter deep-hole valve joint
JPH11244994A (en) Quick formation of complicated hollow shape using lost wax method
JP2005349472A (en) Lost wax casting method using contact layer
US3153826A (en) Precision casting molds and techniques
US7594529B2 (en) Investment casting process
CN110976770A (en) Method for eliminating shrinkage cavity in precision casting based on chilling block
CN110560636A (en) Method for reducing shell cracking in investment casting process
CN111266521A (en) Composite sand core for casting and preparation method thereof
US3018528A (en) Method of form removal from precision casting shells
CN112045150A (en) Investment precision casting method of steel piston head
KR100348713B1 (en) Alumina-base investment casting shell mold and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant