KR101987961B1 - 주조 부품을 주조하는 방법 - Google Patents

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네마크 에스.에이.비.드 씨. 브이.
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Abstract

용융 금속(1)이 적어도 하나의 경동 가능한 주조 용기(2)로부터 주조 부품을 형성하는 주형 캐비티(4)를 포함하는 주형(3)에 주입되는, 경동 주입 원리에 따라 주조 부품을 주조하기 위한 방법으로서,
용융 금속(1)은 주조 용기(2)를 사용하여 베일-아웃 노(5)에서 직접 퍼담기고, 금속 산화물 외피(6)는 주조 용기(2) 안에서 용융 금속(1)의 표면에 형성되며, 용융 금속(1) 및 그 위에 부유하는 금속 산화물 외피(6)를 수용하고 있는 주조 용기(2)가 주형(3)까지 이동되며, 초기 위치로부터 최종 위치로 회전축(a)에 대해 주조 용기(2)와 주형(3)을 공통 회전시킴으로써 용융 금속(1)이 주조 용기(2)로부터 주형(3) 내로 주입되며, 금속 산화물 외피(6)는 주입 공정 중에 용융 금속(1)의 상부에 대부분 부유하고 용융 금속(1)의 표면에 실질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.

Description

주조 부품을 주조하는 방법{METHOD FOR CASTING A CAST PART}
본 발명은 용융 금속은 베일-아웃 노로부터 주조 용기를 사용하여 직접 퍼담아지며 용융 금속이 적어도 하나의 경동 가능한(tilable) 주조 용기로부터 주조 부품을 형성하는 주형 캐비티를 포함하는 주형에 주입되는, 경동 주입 원리에 따라 주조 부품을 주조하기 위한 방법에 관한 것이다.
전술한 유형의 방법은 DE 102009023881 A1에 공지되어 있다.
경동 주입 방법은 WO 2010/058003 A1에 개시되어 있다. 이 공지 방법에 기초하여, 주조 공정은 주조 용기를 경동 시키는 것에 의해 동적으로 설정된다. 이 단계에서, 용융물이 비교적 높은 동적 에너지로 주조 용기에 들어가도록 주조 용기 및 주조 용기 안의 용융물의 레벨은 주형보다 높다. 이러한 공지의 해법에 기초하여, 일반적으로 이러한 유형의 방법들의 경우에 용융물은 래들을 사용하여 베일-아웃 노로부터 퍼서 다음에 주조 용기에 옮겨지고 상기 주조 용기를 사용하여 그 다음에 주형에 채워진다. 다른 주조 방법들이 US 2012/325424 A1, DE102006058142 A1, WO 2010/068113 A1, US 5704413 A 및 GB 1164173에 공지되어 있다.
이러한 공지된 방법은 특히, 주조 용기로부터 주형으로 용융 금속을 주조하는 공정을 시작하기 훨씬 전에, 래들을 사용하여 채워지는 주조 용기는 금속 산화물 외피와 용융 금속이 혼합되게 하는 난류를 초래하는 것이 문제이며, 금속 산화물 외피와 용융 금속의 혼합은 최종적인 주조 부품의 미세조직에 매우 불리한 영향을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제들을 나타내지 않는 새로운 경동 주조 방법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은 서두에 설명한 유형의 방법에 기초한 본 발명에 의해 달성되는데, 이 방법에 의해 용융 금속은 주조 용기를 사용하여 베일-아웃 노에서 직접 퍼담기고, 금속 산화물 외피(metal oxide skin)는 주조 용기 안에서 용융 금속의 표면에 형성되며, 용융 금속 및 그 위에 부유하는 금속 산화물 외피를 수용하고 있는 주조 용기가 주형까지 이동되며, 초기 위치로부터 최종 위치로 회전축에 대해 주조 용기와 주형을 공통 회전시킴으로써 용융 금속이 주조 용기로부터 주형 내로 주입되며, 금속 산화물 외피의 적어도 80%는 주입 공정 중에 용융 금속의 표면에 부유하고 용융 금속의 표면에 실질적으로 유지된다.
본 발명에 의해 제안된 해법은 난류가 적고 특히 균일한 주입 작업이 되게 한다. 이것은 주조 부품의 재료 구조에서의 불규칙성을 매우 용이하게 방지하는 것을 가능하게 한다. 특히, 래들로부터 용융물을 주조 용기에 주입하지 않으므로, 용융물은 난류가 매우 적은 상태로 담겨져서 주형까지 이동될 수 있다. 용융 금속은 주조 용기로부터 주형에 주입되기 전에 이미 안정되어 있기 때문에, 또한 용융물은 매우 일정하게 난류가 없는 상태로 주형에 주입될 수 있다. 주입 작업이 종료할 때까지 금속 산화물 외피가 용융 금속 위에 부유하게 하는 속도로 주입이 이루어진다. 이것은 주형 내로 용융 금속의 일정한 주입을 보장한다.
삭제
최종 위치에 도달할 때까지 금속 산화물 외피가 주조 용기 안에 유지된다면 특히 유리하다는 것이 확인되었다. 이와 관련하여, 주형 안의 용융 금속의 표면 위에 금속 산화물 외피가 놓이도록 주형으로부터 멀리 있는 금속 산화물 외피의 구역이, 최종 위치에 도달할 때 맨 마지막으로 주조 용기를 떠나게 되어 이동한다면 특히 유리하다.
80% 이상, 바람직하게는 95% 이상의 금속 산화물 외피가, 유리하게는 시간상으로 최종 위치 이후에 도달되는 응고 위치에서 주형의 피드(feed)의 구역에 놓이도록 이동한다.
최종적인 주조 부품이 특히 고품질인 본 발명의 일 변형예에 기초하여, 최종 위치에 도달될 때까지 금속 산화물 외피는 신축적(elastic)이며 온전하게(intact) 유지되는 속도로 주입이 이루어진다.
주조 용기에 놓인 금속 산화물 외피가 주조 용기로부터 주형으로 용융 금속을 주입하는 공정 동안 더욱 커진다는 사실로 인해 난류가 매우 적은 상태의 주입이 달성될 수 있다. 이러한 실시예는 용융 금속이 최적의 속도로 주입되는 것을 보장한다.
매우 정확하며 규정된 주입을 가능하게 하는 다른 바람직한 실시예에 기초하여, 주조 용기는 주입 전에 주형과 연결될 수 있고 주형에 대한 주조 용기의 상대 위치가 주입 공정 동안에 초기 위치와 최종 위치 사이에서 유지될 수 있다.
회전축이 초기 위치에서 주형을 통하여 연장하고 주형 캐비티 아래에, 또는 주조 용기에서 볼 때 주형 캐비티 뒤로 또는 주형 캐비티를 통해 또는 주형 캐비티 위로 연장한다는 사실로 인해, 주형에서 용융 금속의 최적의 세팅 거동이 달성될 수 있다.
본 발명에 의해 제안된 방법의 다른 실시예에 기초하여, 주조 부품이 금속 산화물 외피에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 최종 위치에 도달할 때 금속 산화물 외피는 주형의 피드 상에 낙하하거나 피드의 전체 폭을 가로질러 피드 내로 미끄러져 들어간다.
주조 용기로부터 주형으로 용융 금속을 난류가 적은 상태로 특히 잔잔한 주입에 의해 특징지어지는 본 발명의 일 변형예에 기초하여, 주조 용기는 베일-아웃 노에서 용융 금속을 퍼담은 후에 주형의 피드까지 이동될 수 있고, 주조 용기는 그곳을 경유하여 용융 금속이 피드를 통하여 주형 내로 주입되는 유출 구역을 구비하며, 수직 방향에서 볼 때 유출 구역의 윤곽(contour)은 초기 위치에서 바닥에 놓인 피드의 단면의 윤곽과 상응하고, 유출 구역은 피드에 직접 연결되고 피드와 일직선으로 정렬된다.
초기 위치에서, 피드의 윤곽 및 유출 구역의 윤곽은 수평 위치에 배치되거나 최대 30°각도로 수평 위치로부터 회전된다면 특히 유리하다는 것이 확인되었다.
최종 위치에서, 피드의 윤곽 및 유출 구역의 윤곽은 초기 위치에 대해 최대 120°의 각도 및 최소 60°의 각도로 회전된다는 사실로 인해, 주조 부품의 품질과 관련하여 매우 양호한 결과가 달성될 수 있다.
용융 금속으로 채워진 직후 최대 5초 이내에, 특히 최대 3.5초 이내에 주조 용기가 주형과 연결되며 초기 위치로 이동된다면 특히 유리하다는 것이 확인되었다. 주형에 대한 주조 용기의 짧은 도킹 시간은 용융 금속의 최적의 주조 온도 및 최적의 유동 거동이 보장될 수 있게 한다. 특정된 시간에 기초하여 금속 산화물 외피의 최적의 신축적인 특성이 또한 달성될 수 있다.
최대 3.5초의 기간 내에 베일-아웃 노에서 주조 용기가 용융 금속으로 채워진다는 사실로 인해, 주입을 위해 최적의 상태인 용융 금속뿐만 아니라 금속 산화물 외피의 상태가 달성될 수 있다.
주조 용기 및 주형이 최대 8초의 기간 내에, 특히 최대 6.5초의 기간 내에 초기 위치로부터 최종 위치로 이동될 수 있다는 사실로 인해, 주조 부품의 미세조직과 관련한 매우 양호한 결과들이 달성될 수 있다.
베일-아웃 노 안의 용용 금속의 평균 온도가 하한 섭씨 680°와 상한 섭씨 780°범위에서 선택되는 값이면 특히 유리하다는 것이 확인되었다.
용융 금속을 퍼담기 위해 특정된 시간 이외에 주조 용기가 초기 위치에서 주형으로부터 떨어져 마주하는 구역에 슬릿-형상 개구를 구비하며, 베일-아웃 노로부터 용융 금속을 퍼담기 위하여 주조 용기는 개구가 전방에 배치된 상태로 베일-아웃 노 안에 놓인 용융 금속에 잠긴다는 사실로 인해, 용융 금속은 베일-아웃 노로부터 완만하게 난류가 매우 적고 산화물이 적은 상태로 퍼담아질 수 있다.
본 발명의 다른 매우 유리한 변형예에 따라, 주조 용기 및 주형은 대기압보다 높은 압력의 분위기에서 초기 위치로부터 최종 위치로 이동될 수 있다.
생산성 및 짧은 공정 시간과 관련하여 최적인 일 실시예에 따라, 캐러셀(carousel)에 배치된 적어도 3개의 주형들이 사용될 수 있고, 캐러셀은 주조 용기에서 주형으로 용융 금속이 주입되는 주조 위치로부터, 주형 안의 용융 금속이 응고하는 응고 위치로, 다음에 주형이 개방되고 주조 부품이 주형에서 제거되며 주형이 청소되는 작업 위치로 차례대로 3개의 주형들을 회전시킨다. 다른 유리한 실시예에 따라, 다른 옵션은 두 개의 캐러셀을 병렬로 작동시키는 것이다.
최종적인 주조 부품의 최적의 품질 및 매우 높은 생산성은 하한 70초와 상한 80초의 범위에서 선택되는 값을 갖는 일정한 시간 사이클에서 캐러셀을 회전시키는 것에 의해 달성될 수 있다.
더욱 명확하게 이해할 수 있도록, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도면들은 매우 단순화한 개략적인 도면들로 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제안된 방법을 위해 사용될 때의 주조 용기, 주형 및 베일-아웃 노를 도시한 도면,
도 2는 주조 용기로부터 용융 금속을 주형에 주입하기 전에, 도 1에서의 주조 용기 및 주형의 초기 위치를 도시한 도면,
도 3은 주조 용기로부터 용융 금속을 주형에 주입한 후에, 도 2에서의 주조 용기 및 주형의 최종 위치를 도시한 도면,
도 4는 도 2에서의 주조 용기 및 주형의 사시도,
도 5는 도 4에서의 주조 주형 및 주형의 단면도,
도 6은 3개의 주형을 구비한 캐러셀을 도시한 도면.
우선, 상이한 실시예들에서 설명되는 동일한 부분들은 동일한 도면 부호 및 동일한 구성요소 명칭으로 표시되고, 명세서에서 설명하는 내용들은 동일한 도면 부호 또는 동일한 구성요소 명칭을 갖는 동일한 부분을 의미하는 것으로 치환될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 또한, 상부, 바닥, 측면 등과 같이 설명의 목적을 위해 선택되는 위치들은 분명하게 설명되는 도면과 관련한 것이며 다른 위치가 설명될 경우에는 새로운 위치를 의미하는 것으로 치환될 수 있다.
예로서 설명되는 실시예들은 본 발명에 의해 제안된 해법의 가능한 변형예를 나타내고, 이 시점에서 본 발명은 명확하게 설명되는 변형예들로 특별히 제한되는 것이 아니고, 대신에 개별적인 변형예들은 서로 상이한 조합으로 사용될 수 있으며 이러한 가능한 변형예들은 개시되는 기술적인 교시를 접한 당해 기술 분야의 당업자가 도달하는 범위 내에 들어간다는 것을 유의해야 한다.
또한, 예시하고 설명한 상이한 실시예들에서의 개별적인 특징 또는 특징들의 조합은 독립적인 발명의 해법 또는 그 발명에 의해 제안되는 해법으로서 구성될 수 있다.
독립적인 발명의 해법들에 담긴 대상물은 상세한 설명에서 알 수 있다.
상세한 설명에서 수치 범위에 대한 모든 특징들은 임의의 부분적인 범위 및 모든 부분적인 범위들을 포함하는 것을 의미하는 것으로 구성되며, 예컨대 1 내지 10의 범위의 경우에 하한 1에서 시작하여 상한 10 까지의 모든 부분적인 범위들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 하한 1 이상에서 시작하여 상한 10 이하에서 끝나는 모든 부분적인 범위, 예컨대 1 내지 1.7, 또는 3.2 내지 8.1, 또는 5.5 내지 10과 같은 부분적인 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
특히, 도 6에 도시된 발명 대상물의 실시예는 그 자체가 하나의 독립적인 발명으로 구성될 수 있다. 관련 대상물 및 발명의 해법들은 이 도면의 상세한 설명에서 알 수 있다.
원활한 이해를 위해 마지막으로, 방법을 실행하기 위해 사용된 주조 장치의 구성요소들의 구조의 명확한 이해를 제공하기 위하여, 구성요소 및 구성 부품들은 특정 비율 및/또는 확대 비율 및/또는 축소 비율로 도시되어 있다는 것을 유의해야 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 주조 부품을 주조하기 위한 본 발명 방법에 기초한 주조는 경동 주조 원리에 따라 이루어진다. 이를 위해, 용융 금속(1)은 경동 가능한 주조 용기(2)로부터 주조 부품을 형성하는 주형 캐비티(4)를 가진 주형(3)에 주입된다. 특히 바람직하게, 용융 금속(1)은 알루미늄 합금, 예컨대 AC-AlSi10Mg(Cu), AC-AlSi8Cu3, AlSi7Cu3, AlSi6Cu4 이다. 특히 바람직하게, 주형(3)은 예컨대 차량용 실린더 헤드 또는 다른 부품들과 같은 높은 응력을 받는 알루미늄 부품을 생산하기 위한 주형이다.
도 1 내지 도 3에서, 주조 용기(2) 및 주형(3)은 시간적으로 연속적인 상이한 위치들에서 도시되어 있다. 주조 래들로 지칭되기도 하는, 서로 평행하게 배치된 2 이상의 주조 용기(2)들에 의해 주입이 이루어질 수도 있다.
바람직하게는, 주조 용기(2)가 주형(3)까지 이동되고 예컨대 매달려진 로봇 암에 의해 주형과 연결된다. 주조 용기(2)를 주형(3)에 연결한 후에, 로봇 암은 주조 용기(2)를 해제할 수 있고 다음에 다른 작업을 위해 이용할 수 있다. 바람직하게는, 주조 용기(2)가 베일-아웃 노(5)의 용융 금속(1) 내로 주조 용기(2)를 담그는 로봇 암을 이용하여 채워질 수도 있다. 퍼담는 동안 또는 그 직후, 금속 산화물 외피(6)가 주조 용기(2)에서 용융 금속(1)의 표면에 형성된다. 베일-아웃 노(5)에 놓인 액체 용융 금속(6)의 평균 온도는 하한 섭씨 680°와 상한 섭씨 780°범위에서 선택되는 값을 갖는다.
채워지면, 용융 금속(1) 및 용융 금속에서 부유하는 금속 산화물 외피(6)을 담고 있는 주조 용기(2)는 주형(3)으로 이동된다. 다음에, 초기 위치로부터 최종 위치로 회전축(a)에 대하여 주조 용기(2)와 주형(3)이 공동 회전함에 의해 용융 금속(1)은 주조 용기(1)로부터 주형(3) 내로 주입된다. 주입 작업 중에, 금속 산화물 외피(6)는 용융 금속(1) 위로 대부분, 적어도 80% 까지 또는 완전히 부유하며 최종 위치에 도달할 때까지 용융 금속의 표면에 실질적으로 남아 있다.
본 발명의 일 변형예에 따르면, 최종 위치에 도달할 때까지 주조 용기(2)에 금속 산화물 외피(6)가 남아있을 수도 있다. 주형(3)으로부터 멀리 있는 금속 산화물 외피(6)의 구역은 최종 위치에 도달할 때 마지막으로 주조 용기(2)를 떠나서 이동하므로 주형(3) 안의 용융 금속(1)의 표면에 있게 된다. 금속 산화물 외피(6)의 80% 이상, 바람직하게는 95% 이상은 시간상으로 최종 위치에 후속하는 응고 위치에서 주형(3)의 피드(7) 구역에 이르게 된다.
최종 위치에 도달될 때까지, 금속 산화물 외피(6)는 신축적이며 온전하게 남아있다. 용융 금속(1)이 주입될 때, 주조 용기(2)에 놓인 금속 산화물 외피(6)의 표면은 특히 주조 용기(2)로부터 주입되는 방향으로 더 커질 수도 있다. 주입 공정 중에 금속 산화물 외피의 표면이 더욱 커지게 되는 결과로 인해, 용융 금속의 특히 잔잔한 유동이 획득된다.
주입하기 전에, 주조 용기(2)는 주형(3)과 연결된다. 주형(3)에 대한 주조 용기(2)의 상대 위치는 주입 공정 동안에 초기 위치와 최종 위치 사이에서 유지된다. 환언하면, 주조 용기(2)는 회전축(a)에 대하여 주형(3)의 이동을 추종한다. 만약 회전축(a)이 초기 위치에서 주형(3)을 통하여 연장하면 특히 유리하다는 것이 확인되었다. 이와 관련하여, 회전축(a)은 주형 캐비티(4) 아래에 놓일 수 있고, 또는 주조 용기(2)에서 볼 때 주형 캐비티(4) 뒤로 또는 주형 캐비티(4)를 통해 또는 주형 캐비티(4) 위로 연장할 수 있다.
주입되는 측면에, 주형(3)은 피드(7)를 구비할 수 있다. 이 경우에는 베일-아웃 노(5)로부터 용융 금속(1)을 퍼담은 후에, 주조 용기(2)가 주형(3)의 피드(7)까지 이동되어 이 피드(7)에 연결된다. 주조 용기(2)는 그곳을 경유하여 용융 금속(1)이 피드(7) 내로 그리고 그곳으로부터 주형 공동(4) 내로 주입되는 유출 구역(8)을 갖고 있다. 수직 방향에서 볼 때, 유출 구역(8)의 윤곽은 초기 위치에서 바닥에 놓인 피드(7)의 단면의 윤곽과 상응한다. 바람직하게는, 유출 구역(8)은 피드(7)에 직접 연결되고 피드와 일직선으로 정렬된다. 이와 관련하여, 윤곽은 주로 기부 구역과 피드(7)의 상호 인접한 외부 에지들과 외부 면들 그리고 주조 용기(2)의 유출 구역(8)의 형상을 의미한다.
최종 위치에 도달할 때, 금속 산화물 외피(6)는 주형(3)의 피드(7) 상에 낙하하여 피드(7) 내로 미끄러져 들어간다. 바람직하게는, 금속 산화물 외피는 실질적으로 피드(7)의 전체 폭을 가로질러 피드 내로 미끄러져 들어간다.
도 4에 도시된 바와 같이, 주조 용기(2)는 초기 위치에서 주형(3)으로부터 떨어져 마주하는 구역에 슬릿 형상의 개구(9)를 구비할 수 있다. 베일-아웃 노(5)에서 용융 금속(6)을 퍼담기 위하여, 주조 용기(2)는 개구(9)가 전방에 배치된 상태로 베일-아웃 노(5) 안에 놓인 용융 금속(6)에 잠긴다. 퍼담는 작업 중에 베일-아웃 노(5)의 용융 금속에 수직으로 연장하는 슬릿 형상의 개구(9)는 퍼담는 작업 동안 청정하고 산화물이 없는 금속만이 주조 용기(2) 내로 유동하는 것을 보장한다. 베일-아웃 노(5)로부터의 용융 금속(6)으로 주조 용기(2)를 채우는 데 걸리는 시간은 최대 3.5초이다.
용융 금속(6)으로 채워진 직후, 최대 5초 이내에, 특히 최대 3.5초 이내에 주조 용기(2)는 주형(3)과 연결되며 초기 위치로 이동된다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 피드(7)의 윤곽 및 유출 구역(8)의 윤곽은 초기 위치에서 수평 위치에 배치된다. 그러나 이 단계에서, 초기 위치에서의 피드(7) 및 유출 구역의 윤곽들은 회전축(a)에 대해 최대 30°각도로 수평 위치로부터 회전될 수도 있다는 것을 유의해야 한다. 최종 위치에서, 피드(7)의 윤곽 및 유출 구역(8)의 윤곽은 초기 위치에 대해 최대 120°의 각도 및 최소 60°의 각도로 회전된다. 주조 용기(2) 및 주형(3)은 최대 8초 이내에, 특히 최대 6.5초 이내에 초기 위치에서 최종 위치로 이동된다.
이 단계에서, 본 발명에 의해 제안된 전체적인 방법 또는 주조 용기(2)로부터 주형(3)으로 용융 금속(1)의 주입 단계만은 대기압 이상의 압력에서 작동될 수도 있다는 것을 유의해야 한다. 과압을 생성하기 위하여, 주조 용기(2) 및 주형(3)은 가스 또는 가스 혼합물, 예컨대 불활성 가스로 충전될 수 있고, 이에 의해 챔버 외부의 외부 압력보다 높은 압력을 생성할 수 있는 밀폐 챔버에 배치될 수 있다. 원칙적으로, 베일-아웃 노(5)가 챔버 안에 배치될 수도 있다.
도 6에 도시된 실시예는 캐러셀에 배치된 적어도 3개의 주형(10, 11, 12)을 포함한다. 이 실시예는 전술한 것과 다른 주조 방법들이 사용될 수도 있는 별개의 실시예를 나타낸다. 캐러셀은 주조 용기(2)에서 주형(10, 11, 12)으로 용융 금속(6)이 주입되는 주조 위치(Ⅰ)로부터, 주형(10, 11, 12) 안의 용융 금속(1)이 응고하는 응고 위치(Ⅱ)로, 다음에 주형(10, 11, 12)이 개방되고 주조 부품이 주형(10, 11, 12)에서 제거되며 주형(10, 11, 12)이 청소되는 작업 위치(Ⅲ)로 차례대로 3개의 주형(10, 11, 12)들을 회전시킨다. 캐러셀은 하한 75초와 상한 80초 범위에서 선택된 값의 일정 시간 사이클로 계속해서 회전한다. 바람직한 실시예에 따라, 이 사이클은 75초이며 다음에 설명하는 것과 같이 이루어진다. 주조 위치(Ⅰ)에서, 주형(11)에 주조 용기(2)를 도킹하는 공정은 3.5초가 소요되며 반면에, 초기 위치로부터 최종 위치로 주조 용기(2) 및 주형(11)을 경동시키는 것은 6.5초가 소요된다. 최종 위치에 도달하면, 주조 용기는 주형으로부터 언도킹 되며 다른 퍼담는 작업을 위해 다시 사용될 수 있다. 56초 동안, 주조 위치(Ⅰ)에서 용융 금속이 응고한다. 다른 9초는 주형(11)을 위치(Ⅱ)로 회전시키기 위해 필요하다.
응고 위치(Ⅱ)에서, 용융 금속(1) 또는 주형(10) 안의 주조 부품은 추가의 다른 66초 동안 응고하고, 다른 9초는 작업 위치(Ⅲ)로 회전하기 위해 필요하다. 작업 위치에서, 주조 부품은 추가의 다른 10초 동안 응고하고, 9초는 주형을 개방하기 위해 필요하며 8초는 로봇에 의해 주조 부품을 제거하기 위해 필요하다. 주형(3)을 청소하는 것은 20초가 소요되고 새로운 사형 코어를 배치하는 것은 10초가 소요된다. 주형(3)을 폐쇄하고 주조 위치(Ⅰ)로 주형을 회전시키기 위하여, 각 경우에 9초가 필요하다. 결과적으로, 위치(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)들 중의 하나의 위치로부터 다음 위치로 회전하는 데는 75초의 사이클 타임이 걸린다.
1 : 용융 금속
2 : 주조 용기
3 : 주형
4 : 주형 캐비티
5 : 베일-아웃 노
6 : 금속 산화물 외피
7 : 피드
8 : 유출 구역
9 : 개구
10 : 주형
11 : 주형
12 : 주형
A : 회전축
Ⅰ : 주조 위치
Ⅱ : 응고 위치
Ⅲ : 작업 위치

Claims (21)

  1. 용융 금속(1)이 적어도 하나의 경동 가능한 주조 용기(2)로부터 주조 부품을 형성하는 주형 캐비티(4)를 포함하는 주형(3)에 주입되고, 용융 금속(1)은 베일-아웃 노(5)로부터 주조 용기(2)를 사용하여 직접 퍼담기고, 금속 산화물 외피(6)는 주조 용기(2) 안에서 용융 금속(1)의 표면에 형성되며, 용융 금속(1) 및 그 위에 부유하는 금속 산화물 외피(6)를 수용하고 있는 주조 용기(2)가 주형(3)까지 이동되며, 초기 위치로부터 최종 위치로 회전축(a)에 대해 주조 용기(2)와 주형(3)을 공동 회전시킴으로써 용융 금속(1)이 주조 용기(2)로부터 주형(3) 내로 주입되는, 경동 주입 원리에 따라 주조 부품을 주조하기 위한 방법으로서,
    주조 용기(2)는 초기 위치에서 주형(3)으로부터 떨어져 마주하는 구역에 슬릿-형상 개구(9)를 구비하며, 베일-아웃 노(5)로부터 용융 금속(6)을 퍼담기 위하여 주조 용기(2)는 개구(9)가 전방에 배치된 상태로 베일-아웃 노(5) 안에 놓인 용융 금속(6)에 잠기는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    금속 산화물 외피(6)의 적어도 80%가 용융 금속(1)의 표면에 부유하는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    최종 위치에 도달할 때까지 금속 산화물 외피(6)가 주조 용기(2) 안에 유지되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    주형(3) 안의 용융 금속(1)의 표면 위에 금속 산화물 외피(6)가 놓이도록 주형(3)으로부터 멀리 있는 금속 산화물 외피(6)의 구역이, 최종 위치에 도달할 때 맨 마지막으로 주조 용기(2)를 떠나게 되어 이동하는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    80% 이상의 금속 산화물 외피(6)가, 시간상으로 최종 위치 이후에 도달되는 응고 위치에서 주형(3)의 피드(7)의 구역에 놓이게 되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    최종 위치에 도달될 때까지 금속 산화물 외피(6)가 신축적이며 온전하게 유지되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    주조 용기(2)에 놓인 금속 산화물 외피(6)가 주조 용기(2)로부터 주형(3)으로 용융 금속(1)을 주입하는 공정 동안 더욱 커지는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    주조 용기(2)는 주입 전에 주형(3)과 연결되고 주형(3)에 대한 주조 용기(2)의 상대 위치가 주입 공정 동안에 초기 위치와 최종 위치 사이에서 유지되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    회전축(a)이 초기 위치에서 주형(3)을 통하여 연장하고 주형 캐비티(4) 아래에, 또는 주조 용기(2)에서 볼 때 주형 캐비티(4) 뒤로 또는 주형 캐비티(4)를 통해 또는 주형 캐비티 위로 연장하는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    최종 위치에 도달할 때 금속 산화물 외피(6)는 주형(3)의 피드(7) 상에 낙하하거나, 피드의 전체 폭을 가로질러 피드(7) 내로 미끄러져 들어가는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    주조 용기(2)는 베일-아웃 노(5)에서 용융 금속(1)을 퍼담은 후에 주형(3)의 피드(7)까지 이동되고, 주조 용기는 그곳을 경유하여 용융 금속이 피드(7)를 통하여 주형(3) 내로 주입되는 유출 구역(8)을 구비하며, 수직 방향에서 볼 때 유출 구역(8)의 윤곽은 초기 위치에서 바닥에 놓인 피드(7)의 단면의 윤곽과 상응하고, 유출 구역(8)은 피드(7)에 직접 연결되고 피드(7)와 일직선으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    초기 위치에서, 피드(7)의 윤곽 및 유출 구역(8)의 윤곽은 수평 위치에 배치되거나 최대 30°각도로 수평 위치로부터 회전되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    최종 위치에서, 피드(7)의 윤곽 및 유출 구역(8)의 윤곽은 초기 위치에 대해 최대 120°의 각도 및 최소 60°의 각도로 회전되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    용융 금속(6)으로 채워진 직후 최대 5초 이내에 주조 용기(2)가 주형(3)과 연결되며 초기 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    주조 용기(2)가 최대 3.5초의 기간 내에 베일-아웃 노(5)에서 용융 금속(6)으로 채워지는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    주조 용기(2) 및 주형(3)이 최대 8초의 기간 내에 초기 위치로부터 최종 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    베일-아웃 노(5) 안의 용용 금속(6)의 평균 온도가 하한 섭씨 680°와 상한 섭씨 780°범위에서 선택되는 온도인 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    주조 용기(2) 및 주형(3)은 대기압보다 높은 압력에서 초기 위치로부터 최종 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 한 항에 있어서,
    캐러셀에 배치된 적어도 3개의 주형(10, 11, 12)들이 사용되고, 캐러셀은 주조 용기(2)에서 주형(10, 11, 12)으로 용융 금속(6)이 주입되는 주조 위치(Ⅰ)로부터, 주형(10, 11, 12) 안의 용융 금속(1)이 응고하는 응고 위치(Ⅱ)로, 다음에 주형(10, 11, 12)이 개방되고 주조 부품이 주형(10, 11, 12)에서 제거되며 주형(10, 11, 12)이 청소되는 작업 위치(Ⅲ)로 차례대로 3개의 주형(10, 11, 12)들을 회전시키는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    캐러셀은 하한 70초와 상한 80초의 범위에서 선택되는 값을 갖는 일정한 시간 사이클에서 회전되는 것을 특징으로 하는 주조 방법.
  21. 삭제
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