KR102088703B1 - 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법 - Google Patents

알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법 Download PDF

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김재일
박대한
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Abstract

본 발명은 주물사 중자와 스틸(steel) 중자로 분할 구성되는 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법에 관한 것으로서, 상기 압탕중자는 주조품의 상단부를 성형하는 제품부와 상기 제품부의 상부구조를 이루는 순수압탕부로 이루어지며, 상기 제품부는 주물사로 성형되고, 상기 순수압탕부는 스틸(steel) 소재로 성형되어 상기 제품부 상에 탈착 가능하게 탑재되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 압탕중자를 취급하기가 수월해지며 순수압탕부의 반복사용이 가능하다.

Description

알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법{DIVIDED FEEDHEAD MOLD FOR ALUMINUM ALLOY CASTING AND CASTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 알루미늄합금의 주조성형에 사용되는 압탕중자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주물사 중자와 스틸(steel) 중자로 분할 구성되는 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 모터하우징과 같이 알루미늄합금의 중력주조 공법으로 제품이 성형되는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 측면 금형들(1~4)을 맞물려 결합하고 상단부에 압탕중자(5)를 씌운 상태에서 용탕이 주입된다. 주입된 용탕은 압탕중자(5)에까지 차오르게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 금형(1~4)이 분리되고 도 3에 도시된 상태에서 압탕중자(5)를 제거, 즉 탈사한 다음 최종적으로는 제품(20)에서 압탕중자(5)에서 하단부에 해당하는 제품부(5a) 부분을 남겨두고 나머지 상측 부분, 즉 순수압탕부(5b) 부분에서는 절단하게 된다.
그러나, 압탕중자(5)는 주물사(coated sand)로 이루어져 고중량이므로 취급하기가 어려운 관계로 작업기피 현상이 발생하고 있으며, 주조시 가스 및 폐기물이 다량 발생하므로 작업환경에 불리한 영향을 끼치며, 소모품인 관계로 제조원가 또한 무시할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 취급하기 수월하며 부분적으로 반복사용이 가능한 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 알루미늄합금이 주조 시 주조품의 상단부를 성형함과 동시에 압탕부를 형성하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자에 있어서, 상기 압탕중자는 상기 주조품의 상단부를 성형하는 제품부와 상기 제품부의 상부구조를 이루는 순수압탕부로 이루어지며, 상기 제품부는 주물사로 성형되고, 상기 순수압탕부는 스틸(steel) 소재로 성형되어 상기 제품부 상에 탈착 가능하게 탑재되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자를 제공한다.
여기서, 상기 순수압탕부는 용탕이 차오르는 내부공간의 벽면이 상부가 좁고 하부가 넓은 테이퍼면으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기와 같은 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자를 이용한 주조방법에 있어서, 제품의 성형을 위한 측면 금형들을 맞물려 결합하고 상기 제품의 상단부 성형을 위한 상기 압탕중자의 제품부와 순수압탕부를 순차로 쌓아올려 씌운 상태에서 용탕을 주입하는 단계와; 상기 용탕이 아래로부터 상기 제품부를 넘어 상기 순수압탕부에까지 차오른 상태에서 응고가 완료되면 상기 순수압탕부를 분리해내는 단계와; 상기 측면 금형들을 분리시키는 단계와; 상기 측면 금형들이 분리되어 얻어지는 제품에 대하여 상기 제품부의 상면을 따라 절단하는 단계; 및 상기 제품부를 탈사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자를 이용한 주조방법을 제공한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 이를 이용한 주조방법에 의하면 압탕중자가 하측의 제품부와 상측의 순수압탕부로 분할됨으로써 개별적으로 취급할 수 있어 작업이 수월해지며, 상기 순수압탕부의 경우 스틸(steel) 소재로 성형되어 반복적으로 사용할 수 있으므로 주조환경의 개선은 물론 제조원가의 절감에도 기여할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래기술에 따른 압탕중자에 의한 알루미늄합금 주조성형 과정을 설명하기 위한 개략도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자 및 그 사용방법을 간략히 도시한 사시도,
도 7 내지 도 10은 도 4의 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자를 이용한 알루미늄합금 주조방법을 설명하기 위한 개략도,
도 11은 도 4의 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자의 일 구성요소인 순수압탕부 및 성형 제품의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 알루미늄합금 주조성형을 위한 분할형 압탕중자(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 하측의 제품부(11)와 상측의 순수압탕부(12)로 분할 구성된다. 제품부(11)는 압탕중자(10)에 의해 성형되는 주조품(도 11의 20)의 상단부를 성형하는 부분으로서 주물사로 성형된다. 반면, 제품부(11)의 상부구조를 이루는 순수압탕부(12)는 스틸(steel) 소재로 성형되며 제품부(11) 상에 탈착 가능하게 탑재된다.
제품부(11)와 순수압탕부(12)가 결합된 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 용탕이 아래로부터 순수압탕부(12)의 내부공간까지 차오르게 되며, 용탕이 응고되어 주조가 완료되면 도 6에 도시된 바와 같이 순수압탕부(12)를 들어올려 제품부(11)로부터 분리시키며, 마지막으로 제품부(11)의 상단면을 따라 주조품을 절단한 다음 제품부(11)를 제거, 즉 탈사한다.
상기와 같이 제품부(11)와 순수압탕부(12)로 분할되는 분할형 압탕중자(10)를 이용한 주조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 측면 금형들(1~4)을 맞물려 결합하고 상단부에 압탕중자(10), 즉 제품부(11)와 순수압탕부(12)를 순차로 씌운 상태에서 용탕이 주입된다. 아래로부터 주입되는 용탕은 제품부(11)를 넘어 상측의 순수압탕부(12)에까지 차오르게 되며, 용탕의 응고가 완료되면 도 8에 도시된 바와 같이 순수압탕부(12)를 분리해낸 다음 도 9에 도시된 바와 같이 금형(1~4)을 분리시킨다. 금형(1~4)으로부터 분리된 제품(20)은 도 10에 도시된 상태에서 제품부(11)의 상면을 따라 절단하게 되고, 최종적으로 주물사로 이루어진 제품부(11)를 탈사한다.
이에 따라, 분할형 압탕중자(10)의 제품부(11)는 파괴되므로 재사용될 수 없으나, 상측의 순수압탕부(12)는 반복하여 사용할 수 있다.
순수압탕부(12)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 용탕의 응고가 완료되면 분리되어야 하므로, 제품으로부터 쉽게 분리될 수 있는 구조로 형성되어야 하며, 이를 위해 도 11에 도시된 바와 같이 용탕이 주입되는 내부공간(S)의 벽면(12a)이 상부가 좁고 하부가 넓은 테이퍼면으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 이상에서 설명된 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자(10) 및 이를 이용한 주조방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여지는 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 상기 설명된 바에 한정되지 않는다.
1~4: 측면금형
10: 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자
11: 제품부
12: 순수압탕부
12a: 벽면
20: 제품

Claims (3)

  1. 알루미늄합금이 주조 시 주조품의 상단부를 성형함과 동시에 압탕부를 형성하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자에 있어서,
    상기 압탕중자는
    상기 주조품의 상단부를 성형하는 제품부와, 상기 제품부의 상부구조를 이루는 순수압탕부로 이루어지며,
    상기 제품부는 주물사로 성형되고,
    상기 순수압탕부는 스틸(steel) 소재로 성형되어 상기 제품부 상에 탈착 가능하게 탑재되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순수압탕부는
    용탕이 차오르는 내부공간의 벽면이 상부가 좁고 하부가 넓은 테이퍼면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자.
  3. 청구항 1의 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자를 이용한 주조방법에 있어서,
    제품의 성형을 위한 측면 금형들을 맞물려 결합하고 상기 제품의 상단부 성형을 위한 상기 압탕중자의 제품부와 순수압탕부를 순차로 쌓아올려 씌운 상태에서 용탕을 주입하는 단계와;
    상기 용탕이 아래로부터 상기 제품부를 넘어 상기 순수압탕부에까지 차오른 상태에서 응고가 완료되면 상기 순수압탕부를 분리해내는 단계와;
    상기 측면 금형들을 분리시키는 단계와;
    상기 측면 금형들이 분리되어 얻어지는 제품에 대하여 상기 제품부의 상면을 따라 절단하는 단계; 및
    상기 제품부를 탈사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 주조성형을 위한 압탕중자를 이용한 주조방법.
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