KR102186138B1

KR102186138B1 - 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법

Info

Publication number: KR102186138B1
Application number: KR1020170022258A
Authority: KR
Inventors: 주효문; 이준민; 이지용; 김영찬
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2020-12-03
Also published as: KR20180096065A

Abstract

본 발명은 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것으로서, 탄성부재, 가압부재 및 개폐부재를 포함하는 것에 의하여 원심주조에서 금형에 급탕되는 용탕에 압력을 가하여 부품을 경량화, 부품의 원가 절감 및 추가적인 공정을 제거할 수 있는 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 원심 주조장치의 회전축에 위치하며, 용탕이 주입되는 주입부; 상기 원심 주조 장치의 회전축으로 이격되어 위치하는 금형; 상기 주입부로부터 상기 금형의 입구로 연장되어 형성되는 용탕이동로; 일단이 상기 회전축의 연결되어, 상기 회전축의 반경 방향으로 신장되는 탄성부재; 상기 탄성부재의 타단에 연결되며, 금형의 입구를 향하여 위치하는 가압부재; 및 상기 가압부재와 상기 금형의 입구 사이에 위치하는 개폐부재;를 포함하는 가압 원심 주조 장치를 제공한다.

Description

탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법{Centrifugal Casting Device Pressurizing With Elastic Material And The Method Pressurizing Molten Metal Of Thereof}

본 발명은 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것으로서, 탄성부재, 가압부재 및 개폐부재를 포함하는 것에 의하여 원심주조에서 금형에 급탕되는 용탕에 압력을 가하여 부품을 경량화, 부품의 원가 절감 및 공정을 단순화할 수 있는 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것이다.

주조 공정(Casting Process)은 액체의 유동을 이용하는 것으로서, 용융된 금속재료를 준비된 금형(mold)에 넣어 금형을 채우고 응고시키는 재료 가공 방법의 일종이며, 금형의 형상과 주입 방법에 따라 여러 가지 공법이 이용되고 있다.

이러한 주조 공정은 한 단계의 공정만으로 용융 가능한 재료를 이용하여 복잡한 형상을 만들 수 있다는 장점이 있다. 주조 공정은 금형 제작 공정, 용해 공정, 주입 공정 및 주형 분리 공정 등으로 구성된다. 금형 제작 공정에서 금형은 원하는 주물이 제조될 수 있도록 그에 적합한 형상 및 크기를 가져야 하며, 응고 재료의 수축에 적합한 여유율을 가져야 한다. 용해 공정에서는 적정 온도로 금속을 가열하여 액체로 만든 후, 용융 금속 내의 수소가스로를 제거하여야 하고, 주입 공정에서는 주입 시 와류의 발생을 최소화하는 한편 응고 시에는 응고 수축을 만들지 않도록 설계되어야 한다. 그 후 주형을 분리하고, 분리된 후에는 주입구 및 탕구 절단, 세척, 열처리 및 검사 과정을 거쳐 주조 공정이 마무리된다.

종래기술에서 주물은 사용하는 금속에 따라 주철주물, 알루미늄합금주물, 구리합금주물 등으로 분류되며, 주형의 재료에 따라 사형주조, 금형주조, 셸몰드 등으로 분류된다. 또한, 용해된 금속인 용탕을 주형에 주입하는 방법에 따라, 중력을 이용하는 중력주조, 용탕을 가압하여 주형에 밀어 넣는 다이캐스팅(Die Casting), 회전하는 금형에 용융금속인 용탕을 주입하고 금형의 원심력을 이용하여 제품을 주조하는 원심주조 등으로 분류된다.

상기 원심주조는 용탕을 주형 즉, 금형에 부어 일정한 형태로 성형하는 것으로 상기 주형을 회전시켜 주형의 원심력으로 성형하는 것을 원심주조공법이라 한다. 이러한 원심주조공법에서는 용탕을 금형의 전면에 걸쳐 신속하고 균일하게 공급하고, 용융금속이 주형 면으로부터 안쪽으로 방향성 응고를 하도록 해야지만 두께가 균일하고 고품질의 성형품이 제조될 수 있다. 이를 위해서는 금형의 회전속도, 용탕 주입온도 및 주입속도가 주입 초기부터 종료시까지 균일하게 유지되어야만 하고, 몰드가 충분히 예열되지 않으면 용융금속이 주형에 주입되면서 바로 응고되어 버리게 되고, 용탕 내부에 있던 기포들이나 가벼운 찌꺼기들이 표면으로 떠오르지 못한 채 응고되므로 원심주조효과를 기대할 수 없게 된다. 나아가, 도 1은 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 구성도이다. 종래기술은 피스톤 링, 주철관 등과 같이 부피가 작고, 주조에 의하여 형성되는 부품이 원형의 형상을 가진 부품의 경우 원가확보를 위해 원심 주조 공법을 사용하여 왔다.

그러나, 종래기술은 댐퍼풀리 허브, 워터펌프 풀리, 알루미늄 휠 등과 같은 원형의 형상을 지니며, 부피가 큰 부품에도 원심주조 공법을 사용하였지만, 금형 및 장비의 부피가 클 뿐만 아니라 원심 주조 장치의 회전속도를 증가시키는데 한계가 있어 주조성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법을 제공한다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 탄성부재를 포함하는 용탕가압장치를 이용하는 것으로 복잡한 구성의 가압장치를 변경하는 것에 의하여 생산비용을 절감할 뿐만 아니라 압탕이 발생하지 않아 압탕을 제거하는 단계를 생략하며, 부품의 강도 및 강성을 향상시키는 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 원심 주조 장치의 회전력을 이용하여 탄성부재가 인장되는 것에 의하여 가압부재가 급탕되는 용탕을 가압하는 것으로 인하여, 원심 주조 공법의 주조성 및 품질을 확보하며, 압탕이 발생되지 않아 부품의 원가 절감하는 동시에 강도 및 강성을 향상시켜 부품의 경화를 향상시키는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 원심 주조 장치의 회전축에 위치하며, 용탕이 주입되는 주입부; 상기 원심 주조 장치의 회전축으로 이격되어 위치하는 금형; 상기 주입부로부터 상기 금형의 입구로 연장되어 형성되는 용탕이동로; 일단이 상기 회전축의 연결되어, 상기 회전축의 반경 방향으로 신장되는 탄성부재; 상기 탄성부재의 타단에 연결되며, 금형의 입구를 향하여 위치하는 가압부재; 및 상기 가압부재와 상기 금형의 입구 사이에 위치하는 개폐부재;를 포함하는 가압 원심 주조 장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 탄성부재는 스프링인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 탄성부재의 탄성상수(k)는 하기의 수학식1에 의하여 결정되는 것이 바람직하다.

[수학식 1]

<μ:가압부재와 원심주조장치 간의 마찰력 계수, m:탄성부재의 질량, g: 중력가속도, x:탄성부재의 인장된 길이, N:회전속도(RPM), D:회전체의 지름>

본 발명에서 상기 개폐부재는 상기 회전축과 상기 탄성부재가 연결된 연결부로부터 인장되지 않은 상기 탄성부재의 길이 및 상기 가압부재의 길이의 총합의 길이로 이격되어 위치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 개폐부재는 스테인레스 재질인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 탄성부재, 상기 가압부재 및 상기 개폐부재를 포함하는 용탕가압장치는 2개 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 용탕가압장치는 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 상기 가압 원심주조 장치를 회전시키는 회전단계; 상기 주입부에 용탕을 주입하는 용탕주입단계; 상기 개폐부재가 개봉되는 개봉단계; 상기 개봉단계 후, 상기 가압부재가 상기 용탕을 가압하는 가압단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 가압단계 후, 상기 원심 주조 장치의 회전속도를 증가시키는 가속단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 가속단계 후, 상기 원심 주조 장치의 회전을 정지시키는 정지단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 용탕주입단계에서 주입되는 용탕은 상기 원심 주조 장치에 의해 형성되는 주조품의 중량에 대하여 105 내지 125중량%가 주입되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 개봉단계는 상기 금형에 용탕이 상기 금형의 부피의 60 내지 80%로 주입될 때 상기 개폐부재가 개봉되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 개봉단계는 상기 용탕이 상기 주입부에 주입되는 동시에 상기 개폐부재가 개봉되는 것이 바람직하다.

본 발명의 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치에 의하면, 탄성부재를 포함하는 용탕가압장치를 이용하는 것으로 복잡한 구성의 가압장치를 변경하는 것에 의하여 생산비용을 절감할 뿐만 아니라 압탕이 발생하지 않아 압탕이 제거되는 단계를 생략하며, 부품의 강도 및 강성을 향상시키는 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법에 의하면, 원심 주조 장치의 회전력을 이용하여 탄성부재가 인장되는 것에 의하여 가압부재가 급탕되는 용탕을 가압하는 것으로 인하여, 원심 주조 공법의 주조성 및 품질을 확보하며, 압탕이 발생되지 않아 부품의 원가 절감하는 동시에 강도 및 강성을 향상시켜 부품의 경화를 향상시키는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 외력을 나타내는 개략도.
도 3은 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의하여 주조된 뎀퍼 풀리의 사진도.
도 4는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 금형에 주입된 용탕의 압력을 나타낸 실험사진도.
도 5는 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의해 성형된 주조품의 측면사진도.
도 6는 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의해 성형된 주조품의 평면사진도.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 가압하기 전의 개략도.
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 가압시의 개략도.
도9는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 금형에 주입된 용탕의 압력을 나타내는 실험사진도.
도10은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 금형에 주입된 용탕의 압력을 나타내는 실험사진도.
도11은 본 발명의 일실시예와 종래기술의 비교예에 의한 주조품의 단면을 비교한 비교사진도.
도12는 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재가 개봉되기 전의 용탕의 움직임과 용탕가압장치를 나타낸 개략도.
도13은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재가 개봉된 후의 용탕의 움직임과 용탕가압장치를 나타낸 개략도.
도14는 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재의 예시사진도.
도15는 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법의 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것으로, 일 관점에서 보면 탄성부재(109)를 이용한 가압 원심 주조 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 용탕가압장치 즉, 탄성부재(109)와 가압부재(111)를 포함하는 용탕가압장치를 이용해 원심 주조 장치의 주조성을 확보하며, 종래기술에 의하여 발생하는 압탕의 부피를 감소시켜, 생산비용을 절감하는 것에 관한 것이다.

종래기술은 피스톤 링, 주철관 등과 같이 부피가 작고, 원형의 형상을 가진 부품에 대하여 원가 절감을 위해 원심 주조 공법을 사용하여 왔다. 그러나, 종래기술은 댐퍼풀리 허브, 워터펌프 풀리, 알루미늄 휠 등과 같은 원형의 형상을 지니며, 부피가 큰 부품에도 원심 주조 공법을 사용하였지만, 금형(19) 및 장치의 부피가 클 뿐만 아니라 원심 주조 장치의 회전속도를 증가시키는데 한계가 있어 주조성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 종래기술은 주조성을 확보하기 위한 방안으로 압탕(23)을 도입하지만, 압탕(23) 자체에 들어가는 용탕(13)과 낮은 회수율 등의 이유로 생산비용이 상승하는 문제점이 있다.

도 2는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 외력을 나타내는 개략도이다. 상세하게 살펴보면, 큰 부피를 갖는 부품을 제조하는데 있어서, 원심 주조 공법의 주조성을 확보하기 어려운 이유는 원심 주조의 회전이 충분히 빠르지 않을 경우, 원심력 대비 중력의 영향이 크게 미치게 되어, 상기 도2와 같이 부품의 원심력과 중력의 합력 방향으로 힘을 받게 된다. 결국, 원심 주조 과정에서 회전속도가 충분하지 않은 경우, 금형(19) 내부의 위치에 따라 주조력의 차이가 발생하여 물성이 고르지 않게 되는 문제점이 있다.

이에 비하여, 본 발명은 고압주조 장치에서 일반적으로 사용되는 질소압력을 이용한 가압부재 즉, 플런저를 이용하는 방법이 아닌 원심 주조에서 발생하는 회전에 의한 원심력을 이용한 방식으로, 탄성부재(109)를 이용하여 가압부재(111)가 인장되는데, 별도의 요구되는 힘 없이 용탕(103)에 기계적 또는 물리적인 힘을 가하여 원가절감 및 주조성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 원심 주조 공법은 원심 주조 장치의 금형(19)을 회전시키면서 용융금속 즉, 용탕(13)을 상기 금형(19)에 흘려 보내고 원심력을 이용하여 주조품(21)을 만드는 주조 공법에 해당한다. 일반적으로 원심 주조 공법의 경우, 설비 및 용탕이 산개하는 등의 현실적인 문제로 회전속도인 RPM을 일정 이상으로 증가시킬 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 상기 회전속도를 증가시키 어려운 문제로 인하여, 회전속도가 충분히 높지 않은 상태에서 원심 주조를 진행하게 되는 경우가 있어 주조성이 떨어지는 문제점이 있다.

하기 수학식 2는 원심 주조 공법에서의 원심력과 중력의 비(G)를 나타낸 것이다.

[수학식2]

<F:원심력, W:중력, N:회전속도(RPM), D:회전체의 지름, m:질량, g:중력가속도>

상기 수학식2따른 원심력과 중력에 비인 G에 따라 회전속도가 낮을 경우, 중력과 원심력의 영향을 받게 되며, 그 힘의 방향은 중력과 원심력의 합력 방향 즉, 상기 도2와 같은 방향으로 집중적인 힘이 가해지게 된다. 따라서, 상기 원심 주조 금형 내부의 위치에 따른 주조력의 차이로 인하여, 종래기술의 원심 주조에 의해 형성된 주조품(21)의 주조성에 문제가 생기며, 나아가, 주조품의 물성에 차이를 발생시키는 문제점이 있다. 도 3은 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의하여 주조된 뎀퍼 풀리의 사진도이다. 종래기술의 원심 주조 공법에 의하면, 원심 주조 장치의 회전축(11)을 기준으로 회전하게 되며, 회전속도가 낮을 경우, 중력과 원심력의 합력방향으로 집중적인 힘이 가해지게 되며, 그 이외의 부분은 힘을 받지 못하여 용탕(13)이 금형(19)에 충분히 채워지지 않아, 상기 도3과 같이 주조품(21)이 완전한 형태로 주조되지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 4는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 금형(19)에 주입된 용탕(13)의 압력을 나타낸 실험사진도이다. 상기 도4와 같이 회전속도가 낮을 경우, 중력과 원심력의 합력방향으로 집중적인 힘이 가해지게 되며 그 이외의 부분은 힘을 받지 못하는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같은 종래기술을 해결하기 위한 수단으로, 알루미늄 주조 공법에서 압탕(23)을 적용하여 왔다. 상기 압탕(23)은 금형(19)에 주입되는 불순물을 포집, 주조품(21)의 수축방지를 위한 추가적인 용탕(13)을 공급, 균일한 응고를 위한 열교환 통로를 제공 및 부품 가압력을 제공하는 등의 역할을 하는 기술에 해당한다. 상기 종래기술은 원심 주조 공법에 압탕(23)을 추가적으로 배치함에 따라, 원심 주조 공법에서 가압력을 발생시키는 동시에 주조품(21)의 수축방지를 위한 추가적인 용탕(13)을 공급하는 등 주조품(21)의 품질을 확보할 수 있지만, 상기 압탕(23)의 회수율이 떨어지며, 압탕(23)이 응고되는 것을 제거하는 단계가 추가적으로 필요하여 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

도 5는 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의해 성형된 주조품(21)의 측면사진도이며, 도 6는 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의해 성형된 주조품(21)의 평면사진도이다. 상기 도5와 도6과 같이 원심주조에 의해 성형된 워터 펌프 풀리는 압탕을 추가적으로 적용하는 것에 의하여, 압탕(23)이 응고된 부분이 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 상기 응고된 압탕(23)의 회수률이 떨어져 제조비용이 상승할 뿐만 아니라 상기 응고된 압탕(23)을 제거하는 추가적인 공정이 필요한 문제점이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

종래기술에서 압탕(23)을 대체하기 위한 방법으로 가압부재로써 플런저를 이용하였다. 상기 플런저란 피스톤과 같이 실린더의 조합에 의하여 유체의 압축이나 압력의 전달에 사용되는 것으로, 전체 길이에 걸쳐 단면이 일정하게 만들어진 기계 부품에 해당한다. 고압 주조 장치의 플런저의 경우, 용탕을 금형으로 밀어주는 역할을 하며, 일반적으로 질소가 팽창하는 압력을 이용하게 된다. 원심 주조 공법에서 상기 플런저를 이용하는 경우, 상기 질소의 압력으로 500kg/cm²이상의 힘이 필요하게 되어, 상기 압력을 발생시키는 장비 및 질소를 공급 장치를 추가적으로 장착하게 되며, 이로 인하여 제조비용이 상승하는 문제점이 발생하게 된다. 나아가, 상기 원심 주조 장치의 경우, 지속적으로 회전운동을 하기 때문에 질소압을 가하는 장치를 배치시키기 어려운 문제점이 있을 뿐만 아니라 상기 질소를 투입하는 방식의 플런저를 상기 원심주조 장치에 장착하더라도, 추가적인 비용의 발생하여 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 의하면, 원심 주조장치의 회전축(101)에 위치하며, 용탕(103)이 주입되는 주입부(105); 상기 원심 주조 장치의 회전축(101)으로 이격되어 위치하는 금형(117); 상기 주입부(105)로부터 상기 금형의 입구(119)로 연장되어 형성되는 용탕이동로(107); 일단이 상기 회전축(101)의 연결되어, 상기 회전축(101)의 반경 방향으로 신장되는 탄성부재(109); 상기 탄성부재(109)의 타단에 연결되며, 금형의 입구를 향하여 위치하는 가압부재(111); 및 상기 가압부재(111)와 상기 금형의 입구(119) 사이에 위치하는 개폐부재(115);를 포함하는 가압 원심 주조 장치를 제공한다. 나아가, 본 발명에 있어서, 상기 탄성부재(109)와 가압부재(111)를 연결하는 가압부재 로드(113);를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 탄성부재(109)는 스프링인 것이 바람직하다. 추가적으로 상기 탄성부재(109)의 탄성상수(k)는 하기의 수학식에 의하여 결정되는 것이 바람직하다.

[수학식 1]

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 탄성부재(109)의 탄성상수(k)의 값은 다음과 같이 결정된다. 원심력이 탄성력보다 크거나 같은 경우, 상기 탄성부재(109)가 인장되므로 상기 탄성부재(109)의 탄성상수(k)는 하기의 수학식3에 의하여 결정된다.

[수학식3]

상기 수학식3에서 좌측항은 탄성력을 표현한 것이며, 가운데 위치한 항은 원심력을 나타낸 것이다. 또한, 우측항은 각가속도를 원심 주조 장치에 적용하여 변환 시킨 것에 해당한다. 상기 r는 회전체의 반지름, w는 회전체의 각속도에 해당한다. 상기 수학식3을 탄성상수인 k에 대하여 정리하면 다음의 수학식4와 같다.

[수학식 4]

상기 x는 상기 탄성부재(109)가 인장된 길이에 해당하며, 상기 가압부재(111)가 용탕을 밀어주기 위한 즉, 가압하기 위한 위치까지 늘어났을 때의 탄성부재(109)의 인장된 길이를 의미한다. 또한, 이것은 후술할 개폐부재(115)가 개봉되었을 때, 상기 개폐부재(115)가 개봉되기 이전에 위한 곳으로부터 금형(117) 방향으로 인장된 상기 탄성부재(109)의 길이를 의미한다.

보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프 풀리를 실시예로 살펴보면, 탄성부재(109)의 탄성상수(k)의 범위는 315.82 N/m 내지 350.92 N/m인 것이 바람직하다.

상기 워터펌프 풀리를 본 발명의 원심 주조 장치로 성형시 탄성부재(109)의 탄성 상수(k)의 값이 최대값인 경우를 살펴보면, 상기 탄성 상수에 대응하여 탄성부재(109)의 인장된 길이는 짧아야 한다. 결국 본 발명에 있어서 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117) 전체 부피의 60 내지 80%까지 급탕되는 시점 즉, 개폐부재(115)가 개봉되어 가압부재(111)에 의하여 용탕(103)이 가압되는 때에 해당한다. 상기 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117) 전체 부피의 60 내지 80%까지 급탕되는 시점은 용탕(103)을 급탕하기 시작한 지 약 2.5초가 경과된 시점에 해당하며, 상기 시점에서는 회전속도(N)은 100 RPM에 해당하며, 상기 가압부재(111)의 질량(m)은 0.8kg이고, 상기 회전체 지름(D)은 0.48m에 해당한다. 나아가, 가압부재(111)가 용탕(103)을 가압을 하기까지 이동해야 하는 최소거리인 x는 개폐부재(115)가 위치한 곳으로부터 금형(117)까지의 거리인 0.06m에 해당한다. 따라서 상기 수치들을 상기 수학식4에 대입하면, 탄성부재(109)의 탄성상수(k)의 최대값은 350.92 N/m에 해당하는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 워터펌프 풀리를 본 발명의 원심주조 장치로 성형시 탄성부재(109)의 탄성상수(k) 값이 최소값인 경우를 살펴보면, 상기 탄성상수에 대응하여 탄성부재(109)의 인장된 길이는 길어야 한다. 즉, 본 발명에서 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117)의 전체 부피의 약 100%까지 급탕되는 시점 즉, 개폐부재(115)가 개봉되어 있으며, 용탕(103)에 의한 반발력을 견딜 수 있을 만큼의 힘도 견디고 있는 상황이다. 또한, 용탕(103)에 의한 반발력의 경우, 금형(117) 내부 공간인 캐비티(cavity)의 부피에 영향을 받기 때문에 상기 용탕(103)에 의한 반발력은 상기 캐비티 길이의 절반에 해당하는 부분까지 가압부재(111)가 가압력을 가해줄 정도의 힘이 있어야 버틸 수 있다. 따라서, 상기 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117) 전체 부피의 약 100%까지 급탕되는 시점은 용탕(103)을 급탕하기 시작한 지 약 6.0초가 경과된 시점에 해당하며, 상기 시점에서는 회전속도(N)은 150RPM에 해당하며, 상기 가압부재(111)의 질량(m)은 0.8kg이고, 상기 회전체 지름(D)은 0.48m에 해당한다. 나아가, 가압부재(111)가 용탕(103)을 최대로 가압을 하기 위해 이동해야 하는 거리인 x는 개폐부재(115)가 위치한 곳으로부터 금형(117)의 절반(캐비티의 절반 위치)까지의 거리인 0.15m에 해당한다. 따라서 상기 수치들을 상기 수학식4에 대입하면, 탄성부재(109)의 탄성상수(k)의 최소값은 315.92 N/m에 해당하는 것을 확인할 수 있다. 결국 상술한 바와 같이 탄성부재(109)의 탄성상수는 탄성부재(109)의 질량, 회전속도, 회전체의 지름 및 탄성부재(109)가 인장되는 길이에 따라서 결정되는 것을 확인할 수 있다.

도7은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 가압하기 전의 개략도이다. 본 발명에서 상기 도7과 같이 상기 개폐부재(115)는 상기 회전축(101)과 상기 탄성부재(109)가 연결된 연결부로부터 인장되지 않은 상기 탄성부재(109)의 길이 및 상기 가압부재(111)의 길이의 총합의 길이로 이격되어 위치되는 것이 바람직하다. 상기 개폐부재가 탄성부재의 길이 및 가압부재의 길이로 이격되어 위치되는 것에 의하여, 상기 개폐부재가 개봉되기 전까지 상기 탄성부재의 탄성력이 최대한으로 비축되며, 상기 비축된 탄성력으로 인하여 용탕을 효과적으로 가압하는 장점이 있다. 또한, 도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 가압시의 개략도이다. 상기 도8과 같이 원심 주조 장치가 일정의 회전속도를 갖는 경우, 상기 개폐부재(115)가 개봉되어 탄성부재(109)가 상기 원심 주조 장치에 의해 발생하는 원심력에 의하여 가압부재(111)가 금형(117) 방향으로 이동되며 용탕(103)을 가압하는 것이다.

보다 구체적으로 살펴보면, 종래기술은 원심 주조 장치의 원심력을 이용하여 금형(19)의 캐비티에 용탕(13)이 유입되도록 하는 것에 반하여, 본 발명은 탄성부재(109) 및 가압부재(111)를 포함하는 용탕가압장치를 포함하는 본 발명의 가압 원심 주조 장치에서 발생하는 원심력을 이용하여 기계적 또는 물리적으로 가압부재(111)에 의한 가압력으로 용탕(103)을 금형(117)에 충진하는 것이다. 다만, 본 발명에 있어서, 금형(117)의 재질 및 형태는 종래기술의 금형(19)의 재질 및 형태와 동일할 수 있다.

나아가, 본 발명의 개폐부재(115)는 상기 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117)의 부피의 60 내지 80%로 주입될 때 개봉되는 것이 바람직하다. 한편 상기 개폐부재는 상기 용탕이 상기 주입부에 주입되는 동시에 개봉될 수 있다. 또한, 상기 개폐부재(115)는 스테인레스 재질인 것이 바람직하며, 상기 탄성부재(109), 상기 가압부재(111) 및 상기 개폐부재(115)를 포함하는 용탕가압장치는 2개 이상인 것이 바람직하다. 더불어, 상기 용탕가압장치는 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 구체적으로 설명하면, 상기 탄성부재(109)의 타탄 부분에 스테인리스(SUS) 재질의 개폐부재(115)를 위치하여, 일정 시간 혹은 일정 회전속도 이상에서 상기 개폐부재(115)가 개봉되는 것이 바람직하다. 따라서, 일정 시간 혹은 일정 회전속도 이상에서 개폐부재(115)가 개봉되면서 압축되어 있던 탄성부재(109)가 인장되어, 상기 탄성부재에 연결된 가압부재에 의하여 용탕을 가압하여 금형에 급탕되도록 상기 용탕에 가압력을 전달한다. 또한, 상기 개폐부재(115)는 상기 회전축(101)과 상기 탄성부재(109)가 연결된 연결부로부터 인장이 없는 즉, 인장되지 않은 상태의 탄성부재(109)의 길이 및 가압부재(111)의 길이의 총합 길이에 해당하는 곳에 이격되어 위치된다. 즉, 회전하기 전 즉, 회전속도가 0인 상태에서 가압부재(111) 및 탄성부재(109)가 온전히 고정될 수 있게 위치된다.

추가적으로, 용탕이동로(107) 즉, 주입부(105)에서 용탕(103)이 이동하여 금형(117)으로 흐르는 이동경로는 상기 회전축의 반경방향과 적어도 30°이상의 각을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 탄성부재(109)의 상측에 위치하는 용탕이동로(107)는 30˚이상의 오르막 각도를 유지하는 것이 바람직하며, 이는 상기 용탕(103)에 의하여 역구배(언더컷) 형상이 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 가압 원심 주조 장치가 회전하는 경우, 상기 개폐부재(115)에 의하여 탄성부재(109)가 압축되며, 이후, 일정 회전속도를 갖는 경우 개폐부재(115)를 개봉하여 상기 탄성부재(109)가 인장되어 용탕(103)에 대한 추가적인 가압력이 발생한다. 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 가압 원심 주조 장치에 회전력을 증가시키면서, 가압부재(111)의 끝단 부근에 개폐부재(115)를 위치하여 고정한다. 이후, 상기 금형(117)의 캐비티(Cavity)에 용탕(103)이 일정 정도 충진되면 상기 개폐부재(115)의 고정을 풀어 상기 개폐부재(115)를 개봉한다. 따라서, 상기 회전력에 의하여 압축된 탄성부재(109)의 포텐셜(Potential) 힘이 가압부재에 전달되어 용탕에 빠른 속도로 충격을 가하며 즉, 가압을 하며, 용탕(103)을 금형(117)에 급탕시킨다.

상기 개폐부재(115)에 의하여 압축된 상기 탄성부재(109)가 인장되어 용탕(103)을 가압하는 경우, 상기 용탕(103)에 와류를 발생시켜줄 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 탄성부재(109)의 탄성상수(k)에 따라 탄성부재(109)가 인장되는 길이를 조절시켜줄 수 있어 가압력을 조절할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 상기 탄성상수에 따라 탄성부재(109)에 원심력이 가해졌을 경우, 상기 가압부재(111)의 이동거리를 결정할 수 있어, 금형(117)의 크기나 형상에 따라 탄성부재(109)를 교체하여 거리에 따라 원심력을 결정할 수 있다.

더불어, 본 발명의 가압 원심 주조 장치의 회전속도 증가에 따른 탄성부재(109)의 가압력을 살펴보면, 상기 수학식3과 같이 본 발명의 가압 원심 주조 장치에서 회전속도가 증가할수록 원심력의 크기가 증가하게 되며, 이로 인하여 탄성부재(109)는 더욱 인장된다. 따라서, 이로 인하여 상기 가압부재(111)가 용탕(103)에 작용하는 가압력의 크기는 증가하게 된다. 결국, 용탕(103)에 가압력을 가하는 상기 가압부재(111)가 작동하기 위해서 외부요소는 필요하지 않으며, 단지 상기 회전속도를 지속적으로 증가시키면서 주조력을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치 및 그의 용탕가압방법에 관한 것으로, 다른 일 관점에서 보면 탄성부재를 이용한 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법에 관한 것이다.

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 가압 원심주조 장치를 회전시키는 회전단계(S101); 상기 주입부(105)에 용탕을 주입하는 용탕주입단계(S103); 상기 개폐부재(115)가 개봉되는 개봉단계(S105); 상기 개봉단계(S105) 후, 상기 가압부재(111)가 상기 용탕(103)을 가압하는 가압단계(S107);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법을 제공한다. 또한, 상기 가압단계(S107) 후, 상기 원심 주조 장치의 회전속도를 증가시키는 가속단계(S109);를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가속단계(S109) 후, 상기 원심 주조 장치의 회전을 정지시키는 정지단계(S111);를 더 포함하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 개봉단계(S105)는 상기 금형(117)에 용탕(103)이 상기 금형(117)의 부피의 60 내지 80%로 주입될 때 개봉되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 개봉단계는 상기 용탕이 상기 주입부에 주입되는 동시에 상기 개폐부재가 개봉될 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 가압 원심 주조 장치의 회전시켜 회전력(RPM)을 부가한다. 그 후, 용탕(103)을 주입부(105)에 주입한다. 상기 용탕(103)을 주입한 후, 상기 용탕(103)이 금형(117)에 상기 금형(117)의 전체 부피의 약 60 내지 80% 정도 주입되면, 상기 개폐부재(115)를 개봉하여 가압부재(111)로 용탕(103)을 가압을 시켜준다. 이후, 상기 용탕(103)이 상기 금형(117)의 전체 부피의 약 100% 정도 주입되면 회전속도를 증가시켜 추가적인 가압을 발생시킨다. 그 후, 추가적인 가압을 약 15초 이상 지속시킨 후, 상기 가압 원심 주조 장치를 멈추고 주조품(201)을 취출한다.

또한, 본 발명에서 상기 용탕주입단계(S103)에서 주입되는 용탕(103)은 상기 원심 주조 장치에 의해 형성되는 주조품(201)의 중량에 대하여 105 내지 125중량%가 주입되는 것이 바람직하다. 만일 상기 주조품(201)의 중량에 대하여 105중량% 미만인 경우, 상기 용탕(103)의 투입시 수축방지를 위한 용탕(103)의 공급이 원할하게 이루어지지 않는 문제점이 있으며, 상기 주조품(201)의 중량에 대하여 125중량% 초과인 경우, 상기 용탕(103)의 투입시 용탕(103)이 금형(117)에서 넘쳐서 산개되는 문제점이 있다.

[실시예]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도9는 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 금형(19)에 주입된 용탕(13)의 압력을 나타내는 실험사진도이다. 구체적으로, 도9는 종래기술의 원심주조에서 플런저 즉, 가압부재에 의한 가압이 없이 상기 종래기술의 원심 주조 장치의 회전속도를 0 RPM에서 150 RPM까지 증가시키며 용탕(13)의 압력을 측정한 것이다. 상기 도9와 같이 용탕(13)을 급탕한 직후 즉, 0.8초 경과된 때, 종래기술에 따른 원심 주조 장치의 회전축(11) 부근의 용탕(13)이 높은 것을 확인할 수 있으며, 시간이 흐를수록 용탕(11)의 압력이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 그 후, 약 5.3초가 경과된 이후에는 상기 금형의 입구의 용탕(13) 압력은 약 12MPa로 용탕(13)이 가압되지 않아 이후 상기 도3과 같이 종래기술의 원심 주조는 주조성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

이에 비하여, 도10은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 금형(117)에 주입된 용탕(103)의 압력을 나타내는 실험사진도이다. 구체적으로, 도10은 본 발명의 가압 원심 주조 장치에서 가압부재(111)에 의한 용탕(103)을 가압하면서, 회전속도를 0 RPM에서 150 RPM까지 증가시키며, 주입되는 용탕(103)의 압력을 측정한 것이다. 상기 도10과 같이 용탕(103)을 주입한 초반부 즉, 가압부재(111)에 의한 가압이 없는 상태의 용탕(103) 압력의 양상은 종래기술과 유사하지만, 용탕(103)을 금형(117)에 주입한 후 약 2.5초 즉, 금형(117)의 전체 부피의 약 60 내지 80%가 주입되는 때, 가압부재(111)에 의하여 가압이 시작되며, 본 발명의 원심주조장치의 회전속도가 증가되어 금형(117) 안의 용탕(103)의 압력이 종래기술에 비하여 높은 것을 확인할 수 있으며, 이는 시간이 5.3초 경과한 시점에도 금형의 입구(119)의 용탕(103) 압력이 36MPa을 유지하면서 본 발명은 주조성이 종래기술에 비하여 향상되는 것을 확인할 수 있다.

도12는 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재(115)가 개봉되기 전의 용탕(103)의 움직임과 용탕가압장치를 나타낸 개략도이며, 도13은 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재(115)가 개봉된 후의 용탕(103)의 움직임과 용탕가압장치를 나타낸 개략도이다. 결국 상기 도 13과 같이 상기 개폐부재(115)에 의하여 가압부재(111)가 압축되고, 이후 개폐부재(115)가 개봉되면서 상기 도14와 같이 상기 가압부재(111)에 의하여 용탕(103)이 가압되는 것은 중요한 요소이다. 따라서, 상기 개폐부재(115)가 개봉되어 가압부재(111)에 의하여 용탕(103)이 가압되는 시점은 상기 주입부(105)에서 용탕(103)의 주입이 완료된 이후, 용탕(103)이 금형(117) 즉, 금형(117)의 캐비티의 총 부피의 60 내지 80%가 주입된 후가 가장 바람직하다.

결국, 본 발명에서 탄성부재(109), 일실시예로 스프링은 본 발명의 가압 원심 주조 장치의 원심력에 의해 인장되어 가압부재(111) 즉, 일실시예로 플런저가 용탕(103)을 가압한다. 추가적으로 상기 탄성부재(109)는 용탕(103)의 가압이 끝난 후, 복원력에 의하여 가압부재(111)가 원 위치로 되돌아 오게 만든다. 따라서, 상기 탄성부재(109)는 원심력에 의해 금형의 입구(119)까지 가압부재(111)가 용탕(103)을 밀어주게 하고, 상기 용탕(103)을 가압한 이후 가압부재(111)가 본 발명의 원심 주조 장치와의 마찰력을 이길 수 있는 만큼의 복원력을 가져 상기 가압부재(111)가 원 위치로 되돌아오게 하여야 한다. 따라서, 상기 조건에 따라 탄성부재(109)의 탄성상수(k)의 범위를 한정하면 다음과 같다.

상기 탄성부재(109)의 탄성상수의 값이 클수록 인장되는 길이는 짧아지지만 복원력이 크고, 상기 탄성부재(109)의 탄성상수의 값이 작을수록 인장되는 길이는 길어지지만 복원력이 작다. 결국 상기 탄성부재(109)의 탄성상수의 최대값은 상기 수학식 4에 의하여 결정된다.

다만, 상기 탄성부재(109)의 탄성상수의 최소값은 상기 조건과 같이 가압부재(111)가 본 발명의 원심 주조 장치와의 마찰력을 이길 수 있는 만큼의 복원력을 가져 상기 가압부재(111)가 원 위치 즉, 회전되기 전의 위치로 되돌아오게 하여야 하므로 하기의 수학식 5를 만족시켜야 한다.

[수학식5]

또한, 상기 수학식5를 탄성상수에 관하여 정리하면 하기의 수학식6과 같다.

[수학식6]

결국, 상기 조건을 모두 만족시키는 상기 탄성부재(109)의 탄성상수는 수학식1과 같아야 하는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 상기 개폐부재(115)는 다음과 같이 개봉될 수 있다. 즉, 개폐부재(115)는 용탕(103)이 금형(117)에 상기 금형(117)의 캐비티의 전체 부피의 60 내지 80% 정도 급탕된 이후, 상기 용탕의 주입부(105)를 통한 주입이 끝났을 때, 가압부재(111)가 상기 주입된 용탕(103)에 순간적인 압력을 가하기 위해 고정되어 있던 개폐부재(115)를 개봉하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 개폐부재는 상기 용탕이 상기 주입부에 주입되는 동시에 개봉될 수 있다.

나아가, 도14는 본 발명의 일실시예에 따른 가압 원심 주조 장치의 개폐부재(115)의 예시사진도이다. 상기 개폐부재(115)는 종래기술의 다이캐스팅 장치의 슬라이드코어 작동방식인 액츄에이터를 참고할 수 있으며, 상기 개폐부재(115)는 유압방식으로 용탕(103)이 금형(117)에 60 내지 80%정도 주입되는 시간을 해석 및 예측하여, 상기 개폐부재(115)를 개봉하는 것이 바람직하다. 또한, 주조품(201)의 하중과 용탕의 점성, 가해지는 원심력 및 금형의 입구(119)까지의 길이 등을 고려하여 적절한 스트로크 및 모멘트의 액츄에이터 장비를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 도11은 본 발명의 일실시예와 종래기술의 비교예에 의한 주조품의 단면을 비교한 비교사진도이다. 상기 도11과 같이 종래기술의 비교예는 주조품(21)의 일 부분에 즉, 원심력과 중력의 합력 방향이 아닌 곳은 주조성이 떨어져 빈 공간이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이에 비하여, 본 발명에 의하는 경우 가압부재(111)에 의해 용탕(103)을 가압하는 것으로 인하여 주조품(201)에 빈 공간이 형성되지 않아 주조성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명은 가압 원심 주조 장치 및 이를 이용한 용탕가압방법에 의하여 도11과 같이 용탕의 주조성 및 주조품의 품질이 향상되어 부피가 큰 원형 부품을 원심주조로 성형할 수 있으며, 종래기술에서 발생하던 압탕(23)을 절감할 수 있어 제조비용이 감소되며, 용탕이 가압되어 성형되는 것으로 인하여 주조품의 강도 및 강성이 향상되어 주조품의 두께를 감소시킬 수 있어 부품의 경량화가 가능하게 하는 장점이 있다. 나아가, 원심 주조 장치의 회전속도를 제어하는 것에 의하여 알루미늄 원심 주조 공정을 최적화 즉, 제품에 따른 용탕의 주입구 제작, 변경 및 압탕을 제거하는 공정이 요구되지 않아 생산비용이 절감되는 장점이 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

11: 종래기술의 원심 주조 장치의 회전축
13: 용탕
15: 종래기술의 주입부
17: 종래기술의 용탕이동로
19: 금형
21: 종래기술에 따른 원심 주조 장치에 의한 주조품
23: 종래기술의 따른 원심 주조 장치에 의해 발생된 압탕
101: 본 발명의 가압 원심 주조 장치의 회전축
103: 용탕
105: 본 발명의 주입부
107: 본 발명의 용탕이동로
109: 본 발명의 탄성부재
111: 본 발명의 가압부재
113: 본 발명의 가압부재 로드
115: 본 발명의 개폐부재
117: 금형
119: 금형의 입구
201: 본 발명의 가압 원심 주조 장치에 따른 주조품
S101: 회전단계
S103: 용탕주입단계
S105: 개봉단계
S107: 가압단계
S109: 가속단계
S111: 정지단계

Claims

원심 주조장치의 회전축에 위치하며, 용탕이 주입되는 주입부;
상기 원심 주조 장치의 회전축으로부터 이격되어 위치하는 금형;
상기 주입부로부터 상기 금형의 입구로 연장되어 형성되는 용탕이동로;
일단이 상기 회전축에 연결되어, 상기 회전축의 반경 방향으로 신장되는 탄성부재;
상기 탄성부재의 타단에 연결되며, 금형의 입구를 향하여 위치하는 가압부재; 및
상기 가압부재와 상기 금형의 입구 사이에 위치하는 개폐부재;를 포함하는 가압 원심 주조 장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재의 탄성상수(k)는 하기의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.

[수학식 1]

<μ:가압부재와 원심주조장치 간의 마찰력 계수, m:탄성부재의 질량, g: 중력가속도, x:탄성부재의 인장된 길이, N:회전속도(RPM), D:회전체의 지름>
제1항에 있어서,
상기 개폐부재는 상기 회전축과 상기 탄성부재가 연결된 연결부로부터 인장되지 않은 상기 탄성부재의 길이 및 상기 가압부재의 길이의 총합의 길이로 이격되어 위치되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.
제1항에 있어서,
상기 개폐부재는 스테인레스 재질인 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재, 상기 가압부재 및 상기 개폐부재를 포함하는 용탕가압장치는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.
제6항에 있어서,
상기 용탕가압장치는 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가압 원심주조 장치를 회전시키는 회전단계;
상기 주입부에 용탕을 주입하는 용탕주입단계;
상기 개폐부재가 개봉되는 개봉단계;
상기 개봉단계 후, 상기 가압부재가 상기 용탕을 가압하는 가압단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.
제8항에 있어서,
상기 가압단계 후, 상기 원심 주조 장치의 회전속도를 증가시키는 가속단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.
제9항에 있어서,
상기 가속단계 후, 상기 원심 주조 장치의 회전을 정지시키는 정지단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.
제8항에 있어서,
상기 용탕주입단계에서 주입되는 용탕은 상기 원심 주조 장치에 의해 형성되는 주조품의 중량에 대하여 105 내지 125중량%가 주입되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.
제8항에 있어서,
상기 개봉단계는 상기 금형에 용탕이 상기 금형의 부피의 60 내지 80%로 주입될 때 상기 개폐부재가 개봉되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.
제8항에 있어서,
상기 개봉단계는 상기 용탕이 상기 주입부에 주입되는 동시에 상기 개폐부재가 개봉되는 것을 특징으로 하는 가압 원심 주조 장치의 용탕가압방법.