KR20020054778A - 알루미늄 중력 주조 시스템 - Google Patents

Abstract

제품 캐비티 내부에 고온의 용탕을 주입한 상태로, 주형의 용탕 주입구를 통하여 내열 중추를 일정 속도로 밀어 넣어 대기압과 부력의 효과를 동시에 이용하여 알루미늄의 수축성을 보완할 수 있도록 하는 알루미늄 중력 주조 시스템을 제공할 목적으로,

내부에는 제품 캐비티를 형성하며, 이 제품 캐비티와 연결되어 상부측에 고온의 용탕을 주입할 수 있도록 소정 깊이 만큼 직경이 일정한 원통형상의 용탕 주입구를 갖는 주형과; 상기 주형의 용탕 주입구의 일측에서 이를 통하여 주입된 용탕을 가압하는 가압수단과; 상기 주형의 용탕 주입구 타측에 구성되어 용탕 주입구 주변 용탕의 조기 응고를 방지하기 위한 가열수단을 포함하는 알루미늄 중력 주조 시스템을 제공한다.

Description

알루미늄 중력 주조 시스템{GRAVITY-CASTING SYSTEM}

본 발명은 알루미늄 중력 주조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제품 캐비티 내부에 고온의 용탕을 주입한 상태로, 주형의 용탕 주입구를 통하여 내열 중추를 일정 속도로 밀어 넣어 대기압과 부력의 효과를 동시에 이용하여 알루미늄의 수축성을 보완할 수 있도록 하는 알루미늄 중력 주조 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 엔진과 같이, 알루미늄을 소재로 하여 주조하는 방법은 금형주조와 사형주조로 대별되며, 특히 사형주조는 가압 진공펌프를 이용한 방식과, 에어 가압 방식이 있다.

상기 에어 가압 방식에 의한 중력 주조 시스템은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 수직 분할형 주형(51)에 주형 측면으로부터 용탕을 공급받아 주형(51)내, 제품 캐비티(53)를 완전히 채운 후, 세라믹 차폐제(55)로 용탕을 주입장치(미도시)와 분리시키고, 주형(51)의 상부에 설치된 파이프(57)를 통하여 탕도부(59)의 고온 용탕에 공기압을 가하여 제품 캐비티(53)를 채운 저온 용탕측으로 알루미늄 용탕을 가압시켜 제품 캐비티(53) 내에서 발생되는 알루미늄 용탕의 응고 수축을 보완하여 주조하게 된다.

그러나 상기에서와 같은 에어 가압 방식의 중력 주조 시스템에 의하면, 알루미늄 용탕의 주입 후, 세라믹 차폐제 주변으로 누탕의 위험성이 존재하며, 탕도부에 공기압을 가하기 위하여 주형에 파이프를 추가함으로서, 제품 캐비티 내부로 주형사가 혼입될 소지가 있으며, 이 파이프 내부로 공기압을 불어넣기 위한 별도의 장비가 필요하여 원가 상승의 요인되는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제품 캐비티 내부에 고온의 용탕을 주입한 상태로, 주형의 용탕 주입구를 통하여 내열 중추를 일정 속도로 밀어 넣어 대기압과 부력의 효과를 동시에 이용하여 알루미늄의 수축성을 보완할 수 있도록 하는 알루미늄 중력 주조 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템을 이용한 각 공정별 주조과정을 도시한 공정도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 에어 가압 방식의 중력 주조 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템은 내부에는 제품 캐비티를 형성하며, 이 제품 캐비티와 연결되어 상부측에 고온의 용탕을 주입할 수 있도록 소정 깊이 만큼 직경이 일정한 원통형상의 용탕 주입구를 갖는 주형과; 상기 주형의 용탕 주입구의 일측에서 이를 통하여 주입된 용탕을 가압하는 가압수단과; 상기 주형의 용탕 주입구 타측에 구성되어 용탕 주입구 주변 용탕의 조기 응고를 방지하기 위한 가열수단을 포함하여 이루어지며,

상기 가압수단은 상기 주형의 용탕 주입구 일측으로 배치되어 작업실 바닥에 지지 프레임을 통하여 장착되는 가압 실린더와; 상기 가압 실린더의 피스톤 로드 선단에 장착되어 가압 실린더의 작동에 따라 상기 용탕 주입구를 통하여 용탕을 가압하는 내열 피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 내열 피스톤은 적어도 800℃ 까지 내열성을 갖는 세라믹 원판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가열수단은 상기 주형의 용탕 주입구 타측으로 배치되어 작업실 바닥에 지지 스텐드를 통하여 장착되는 예열 버너로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템을 개략적으로 도시한 구성도로서, 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템은, 먼저, 내부에 제품 캐비티(1)를 형성하며, 이 제품 캐비티(1)와 연결되어 상부측에 고온의 용탕을 주입할 수 있도록 소정 깊이 만큼 직경이 일정한 원통형상의 용탕 주입구(3)를 갖는주형(5)를 구비한다.

그리고 상기 주형(5)의 용탕 주입구(3) 일측에는 이를 통하여 주입된 용탕을 가압하도록 가압수단을 구비하고, 상기 주형(5)의 용탕 주입구(3) 타측에는 용탕 주입구(3) 주변 용탕의 조기 응고를 방지하기 위한 가열수단을 구비하여 이루어진다.

여기서 상기 가압수단은 상기 주형(5)의 용탕 주입구(3) 일측으로 가압 실린더(7)가 배치되어 작업실 바닥(9)에 지지 프레임(11)을 통하여 장착되고, 상기 가압 실린더(7)의 피스톤 로드(13) 선단에는 가압 실린더(7)의 작동에 따라 상기 용탕 주입구(3)를 통하여 알루미늄 용탕을 가압하도록 내열 피스톤(15)이 장착되어 이루어진다.

이때, 상기 내열 피스톤(15)은 적어도 800℃ 까지 내열성을 갖는 세라믹 원판으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 고온의 알루미늄 용탕을 가압할 수 있는 소재이면 그 적용이 가능하다.

그리고 상기 가열수단은 상기 주형(5)의 용탕 주입구(3) 타측에 예열 버너(17)가 배치되어 작업실 바닥(9)에 지지 스텐드(19)를 통하여 장착되어 이루어진다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 알루미늄 중력 주조 시스템을 이용하여 알루미늄 주물을 주조하는 각 공정은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 먼저, 주형(5)의 제품 캐비티(1) 내부로 상기 용탕 주입구(3)를 통하여 고온의 알루미늄 용탕(21)을 주입하게 된다.(S1)

그 다음, 상기 가압 실린더(7)를 전진 작동시켜, 상기 내열 피스톤(15)이 용탕 주입구(3)를 통하여 탕구(23)내에 충진된 알루미늄 용탕(21)을 가압하여 제품 캐비티(1) 내부로 밀어 넣게 된다.(S2)

이때, 상기 주형(5)의 용탕 주입구(3) 타측으로 배치된 예열 버너(17)를 함께 작동시켜 상기 용탕 주입구(3) 주변의 알루미늄 용탕(21)이 조기 응고되지 않도록 하여 상기 내열 피스톤(15)의 가압 작동을 돕게 된다.

따라서, 상기 가압 실린더(7)와 내열 피스톤(15)에 의해 탕구(23)내의 알루미늄 용탕(21)이 그 수축성을 고려하여 충분히 가압되어 제품 캐비티(1) 내부로 충진되면, 이를 응고시켜(S3) 주형(5)을 탈사하여 알루미늄 주물(25)을 얻게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 알루미늄 중력 주조 시스템에 의하면, 제품 캐비티 내부에 고온의 용탕을 주입한 상태로, 주형의 용탕 주입구를 통하여 내열 중추를 가압 실린더가 일정 속도로 밀어 넣어 알루미늄 주물을 주조할 수 있도록 구성되어, 종래 누탕의 위험성이 있는 세라믹 차폐제를 제거할 수 있게 되고, 별도의 탕도부와 공기압을 가하기 위한 파이프를 주형에 추가하지 않아도 됨으로, 용탕에 주형사가 혼입될 가능성을 배제할 수 있는 것이다.

또한, 상기 파이프 내부로 공기압을 불어넣기 위한 별도의 장비를 제거하여 주조의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다

Claims (4)

1. 내부에는 제품 캐비티를 형성하며, 이 제품 캐비티와 연결되어 상부측에 고온의 용탕을 주입할 수 있도록 소정 깊이 만큼 직경이 일정한 원통형상의 용탕 주입구를 갖는 주형과;

   상기 주형의 용탕 주입구의 일측에서 이를 통하여 주입된 용탕을 가압하는 가압수단과;

   상기 주형의 용탕 주입구 타측에 구성되어 용탕 주입구 주변 용탕의 조기 응고를 방지하기 위한 가열수단을 포함하는 알루미늄 중력 주조 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가압수단은

   상기 주형의 용탕 주입구 일측으로 배치되어 작업실 바닥에 지지 프레임을 통하여 장착되는 가압 실린더와;

   상기 가압 실린더의 피스톤 로드 선단에 장착되어 가압 실린더의 작동에 따라 상기 용탕 주입구를 통하여 용탕을 가압하는 내열 피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 중력 주조 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 내열 피스톤은

   적어도 800℃ 까지 내열성을 갖는 세라믹 원판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 중력 주조 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 가열수단은

   상기 주형의 용탕 주입구 타측으로 배치되어 작업실 바닥에 지지 스텐드를 통하여 장착되는 예열 버너로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 중력 주조 시스템.