KR20030074863A - 저압주조장치용 금속필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 합금의 저압주조장치의 급탕관 말단에 설치되는 금속필터에 관한 것으로서, 그 금속필터의 재료는 Cu: 89~95 중량%, Al: 4 ~ 7 중량%, Ni:0.5~1.0 중량%, Mn: 0.1~1.0 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

저압주조장치용 금속필터{METAL FILTER FOR LOW PRESSURE CASTING APPARATUS}

본 발명은 알루미늄 합금의 저압주조용 장치에 이용되는 금속 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저압주조법으로 알루미늄 합금을 주조할 때, 저압주조장치의 탕구부에 설치된 금속 필터를 이루는 금속선재의 합금 조성에 관한 것이다.

알루미늄 합금의 저압주조법은, 도 1에 예시한 바와 같이 밀폐된 도가니(12) 내에 있는 알루미늄 합금 용탕(13)을 비교적 작은 압력(예를 들면, 0.2 내지 0.9Kg/Cm²)의 공기로서 급탕관(14)을 통해 밀어올려 금형(15) 내에 상기 용탕을 주입하는 방식의 주조법으로서, 상기 저압주조법에 이용되는 저압주조장치(10)의 급탕관(14) 말단에는 알루미늄 합금 용탕에 포함된 덩어리 또는 분순물을 걸러내기 위한 금속 필터(16)가 설치된다. 여기서, 상기 금속 필터(16)는 다수의 금속선재가엮여있는 그물망 형태를 취하고 있다.

또한, 상기 금속 필터는 덩어리 또는 불순물을 제거하는 필터링 기능뿐 아니라, 알루미늄 합금 용탕의 주입속도를 처음부터 끝가지 균일하게 제어하는 기능과, 금형 내에서 응고된 주물제품이 급탕관으로부터 분리되는 것을 가능하게 하는 기능을 한다.

일반적으로, 이러한 금속필터는 아연도금철선으로 만들어져 왔는데, 상기 아연도금철선으로 이루어진 금속필터는 장기 보관시 녹 등의 부식이 일어나므로 알루미늄 합금제품 내에 미세한 기포가 발생되는 문제점이 있었고, 또한 상기 금속필터 근처의 용탕에는 상기 아연도금철선에서 떨어져 나간 Fe 성분이 다량 포함될 수 있으므로, 이 부분의 알루미늄 합금을 재활용하는 것이 불가능하였다.

따라서, 본 발명자는 종래의 아연도금철선 필터를 이용하여 알루미늄 합금을 저압주조방식으로 주조할 때 불가피했던 문제점를 극복할 수 있는 새로운 소재로 만들어진 금속필터를 개발하였다.

따라서, 본 발명은 알루미늄 합금 저압주조장치의 필터링 역할을 다하면서도 내식성이 크고 Fe 성분이 거의 첨가되지 않은 금속선재로 이루어진 금속필터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속필터와, 상기 금속필터가 설치된 저압주조장치가 도시된 단면도.

상술한 목적을 달성하기 위해, 알루미늄 합금의 저압주조장치에 이용되는 본 발명에 따른 금속필터재료는 Cu: 89~95 중량%, Al: 4 ~ 7 중량 %, Ni:0.5~1.0중량% 및 Mn: 0.1~1.0량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금속필터의 재료인 금속선재는 구리(Cu)를 주성분으로 하며, 상기 구리는 녹는점이 1083℃로서 알루미늄 합금에 비해 녹는점이 월등히 높고 전성 및 연성이 커서 금속필터의 주성분으로 적절하다.

금속필터의 주성분인 구리 외에 금속성분 각각의 수치한정이유는 다음과 같다.

알루미늄(Al)은 용탕의 유동성과 합금의 강도 및 산화에 의한 내식성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 그 첨가량이 4 중량% 미만이면 상술한 효과를 크게 떨어뜨리며, 7 중량%보다 많아지면 그 가공성을 크게 떨어뜨리므로, 알루미늄 성분은 4~7중량%로 한정되었으며, 그 결과 상기 알루미늄의 첨가는 금속필터가 부식되는 것을 더욱 감소시킬 뿐 아니라 순동으로 만들어질 경우 불가피한 강도문제를 개선한다.

또한, 니켈(Ni)은 알루미늄과 같이 강도개선 및 내식성에 있어서 효과를 갖는 요소로서 그 첨가량이 0.5 중량% 미만이면 상술한 효과를 기대할 수 없고 그 첨가량이 너무 많은 경우 가공성이 떨어지므로, 상기 니켈성분은 0.5~1.0중량%로 한정된다.

망간(Mn)은 상술한 알루미늄 및 니켈과 마찬가지로 금속필터의 강도와 내식성 개선에 도움을 주는 요소일 뿐만 아니라 조직을 안정시키고 탈산작용을 하는 요소이다.

상술한 조성으로 만들어진 금속선재는 공지된 바람직한 열처리를 거친 후 서로 엮여져서 금속필터로 만들어진다. 여기서, 상기 금속필터는 아연도금철선으로 만들어진 종래의 금속필터보다 유연하므로 여러 가지 다양한 형상으로 만들어지기가 쉽다.

[실시예 ]

Cu:94 중량%와 Al:5 중량%로 이루어진 합금에 Ni:0.5 중량% 및 Mn:0.5 중량%를 첨가하여 만들어진 금속선재를 열처리한 후, 이를 서로 엮어 금속필터를 제조하였다. 여기서, 금속필터의 금속선재 직경은 0.5mm~0.7mm로 하였고, 금망의 메시 규격은 약 10mesh~16mesh로 하였다.

이렇게 제조된 금속필터를 저압주조장치의 급탕관 말단에 설치하고 실제로 펌프 본체의 재료로 널리 사용되는 Al-Cu-Si계 합금을 수회에 걸쳐 주조하여 보았다.

그 결과, 용탕의 유동이 바람직하게 이루어짐을 육안으로도 확인할 수 있었으며, 금형 내에 응고된 합금과 탕구 부분의 분리가 쉬웠다.

또한, 본 실시예에 따른 금속필터에는 Fe 성분이 엄격히 제한되므로, 급탕관 부근에서 절단된 Al-Cu-Si 합금에 fe 성분이 새롭게 섞이지 않는 것은 자명하다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 저압주조용 금속필터가 설치된저압주조장치를 이용해 알루미늄 합금의 저압주조를 행하는 경우, 금속필터에 생긴 녹에 의한 기포발생과 Fe 성분의 개제에 의한 균열이 방지되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 알루미늄 합금의 저압주조장치의 급탕관 말단에 설치되는 금속필터에 있어서,

   상기 금속필터 재료는 Cu: 89~95 중량%, Al: 4 ~ 7 중량%, Ni:0.5~1.0 중량%, Mn: 0.1~1.0량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저압주조장치용 금속필터.