KR200343156Y1

KR200343156Y1 - 금형에 보온성 탕구계를 갖는 주형

Info

Publication number: KR200343156Y1
Application number: KR20-2003-0032894U
Authority: KR
Inventors: 한금태
Original assignee: 삼영기계주식회사
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2004-03-03

Abstract

종래에는 금형 주형의 탕구에서 탕구 열손실이 많아 용탕이 쉽게 냉각되어 용탕의 유동성이 나빠지고 주조물의 불량이 많이 발생하였다. 본 고안은 금형주조시 용탕이 투입되는 탕구계를 보온성 재질로 구성하고 보온성 압탕을 설치하여 주형의 탕구 열손실을 줄이게 한 보온성 탕구계를 갖는 주형에 관한 것과 보온성 압탕을 설치함으로 압탕 효과를 높이는 것에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 금형 주형에 있어서, 중자형의 자경성 주형으로 조형되는 주입탕구와, 상기 주입탕구의 하측으로 연장되며 세라믹 자제관으로 형성되는 탕도와, 상기 탕도와 주조물이 형성되는 주형 공간부 사이에 형성되며, 중자형의 자경성 주형으로 형성되는 압탕을 포함하여 구성됨을 특징으로 하며, 용탕의 열손실을 줄이고 수축으로 인한 불량 문제를 해결하고 주조물의 재질을 개선하게 하며 작업장의 친환경적 효과가 있도록 고안한 것이다.

Description

금형에 보온성 탕구계를 갖는 주형{A mold with a heat loss reduction gating system}

본 고안은 금형 주형에 관한 것으로, 특히 용탕이 투입되는 탕도를 보온성 재질로 구성하고 보온성 탕구 압탕을 설치하여 탕도 및 게이트 주형에 의한 용탕 열손실을 크게 줄이게 한 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형에 관한 것이다.

일반적으로 주조물의 품질은 용탕이 주형에 유입되는 과정과 응고되는 과정으로부터 의존한다. 용탕이 주형의 물질과 화학적으로 완전히 안정되고, 기체가 혼합되지 않으며, 응고시에 수축이 발생하지 않고, 주형에 변형이 없이 응고 과정이 이루어진다면 불량은 현저히 감소된다.

그러나 실제로는 그러하지 못하므로 불량 주조물이 발생하였다. 특히, 주형의 탕구계는 용탕이 응고하는 주형 공간부까지 그 용탕을 공급하는 역할을 하는데, 금형 주형에서는 그 도중에 용탕이 쉽게 냉각되어 용탕의 유동성이 나빠지는 것을 방지하게 함이 중요하다.

그러나 기존의 탕구계는 용탕의 보온을 유지하기 위한 구성이 전혀 없어서 용탕이 주형 공간부에 도달하기 전에 탕구 열손실에 의한 주물에 기공이 발생하는 현상들이 발생하였다. 또한, 주형 공간부에서 발생하는 수축시에 용탕을 공급하는 압탕도 보온장치가 전혀 없어서 그 효과가 떨어지는 단점이 있어 수축 불량율도 높았다.

특히, 구상흑연 주철을 사용하는 경우에는 주조물이 높은 인장력과 연신율을 가지기 위하여 구상흑연 형상이 작게 다수개로 석출되는 것과 치밀한 조직을 갖는 것이 필요하다. 그러나, 기존의 사형 주형으로는 이 성질을 갖는 주조물을 얻게 하는 것이 곤란하다는 단점이 있었으며 탈사시 발생하는 분진으로 작업상에 어려움도 있으나 이러한 문제점을 완화할 수 있는 방법이다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 용탕이 투입되는 주입 탕구계를 보온성 재질로 구성하고 보온성 압탕을 설치하여 용탕의 열손실을 크게 줄이게 함과 아울러 주조물이 높은 인장력과 연신율을 갖게 하는 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형을 제공하는데 있다.

도1은 본 고안에 따른 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100:주입탕구 200:탕도

300:압탕 400:주형공간부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형은, 금형 주형에 있어서, 중자형의 자경성 주형으로 조형되는 주입탕구와, 상기 주입탕구의 하측으로 연장되며 세라믹 자제관으로 형성되는 탕도와, 상기 탕도와 주조물이 형성되는 주형 공간부 사이에 형성되며, 중자형의 자경성 주형으로 형성되는 압탕을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.또한, 본 고안은 상기 주입탕구 하측으로 탕도의 상단부가 끼움 결합되고, 상기 탕도의 하단부는 압탕의 상부측과 결합되는 서로 분리 조립이 가능한 조립식으로 구성되며, 상기 주입탕구 및 압탕은 셸 주형으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 고안의 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형은 주형의 주입탕구(100)를 중자형의 자경성(自硬性) 주형으로 조형하고, 탕도(200)는 세라믹 자제관(磁製管)으로 형성하며, 압탕(300)을 주조물이 형성되는 주형 공간부(400)와 탕도(200) 사이에 형성하되 중자형의 자경성(自硬性) 주형으로 형성된다.이때, 상기 주입탕구(100)와 압탕(300)은, 중자형의 셸 주형(shell mold)으로 조형할 수도 있다.

상기 주입탕구(100)와 압탕(300)은 CO_{2}주형, 펩셋(Pep-set)주형, 후란 (Furan)주형, 셸 주형 등의 방법으로 제조될 수 있다.

상기 CO_{2}주형은 건조한 주물사에 3∼6%의 규산 소다를 첨가하여 혼련 (mulling)한 후 주형에 CO_{2} 가스를 취입(blowing)하여 경화시키는 조형법이고, 상기 펩셋 주형은 건조한 주물사에 수지와 경화 촉진제를 첨가하여 혼련시킨 후 상온에서 자경(self hardening)시키는 조형법이다. 상기 후란 조형은 건조한 주물사에 후란계 수지 및 경화 촉진제를 첨가하여 혼련시킨 후 상온에서 자경시키는 조형법이다. 상기 셸 주형은 주물사에 페놀레진을 코팅한 후 이 주물사로 주형에서 가열 조형하는 방법이다.

상기 탕도(200)는 용탕이 주형 공간부(400)까지 효과적으로 급탕이 되도록 설계되어야 한다. 이를 위해 탕도(200)는 탕구의 형상, 단면적, 탕구의 높이 등을 적절히 선정하여 용탕이 원활히 유동되며 적당한 온도 구배로 방향성 응고가 이루어지도록 하며 주형은 침식하거나 용탕이 소착되지 않도록 도형제를 도포하게 설계되어야 한다.

특히, 본 고안에서는 외부와 단열이 되게 하기 위하여 상기 탕도(200)의 재질을 세라믹으로 하여 용탕이 흐르는 동안 탕구별 손실이 발생하지 않도록 한다. 또한 용탕이 주입되는 동안 이물질에 혼입되지 않도록 세라믹 휠타를 설치할 수도있다.

상기 압탕(300)은 주물이 응고하는 마지막 과정까지 용탕을 공급하거나 용탕주입 중 이물질 혼입을 예방하는 기능을 한다. 본 고안에서 압탕(300)은 대기에 노출되지 않고 전체가 폐쇄되는 내부 압탕의 형태를 가지며 주형 공간부(400)와 탕도 (200) 사이에 형성된다. 이러한 구조로 인하여 압탕(300)이 외부와 폐쇄되어 있어서 냉각속도가 느리고 또한 급탕 능력이 우수하다. 이러한 구조는 압탕(300)의 크기가 작아도 되며 주물의 회수율도 높아지는 장점이 있다. 또한 압탕(300)의 보온 효과를 증가시키기 위하여 발열보온재를 사용할 수 있다.

구상 흑연주철은 주철중에 있는 편상 흑연이 구상화(球狀化)된 조직을 갖는 것으로 기지(基地)의 종류에 따라 퍼얼라이트(perlite)형과 페라이트(ferite)형이 있다. 구상 흑연주철은 높은 연신율과 인장력을 가지므로 크랭크축, 캠축, 밸브, 피스톤 등에 널리 사용된다. 기존의 금형 주형을 사용하는 경우에 탕구의 열손실이 크고 압탕의 설치가 난해하여 활용이 곤란하였다. 본 고안은 용탕이 투입되는 탕도 (200)와 주입 탕구계를 보온성 재질로 구성하고 보온성 압탕(300)을 설치하여 용탕의 탕구 열손실을 적게 하고 압탕 효과를 높게 하는 기술로 특히 구상화 주철에서 금형주조의 특징인 흑연을 작은 여러개의 구상화 조직 석출로 양질의 구상 흑연주철을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 본 고안에서 상기 탕구(100)와 탕도(200) 및 압탕(300)을 금형 주형에 서로 조립되어 주형을 구성하도록 설계될 수 있음을 밝혀둔다.다시말해, 상기 주입탕구(100) 하측으로 탕도(200)의 상단부가 끼움 결합되고, 상기 탕도(200)의 하단부는 압탕(300)의 상부측과 결합되는 것으로서, 상기 주입탕구(100)와 탕도(200) 및 압탕(300)은 각각이 서로 분리 조립이 가능한 조립식으로 구성된다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 주형 주조시 용탕의 탕도 및 탕구 열손실을 줄이고 수축으로 인한 불량 문제와 기공 불량을 해결하며 주조물의 재질을 개선하고친환경적 작업효과가 있다.

Claims

금형 주형에 있어서, 중자형의 자경성 주형으로 조형되는 주입탕구(100)와;

상기 주입탕구(100)의 하측으로 연장되며 세라믹 자제관으로 형성되는 탕도(200)와;

상기 탕도(200)와 주조물이 형성되는 주형 공간부(400) 사이에 형성되며, 중자형의 자경성 주형으로 형성되는 압탕(300)을; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형.
제1항에 있어서, 상기 주입탕구(100) 하측으로 탕도(200)의 상단부가 끼움 결합되고, 상기 탕도(200)의 하단부는 압탕(300)의 상부측과 결합되는 서로 분리 조립이 가능한 조립식으로 구성되며, 상기 주입탕구(100) 및 압탕(300)은 셸 주형으로 구성됨을 특징으로 하는 보온성 탕구계를 갖는 금형 주형.