KR20040096274A

KR20040096274A - 정밀주조법 및 이를 위한 주형

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Publication number: KR20040096274A
Application number: KR1020030029154A
Authority: KR
Inventors: 박욱성; 김지은
Original assignee: 박욱성; 김지은
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-11-16
Also published as: KR100485126B1

Abstract

본 발명은 lost-wax casting 법에 따른 정밀주조법 및 이를 위한 주형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주형의 탕도부(runner)와 원하는 주물(cast-iron) 형상을 위한 공동을 이어주는 압탕부(押湯部, feeder 또는 riser)의 부피가 탕도부 부피의 10배 이상이어서 주조단계에서 굳어지는 해당 주물 부위마다의 냉각속도 차이로 탕도부에 위치한 주물이 끊어져서 외부와 열전도가 차단되게 되어 압탕효과 및 단부효과로 인한 문제를 해결함으로써 정밀하고 균일한 주물을 얻을 수 있는 주조법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정밀주조법은 길이가 10 내지 25mm이고 부피가 15 내지 500㎣인 물주부, 이 물주부 부피의 10배 이상의 부피를 갖는 압탕 모형부, 및 주물모형부를 연결 형성하는 왁스모형 형성단계; 왁스 모형에 플라스크를 씌우고 매몰재로 플라스크를 매우는 매몰단계; 굳어진 매몰재를 가열하여 왁스를 녹여 제거하고 주형을 형성시키는 탈랍·소성단계; 형성된 주형을 주조기에 올려놓고 용탕을 부어 채우고 대기중에 방치하여 굳게 하며, 주물부위의 냉각 속도 차등으로 인하여 냉각 수축하는 탕도부에 위치한 주물이 끊어지게 되어 열전도를 차단하게 되는 주조단계를 포함하여 이루어진다.

Description

정밀주조법 및 이를 위한 주형{PRECISION CASTING AND MOLD FOR IT}

본 발명은 lost-wax casting 법에 따른 정밀주조법 및 이를 위한 주형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주형의 탕도부(runner)와 원하는 주물(cast-iron) 형상을 위한 공동을 이어주는 압탕부(押湯部, feeder 또는 riser)의 부피가 탕도부 부피의 10배 이상이어서 주조단계에서 굳어지는 해당 주물 부위마다의 냉각속도 차이로 탕도부에 위치한 주물이 끊어져서 외부와 열전도가 차단되게 되어 압탕효과 및 단부효과로 인한 문제를 해결함으로써 정밀하고 균일한 주물을 얻을 수 있는 주조법에 관한 것이다.

정밀주조(情密鑄造, precision casting) 기법은 말 그대로 표현하고자 하는 형태와 텍스처, 치수, 무게 등을 정확하게 주조할 수 있는 방법이다. 특히 금, 백금, 은 등의 귀금속 장신구의 대량 생산에 널리 사용되고 있다. 주형(mold)은 매몰재(埋沒材, investment)를 사용하여 매몰 주조라고도 하며 주물은 미려한 표면을 얻을 수 있으며, 원형을 만들 때는 주로 왁스(wax)를 사용하므로 납형주조(蠟型鑄造, lost wax casting)라고도 하며 직접 금속을 사용하여 작업을 할 때보다 손쉽게 다양한 재질감과 형태의 표현이 가능하다. 주조시에는 원심력이나 진공흡입 또는 흡입가압에 따른 흡입력을 이용하여 말단 세부까지 용탕이 유입되도록 하고 금속 조직을 치밀하게 한다.

이러한 정밀주조법은 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 왁스모형의 형성(modeling, S10)→매몰(investing, S20)→탈랍·소성(dewaxing-burnout, S30)→주조(casting, S40)→마감(finishing, S50)으로 이루어진다.

정밀주조법과 관련된 종래기술로는 대한민국 특허등록 제0332405호 (2002.04.01) 『다단 주조형 귀금속 장신구 및 그 제조방법』이 있다. 이 방법은 귀금속 장식을 형성하는 과정에서 용접 방법에 의하지 않고 다단으로 주조를 실행하여 생산단가 및 공정수를 줄여 생산성을 높이고 다양한 디자인과 상품의 균일성을 보장하기 위한 방법이다.

그러나 이러한 제조방법은 정밀한 주물 생산을 방해하는 각종 기포, 특히 가스기포 등으로 인한 주물 표면의 불균일화 문제를 해결하는 것과는 관련이 없다. 또 주조단계에서 이루어지는 용해된 뜨거운 금속의 냉각과정에서 액체에서 고체로의 상태변화에 따른 차등 냉각 수축으로 인하여 발생하는 주물 말단 부위의 훼손(이를 '단부효과'(end effect)라 한다)을 해결하는 것과도 관련이 없다.

이러한 기포와 차등 냉각 수축으로 인한 주물 표면의 불균일화 및 말단 훼손을 해결하는 것과 밀접한 기술이 '압탕'(riser)이다. 주형에 주입된 용탕은 상온까지 냉각하는 사이에 액체수축, 응고수축, 고체수축을 한다. 응고는 주형 벽면을 따라서 시작되어 먼저 외형이 고체화되고 나서, 응고의 진행에 따라 내부의 미응고부는 주위의 응고 진행부로 차례대로 탕이 끌려가 마침내 최종 응고부를 채워야 할 탕량이 부족하기 때문에 공간(수축소)을 발생시키게 된다. 이를 방지하기 위해서는 주물 본체보다 늦게 응고되는 만큼의 열량을 갖는 부분을 본체에 부가해서 본체의 최종 응고부로 급탕할 필요가 있다. 이 부가부분을 압탕이라고 한다. 즉 압탕은 수축소 방지 효과를 갖는데, 그 종류로는 정상부 압탕, 횡부 압탕, 블라인드 압탕 등이 있다

본 발명의 정밀주조법과 같은 정상부(top) 압탕과 관련된 선행기술로는 대한민국 특허공개 제1989-0006330호(1989.06.13.) 『탕구겸용 압탕을 이용한 주조법』이 있는데, 이 공개특허는 주입컵, 탕구, 탕도 및 압탕의 역할을 동시에 수행하는 탕구 겸용 압탕계를 통하여 주물 자체의 회수율을 높이고자 하는 것이나, 고품질의 주물을 얻는 것과는 무관하다.

압탕을 설치하지 않고 긴 봉이나 판재를 주조할 때 양끝으로부터 어떤 길이까지는 건전한 조직이 얻어진다. 이것은 다른 곳보다 끝부분에서의 열방출이 커서 이곳에서부터 방향성 응고가 진행되기 때문이다. 또한 이러한 긴 봉이나 판재의 중앙지점 적절한 곳에 압탕을 설치하여 수평으로 주조하면 압탕으로부터 양쪽의 얼마만큼의 거리까지는 압탕의 급냉에 의해 건전한 조직이 얻어지고 이 이외의 지점은 수축에 의해 건전하지 못한 곳이 생기게 된다. 이러한 두 효과를 각각 단부효과(end effect)와 압탕효과(riser effect)라고 정의한다. 만일 여러 가지 두께를 갖는 주물을 만든다면 두께가 서로 다른 부분의 경계부분의 어느 한쪽에는 건전성에 문제가 생기는 부분이 나타날 것이다. 만일 두께가 얇은 것을 두꺼운 것에 붙여 놓는다면 두꺼운 쪽의 건전한 구역의 넓이는 짧은 쪽의 것보다 적어진다. 역으로 얇은 부분 옆에 두꺼운 부분이 붙어 있으면 두꺼운 부분이 없는 경우보다 있는경우에 건전한 영역이 얇은 쪽에 더 크게 나타난다.

종래의 어떠한 주조법으로도 단부효과, 압탕효과 및 가스기포로 인한 주물의 불균일화를 완전히 해소할 수 없었다. 특히 예를 들어 지름 10cm, 두께 0.5mm의 금속 원판과 같이 넓고 얇은 주물을 주조할 경우에는 균일한 두께를 갖는 주물을 얻는 것은 불가능하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 주조법에서 먼지·매몰재·가스 기포, 단부효과와 압탕효과로 인한 주물의 불균일화를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 주조단계에서 주물 냉각시 탕도부에 위치한 주물이 절단되어 외부와 압탕부의 열전도를 차단할 수 있도록 탕도부와 압탕부의 특정 부피비, 압탕부의 일정 형태, 탕도부의 길이 및 지름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 용탕을 주형에 부을 때 가스 기포가 발생되는 것을 방지하기 위하여 압탕부 지름에 대비되는 주형 탕도부의 특정 지름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 정밀주조법의 공정도,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 정밀 주조법에 따른 실제 주조 공정 사진,

도 3은 본 발명의 정밀주조법을 위한 주형을 나타낸 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 모형 11: 탕구대

13: 물주부 15: 압탕모형부

17: 주물모형부 F: 플라스크

I: 매몰재 C: 주물

20: 주형 21: 탕구부

23: 탕도부 25: 압탕부

27: 주물공동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정밀주조법은 길이가 10 내지 25mm이고 부피가 15 내지 500㎣인 물주부, 이 물주부 부피의 10배 이상의 부피를 갖는 압탕 모형부, 및 주물모형부를 연결 형성하는 왁스모형 형성단계; 왁스 모형에 플라스크를 씌우고 매몰재로 플라스크를 매우는 매몰단계; 굳어진 매몰재를 가열하여 왁스를 녹여 제거하고 주형을 형성시키는 탈랍·소성단계; 형성된 주형을 주조기에 올려놓고 용탕을 부어 채우고 대기중에 방치하여 굳게 하며, 주형의 탕도부와 압탕부의 부피 차이에 의한 주물부위의 냉각 속도 차등으로 인하여 냉각 수축하는 탕도부에 위치한 주물이 끊어지게 되어 열전도를 차단하게 되는 주조단계; 및 주형과 주물의 분리 및 분리된 주물의 후처리를 거치는 마감단계를 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 정밀주조법 및 이를 위한 주형을 상세히 설명하도록 한다.

먼저 도 1 및 도 2a에서와 같이, 왁스 모형(10)을 형성한다(S10).

왁스 모형(10)은 10 내지 25mm의 길이와 15 내지 500㎣의 부피를 갖는 물주부(13), 이 물주부(13) 부피의 10배 이상의 부피를 갖는 압탕 모형부(15), 및 주물모형부(17)가 연결된 형태이다.

왁스는 하드왁스와 소프트왁스가 있는데, 본 발명의 정밀주조용으로는 톱질, 줄질, 조각, 사포질, 속파내기 등의 가공을 통하여 의도한 대로의 성형이 가능한 하드왁스 또는 사출이 가능한 소프트 왁스가 모두 적합하다. 그러나 왁스 대신에 사용될 수 있는 나무, 플라스틱, 점토 등을 이용할 수 있으며, 이러한 모형 제작을 위한 원료로 인하여 본 발명의 주형과 관련된 보호 범위가 제한되는 것은 아니다.

[물주 부피]:[압탕모형부 부피]는 바람직하기로는 1:10 내지 1:350, 보다 바람직하기로는 1:20 내지 1:250의 비율을 갖는 것이 좋다고 할 수 있는데, 이는 금,은, 백금과 같은 귀금속 및 각종 금속 및 합금에 대하여 반복된 실험을 통하여 경험적으로 얻어진 비율이다.

'바람직하다'라는 것은 이후의 주조단계(S40)에서 외기와 직접 접촉하여 급속 냉각되는 주형의 탕도부(23, 모형(10)의 물주부(13) 부위에 해당)에 위치한 주물(C, 도 2d 참조)이 압탕부(25)와의 차등 냉각에 의한 수축률 차이로 끊어져 외부와의 열전도를 차단하기에 적합하다는 것이다(도 2d의 C1 부분). 특히 [물주 부피]:[압탕모형부 부피]가 1:20 내지 1:250일 경우에 주형(20)의 탕도부(23)에 위치한 주물의 절단 확률은 90% 이상이었다.

이러한 탕구부(13)에 위치하는 주물의 절단으로 인하여 그렇지 않은 경우에 비하여 나머지 절단부위 내측의 주물이 천천히 냉각되는 효과를 얻을 수 있고, 이에 따라 먼저 냉각되는 주물의 말단부분까지 압탕으로부터 용탕이 원활히 공급되어 단부효과 및 압탕효과로 인한 주물의 불균일화 문제를 해결할 수 있다.

앞서 물주부(13)의 치수 특정을 길이와 부피로 한 것은 물주부의 단면 형상이 원형, 사각형, 삼각형, 부정형 등인 것을 모두 포괄하기 위한 것이다. 예를 들어 물주부(13)의 형상이 원기둥 형상일 경우 10 내지 25mm의 길이에 1.5 내지 5mm의 지름을 가질 경우 대략적으로 15 내지 500㎣의 사이의 부피를 갖는다. 이하에서는 물주부(13) 및, 이 물주부로 인한 주형(20)의 탕도부(23)의 단면 형상이 원형인 것으로 상정하고 설명할 것이나 이로 인하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

도 2a에서 모형(10)의 물주부(13) 하부에는 탕구대(11)가 연결되어 있다.특히 탕구대(11) 내부 중심의 돌출부(11a)로 인하여 도 3에서와 같이 얻어진 주형(20)의 탕구부(21)는 깔대기 모양이 되어 용탕을 붓는 것이 용이하다.

도 3에서와 같이 탕구부(21, sprue) 내의 하부 높이까지 용탕을 부어도, 주조단계에서 탕도부(23, runner)에 위치한 주물이 끊어지는 것에는 영향이 없다. 또한 깔대기 모양의 탕구부(21)를 형성하지 않은 주형을 사용하여도 형성 여부는 본 발명의 핵심인 '주물의 절단으로 인한 열전도 차단'효과를 얻을 수 있다. 즉, 경험에 의하면 [물주부피]:[압탕모형부 부피]만 조건을 만족하면 탕구부(21) 없이 탕도부(23)부터 형성된 주형(20)에 용탕을 부어도 탕도부에 위치한 주물은 냉각과정에서 끊어지게 되는 사실을 확인하였다.

도 2a에 도시된 압탕모형부(15)는 구(球) 형상인데, 이는 구형상 모형부의 제작이 용이하다는 것과, 주조 단계(S40)에서 모형부(15)로 인한 주형(20)의 압탕부(25)가 매끄럽게 각 진 부분이 없어야 주형이 파손될 위험이 적어진다는 공정상의 이점과 관련된 선택이다. 또 이러한 구형상인 압탕모형부(15)가 본 발명의 핵심인 물주부(13)와 압탕모형부(15)의 부피비, 즉 주형(20)의 탕도부(23)와 압탕부(25)의 부피비를 조절하기에 편리하다.

구 형상의 압탕모형부(15)에서 원통형 물주부(13)의 길이는 15 내지 20mm이고 지름은 2.5 내지 3.5mm이며, 압탕모형부(15)의 지름은 물주부(13) 지름의 7 내지 10배일 경우, 부피비 [물주 부피]:[압탕모형부 부피]는 약 1:20 내지 1:250 사이에 있게 된다.

도 2a에 도시된 주물 모형부(17)의 형상이 본 발명의 보호 범위를 제한하는것은 아니다.

다음으로 도 1과 도 2b에서와 같이, 얻어진 왁스 모형(10)에 플라스크(F)를 씌운 후에, 도 2c와 같이 매몰재(I)로 플라스크(F) 내부를 매우는 매몰단계(S20)를 거친다.

매몰재(I)는 고온에서 견디는 크리스토발(cristobalite)석(石), 석고 (gypsum), 이산화규소(silica), 경화제 등으로 이루어진 것을 물로 반죽한 것이다.

플라스크(F)에 형성된 구멍(F1)은 이후의 주조단계(S40)에서 사용되는 진공 주조기의 진공 흡입력이 미세한 다공을 형성하는 매몰재로 이루어진 주형(20)에 미쳐 주형 공동의 말단 세부까지 용탕이 유입되도록 하고 주물 조직을 치밀하게 하도록 하기 위한 것이다.

다음으로 도 1에서 탈랍·소성단계(S30)를 통하여 왁스를 녹여 제거하여 주형(20)을 얻는다. 소성은 가마 또는 토치를 이용할 수 있고, 왁스가 150℃에서 팽창하여 매몰재의 표면을 손상시키므로 양질의 주물을 얻기 위하여 소성 전에 증기 탈랍기(steam dewaxer)를 이용하여 증기열로 왁스를 제거하는 것이 바람직할 수 있다.

이어서 주조단계(S40)를 거치는데, 플라스크를 주조기(진공 흡입, 흡입가압, 원심 주조기)에 올려놓고 용해된 금속, 즉 용탕을 붓는다. 이때 용탕은 탕구(湯口, pouring basin)에 차 오를 때가지 중단 없이 연속적으로 부어야 한다. 이때주입시간을 길게 하여 낮은 온도에서 주입하면 주형을 다 채우지 못한 채 응고하든지 cold shut 등을 야기시키며, 너무 빠르면 주형의 침식, 거친 주물의 표면, 많은 수축소 및 다른 결함 등이 나타날 수 있다. 주철과 같은 금속은 주입 속도에 그리 민감하지 않으나 강철과 같은 금속은 다른 주물용 합금에 비해 응고구간이 높은 온도에 위치하고 있으므로 미리 응고하는 것을 막기 위해 빠르게 주입하여야 한다.

본 발명에서는 탕도부(23, sprue)(이는 결국 모형(10)의 물주부(13)에 해당)의 길이와 직경의 특정을 통하여 본 발명의 핵심인 주조단계(S40)에서 '차등 냉각 수축에 의한 탕도부 해당 주물의 절단에 의한 열전도 차단'이라는 목적달성 외에도 용탕을 주형에 주입할 때 용탕의 유속을 빠르게 한다는 이점도 있다. 이러한 빠른 주입과정을 통해 용탕이 응고되는 것을 방지하고, 주물 절단을 통한 열전도의 차단으로 압탕부에 위치한 주물이 쉽게 굳지 않으므로 금속 용해과정에서 용탕에 흡수되었던 기체가 압탕부로 이동할 수 있는 시간적 여유를 줄 수 있다.

경험상 얻어진 탕도부(13)의 길이는 10 내지 25mm, 바람직하기로는 15 내지 20mm이고, 지름은 1.5 내지 5mm, 바람직하기로는 2.5 내지 3.5mm 이었다.

참고로 먼지 기포와 매몰재 기포는 공지된 필터나 망 등을 이용하는 방법을 통하여 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 주형(20)에서 탕도부(23, 모형의 물주부 13) 및 압탕부(25, 모형의 압탕모형부(15))의 형태 및 부피비로 인하여, 대기와 직접 접촉하는 탕구부(21)에 위치하는 주물은 급속히 냉각되어 수축되고, 압탕부(25)에 위치하는 주물은 서서히 식게 되어 냉각 수축률에 차이가 생겨 탕도부(23)에 위치하는 주물은 끊어져 도 2d의 주물(C)에서와 같이 절단부위(C1)가 발생한다.

이 절단부위(C1)로 인하여 절단부위 상하의 주물 사이에는 열전도가 현격히 저하된다. 즉 열전도도가 높은 금속과는 연결되어 있지 않고 열전도도가 낮은 매몰재를 통해서만 주물 절단부위(C1) 상하가 연결되어 있으므로 그만큼 열전도도가 떨어져 절단부위 하부는 서서히 냉각될 수 있다. 이에 따라 원하는 주물(C)을 위한 주형(20)의 공동부(27)에서는 주물 말단부에 냉각 수축이 일어나도 압탕부(25)로부터 용탕이 원활하게 공급되므로 단부효과와 압탕효과를 방지하여 균일한 표면을 갖는 고품질의 주물을 얻을 수 있다.

마지막으로 마감단계(S50)를 거치는데, 이는 주형(20)과 주물(C)을 분리하는 것과 분리된 주물(C)에서 불순물을 제거하는 것 등이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 정밀주조법 및 이를 위한 주형을 도 2a, 도 2d, 도 3과 관련된 실제 제작예를 통하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이 제작된 추리(tree)에 대한 왁스 모형(10)은 청색 사출용 소프트 왁스를 이용한 것이다. 이 모형(10)으로부터 얻은 도 2d의 주물(C)은 은(銀)을 녹여 얻은 것이다.

도 3은 도 2a의 모형(10)으로부터 얻어진 주형(20)을 나타낸 것으로, 모형(10)의 주물모형부(17)로 인한 주물공동부(27)는 모형에 비하여 개략적으로 나타내었다. 탕도부(23, 모형의 물주부 13에 해당) 길이는 15mm, 직경은 3mm이었고,구형 압탕부(25, 모형의 압탕모형부 15에 해당)의 직경은 21mm이었다.

또 압탕부(25) 하부의 주물공동부(27)에서 나무 줄기(27a)에 해당하는 부분은 대체로 탕도부(23)의 지름과 비슷하였고, 줄기(27a)와 나뭇잎(27c)을 잇는 가지(27b)는 그 지름이 1.8mm로 탕도(23) 보다 가늘어 투입된 용탕의 유속이 빨라지도록 하여 주물 말단부의 미세한 부분까지 주조되도록 하였다.

탕도부(23) 부피와 압탕부(25) 부피는 다음과 같다.

탕도부 부피 = (반지름)²×π×높이

= 1.5²×π×15 = 33.75π

압탕부 부피 = 4/3 ×π×(반지름)³

= 4/3 ×π×(10.5)³≒ 1543.5π

그러므로 [탕도부 부피] : [압탕부 부피] ≒ 1 : 46 이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정밀주조법 및 이를 위한 주형은 모형(10)으로부터 얻어진 주형(20)의 탕도부(23) 길이가 10 내지 25mm, 부피가 15 내지 500㎣이고, 압탕부(24)의 부피가 탕도부(23) 부피의 10배 이상, 바람직하기로는 10배 내지 350배, 보다 바람직하기로는 20배 내지 250배인 것이 경험·실험적으로 주조단계(S40)에서 탕도부(23)에 위치한 주물(C)이 차등 냉각 수축에 의하여 끊어지도록 하고, 이 절단부위(C1) 상하의 열전도를 차단하여 절단부위 하부의 주물을 열적으로 보호함으로써 종래의 주조법이 갖는 단부효과 및 압탕효과로 인하여 주물 말단 부위에서 발생되는 불균일 문제를 해결할 수 있다.

또 압탕부(25)의 형상을 구형으로 하여 제작 용이성을 얻고 주조단계에서 고온의 용탕으로 인하여 주형(20)이 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 깔대기 형상의 탕구부(21)를 통하여 용탕의 주입이 용이하다.

이와 더불어 탕도부(23) 지름을 종래의 것(8 내지 10mm) 보다 작은 1.5 내지 5mm, 바람직하기로는 2.5 내지 3.5mm로 하여 탕구부(21)를 통하여 주형(20)의 공동부(27)로 투입되는 용탕의 유속을 빠르게 함으로써 주입과정에서 용탕이 응고되는 것을 방지하고, 주물 절단을 통한 열전도의 차단으로 압탕부에 위치한 주물이 쉽게 굳지 않으므로 금속 용해과정에서 용탕에 흡수되었던 기체가 압탕부로 이동할 수 있는 시간적 여유를 줄 수 있으므로 주물의 표면이 매끄럽고 균일하게 할 수 있으며, 주물(C) 내부에 공동이 생기는 현상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 정밀주조법 및 이를 위한 주형에서 주조법과 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 추측·추론할 수 있다.

또한 각 제조단계를 제한적인 연관 관계속에서 설명하였으나, 이러한 제조공정들은 당업자에 의하여 다양하게 변형·조합으로 실시될 수 있으며, 이 경우 이러한 변형·조합들은 본 발명의 사상에 따른 것으로 이해되어야 하며, 따라서 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

길이가 10 내지 25mm이고 부피가 15 내지 500㎣인 물주부(13), 이 물주부(13) 부피의 10배 이상의 부피를 갖는 압탕 모형부(15), 및 주물모형부(17)를 연결 형성하는 왁스모형(10) 형성단계(S10);

왁스 모형(10)에 플라스크(F)를 씌우고 매몰재(I)로 플라스크(F) 내부를 매우는 매몰단계(S20);

굳어진 매몰재(I)를 가열하여 왁스를 녹여 제거하고 주형(20)을 형성시키는 탈랍·소성단계(S30);

형성된 주형(20)을 주조기에 올려놓고 용탕을 부어 채우고 대기중에 방치하여 굳게 하며, 주형(20)의 탕도부(23)와 압탕부(25)의 부피 차이에 의한 해당 주물부위의 냉각 속도 차등으로 인하여 냉각 수축하는 탕도부(23)에 위치한 주물(C)이 끊어지게 되어 외부와 열전도를 차단하게 되는 주조단계(S40); 및

주형(20)과 주물(C)의 분리 및 분리된 주물(C)의 후처리를 거치는 마감단계(S50)를 포함하여 이루어지는 정밀주조법.
제 1 항에 있어서,

상기 왁스모형(10) 형성단계(S10)에서 [물주 부피]:[압탕모형부 부피]는 1:10 내지 1:350인 것을 특징으로 하는 정밀주조법.
제 1 항에 있어서,

상기 왁스모형(10) 형성단계(S10)에서 왁스 모형(10)의 물주(13)는 탕구대(11)와 결합되고, 이 탕구대(11)의 돌출부(11a)로 인하여 탈랍·소성단계(S30)에서 얻어진 주형(20)의 탕구부(21)는 깔대기 모양이 되어, 이 탕구부(21)로 인하여 용탕을 주형에 투입하기 용이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀주조법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 왁스모형(10) 형성단계(S10)에서 얻어진 압탕모형부(15)는 구(球) 형상인 것을 특징으로 하는 정밀주조법.
제 4 항에 있어서,

상기 물주부(13)는 원기둥 형상이며 그 길이는 15 내지 20mm이고 지름은 2.5 내지 3.5mm이며, 압탕모형부(15)의 지름은 물주부(13) 지름의 7 내지 10배여서, [물주 부피]:[압탕모형부 부피]는 약 1:20 내지 1:250인 것을 특징으로 하는 정밀주조법.
길이가 10 내지 25mm이고 부피가 15 내지 500㎣인 탕도부(23), 이 탕도부(23) 부피의 10배 이상의 부피를 갖는 압탕부(25), 및 주물공동부(27)가 차례로 형성되어 있는 정밀주조법을 위한 주형.
제 6 항에 있어서,

상기 압탕부(25)는 구(球)형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀주조법을 위한 주형.
제 7 항에 있어서,

상기 탕도부(23)는 원기둥 형상이고 그 길이는 15 내지 20mm이고 지름은 2.5 내지 3.5mm이며, 압탕부(25)의 지름은 탕도부(23) 지름에 7 내지 10 배이어서, [탕도부 부피]:[압탕부 부피]는 약 1:20 내지 1:250인 것을 특징으로 하는 정밀주조법을 위한 주형.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탕도부(23)의 상부에는 깔대기 모양의 탕구부(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀주조법을 위한 주형.