KR20060089060A - 주조품의 열처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 주조품의 열처리 장치 및 그 방법은, 먼저 열처리 대상인 주조품을 가열된 모래 속에 침적하고, 가열된 모래 속에 침적된 주조품을 열풍을 이용하여 열처리함으로써, 성능 대비 설비비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 기존 설비를 활용할 수 있어서 신규 투장에 따른 비용을 절감할 수 있고, 열전도율이 좋은 모래를 열 전달매체로 하기 때문에 열처리 성능이 좋을 뿐만 아니라 열 손실을 최소화할 수 있어서 생산비용을 절감할 수 있다.

주조품, 열처리, 강제 대류, 모래

Description

주조품의 열처리 장치 및 그 방법{Heat Treatment Appratus of Casting and the Method for the Same}

도 1은 본 발명에 따른 주조품의 열처리 장치 및 그 방법을 나타낸 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 펠렛 4 : 컨베이어

10 : 모래 공급기 12 : 모래 저장부

14 : 모래 투입부 16 : 모래 이송부

20 : 열풍공급기 22 : 열처리로

24 : 열원 26 : 송풍기

본 발명은 주조품의 열처리 방법에 관한 것으로서, 특히 주조품이 들어 있는 펠렛에 가열된 모래를 채운 후, 가열된 공기의 강제 대류방식으로 주조품을 열처리하는 주조품의 열처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 및 기타 산업분야에서 많이 사용되는 알루미늄 주조품은 제품의 특성에 따라 요구되는 강도, 경도 등의 물성을 획득하기 위하여 용융점 이하의 고온에서 가열 후 냉각되는 열처리 공정을 거치게 된다.

이와 같은 주조품의 열처리 방법 중 하나는, 대용량의 열처리로를 축조하고, 상기 열처리로의 내부 온도를 고온으로 유지시킨 후, 주조품이 들어 있는 펠렛을 상기 열처리로의 내부에 이동시킴으로써, 상기 주조품이 상기 열처리로의 내부에서 열처리되게 한다.

이 때, 상기 열처리로의 내부 온도는 상기 열처리로의 내부 공기가전기 저항체 혹은 연료 연소 등의 열원에 의해 가열되고, 상기 열처리로 내부의 가열된 공기가 송풍기에 의해 강제 송풍됨으로써, 고온으로 유지될 수 있다. 즉, 상기 열처리로의 내부 온도는 열풍에 의해 상승될 수 있다.

그리고, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛 다수개가 컨베이어 또는 대차에 적치되어 상기 컨베이어 또는 대차에 의해 차례차례 상기 열처리로로 이동됨으로써, 상기 주조품이 연속적으로 열처리될 수 있다.

이와 같은 공정을 통해 열처리된 주조품은, 상기 열처리로에서 취출된 후 상기 펠렛으로부터 탈거되어 냉각된다.

한편, 통상적인 주조품의 열처리 방법 중 또 다른 하나는, 상기 주조품의 열전달 매체로 모래를 사용하여 주조품을 열처리한다.

구체적으로 설명하면, 열전달 매체인 모래가 담긴 각각의 열처리조를 고온으로 가열, 유지시킨 후, 상기 가열된 모래 속에 주조품을 일정 시간 침적시킨 후 취출하면, 상기 주조품이 열처리된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 주조품의 열처리 방법은, 먼저 가열 공기의 강제 대류방식의 경우 대량 생산을 위해 상기 주조품이 연속적으로 열처리됨으로써 상기 주조품의 들어 있는 각각의 펠렛을 상기 열처리로 내부로 이동, 취출될 때마다 상기 열처리로가 빈번하게 개방되어 상기 열처리로의 열 손실이 클 뿐만 아니라 상기 열처리로의 내부 온도를 일정하게 유지시키기 어렵다.

또한, 상기한 가열 공기의 강제 대류방식의 열처리 방법은, 상기 열처리의 대형화에 따라 상기 열처리로 내부 온도를 균일하게 제어하기가 어려울 뿐만 아니라, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛이 상기 열처리로의 내부 어디에 위치해 있는지에 따라 온도 편차가 커서 균일한 열처리효과를 획득하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기한 모래를 열매체로 한 열처리 방법은, 상기 열처리조의 열 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 열처리조의 내부 온도를 균일하게 유지시킬 수 있는데 반해, 각각의 열처리조를 가열 유지하기 위한 설비비가 비싸고 대량의 제품을 동시에 열처리하기 어려워 양산성이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주조품이 들어 있는 펠렛의 내부에 가열된 모래를 채운 후, 가열된 공기의 강제 대류방식에 의해 열처리함으로써, 설비비가 저렴할 뿐만 아니라 양산성이 좋고, 품질이 우수한 주조품의 열처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주조품의 열처리 장치는, 펠렛에 주조품을 넣는 주조품 투입기와, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛에 가열된 모래를 채우는 모래 공급기와, 상기 펠렛에 채워진 모래 속에 침적된 주조품이 열처리될 수 있도록 공기를 가열하여 강제 대류시키는 열풍공급기를 포함하여 구성된다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주조품의 열처리 방법은, 주조품이 넣어진 펠렛의 내부를 가열된 모래로 채운 후, 상기 주조품 및 가열된 모래가 채워진 펠렛을 가열된 공기가 강제 대류되는 열처리로의 내부로 이동시켜서 상기 주조품을 열처리하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 주조품의 열처리 방법에 따른 열처리 공정을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.

본 발명에 따른 주조품의 열처리 장치는, 펠렛(2)에 주조품을 넣는 주조품 투입기(미도시)와, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛(2)에 고온으로 가열된 모래(S)를 채우는 모래 공급기(10)와, 상기 펠렛(2)에 채워진 고온의 모래(S) 속에 침적된 주조품이 열처리될 수 있도록 열풍을 공급하는 열풍공급기(20)를 포함하여 구성된다.

상기 펠렛(2)은 상기 주조품을 대량으로 열처리할 수 있도록, 컨베이어(4) 또는 대차에 의해 상기 주조품을 연속적으로 열처리 장치로 이송시킬 수 있다.

상기 주조품 투입기는 자동화 로봇 등과 같은 방식으로 구현될 수 있다.

상기 모래 공급기(10)는, 가열된 모래(S)가 저장된 모래 저장부(12)와, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛(2)에 고온으로 가열된 모래(S)를 투입할 수 있도록 상기 컨베이어(4) 또는 대차 옆에 구비된 모래 투입부(14)와, 상기 모래 투입부(14)와 모래 저장부(12)를 연결하여 상기 모래 저장부(12)에 저장된 모래(S)를 상기 모래 투입부(14)로 이송시키는 모래 이송부(16)로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 모래 저장부(12)에는 상기 주조품의 열처리 후 상기 펠렛(2)으로부터 제거된 뜨거운 모래(S)가 수거됨으로써, 모래(S)가 재 사용될 수 있다.

상기 열풍공급기(20)는 상기 컨베이어(4) 또는 대차에 의해 이송되는 펠렛(2)이 이송, 취출될 수 있는 열처리로(22)와, 상기 열처리로(22)의 내부에 구비되어 상기 열처리로(22)의 내부 공기를 고온으로 가열하는 열원(24)과, 상기 열처리로(22)의 내부에 구비되어 상기 열원(24)에 의해 가열된 상기 열처리로(22)의 가열된 공기를 상기 열처리로(22)의 안에서 강제 대류시키는 송풍기(26)로 이루어질 수 있다.

상기 열처리로(22)는 열효율을 최대화할 수 있도록, 상기 펠렛(2)에 채워진 모래(S)가 열처리 온도까지 가열되게 하는 가열 챔버(22a)와, 상기 가열 챔버(22a)를 통과한 펠렛(2)이 이송되어 상기 펠렛(2)에 들어 있는 주조품이 상기 열처리 온도로 일정 시간동안 열처리되는 온도유지 챔버(22b)로 구분될 수 있다.

이 때, 상기 가열 챔버(22a)에는 상기 펠렛(2)이 상기 가열 챔버(22a)로 이송되오면, 상기 펠렛(2)에 채워진 모래(S)가 상기 열처리 온도에 도달할 때까지 상기 가열 챔버(22a)에 이송된 펠렛(2)이 머문 후 상기 가열 챔버(22a)로부터 취출될 수 있도록 가열 챔버 온도센서(28)가 구비된다.

또한, 상기 온도유지 챔버(22b)에도 상기 온도유지 챔버(22b)의 내부 온도가 상기 열처리 온도로 유지될 수 있도록 온도유지 챔버 온도센서(29)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 열처리 온도는 100 ~ 500℃가 바람직하다.

이와 같이 구축된 주조품의 열처리 장치에 의한 열처리 방법을 살펴보면, 다음과 같다.

상기 컨베이어(4) 또는 대차에 적치된 펠렛(2)에 주조품이 넣어지고, 상기 주조품이 넣어진 펠렛(2)이 상기 모래 투입부(14)로 이송되며, 상기 모래 투입부(14)로 이송된 펠렛(2)의 내부에 가열된 모래(S)가 채워지면서 상기 펠렛(2)의 들어 있는 주조품이 상기 펠렛(2)에 채워지는 모래(S) 속으로 침적된다.

다음으로, 상기 주조품 및 모래(S)로 채워진 펠렛(2)은 상기 가열 챔버(22a)로 이송되어 상기 펠렛(2)에 채워진 모래(S)가 열처리 온도에 도달토록 가열되고, 상기 가열 챔버(22a)로부터 취출된 펠렛(2)이 바로 상기 온도유지 챔버(22b)로 이송되어 일정시간 동안 머문 다음 상기 열처리로(22)의 밖으로 취출된다. 그러면, 상기 펠렛(2)에 들어 있는 주조품의 열처리된다.

한편, 상기 주조품의 열처리 후 상기 펠렛(2)으로부터 모래(S)가 제거되고, 열처리된 주조품이 들어 있는 펠렛(2)은 상기 열처리된 주조품의 냉각을 위해 냉각 공정으로 바로 이송된다.

이 때, 상기 주조품의 열처리 후 상기 펠렛(2)으로부터 제거된 모래(S)는 여전히 뜨거운 상태로서, 상기 모래 저장부(12)로 수거되어 재 사용된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 주조품의 열처리 장치 및 그 방법은, 먼저 열처리 대상인 주조품을 가열된 모래 속에 침적하고, 가열된 모래 속에 침적된 주조품을 열풍을 이용하여 열처리함으로써, 성능 대비 설비비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 기존 설비를 활용할 수 있어서 신규 투장에 따른 비용을 절감할 수 있고, 열전도율이 좋은 모래를 열 전달매체로 하기 때문에 열처리 성능이 좋을 뿐만 아니라 열 손실을 최소화할 수 있어서 생산비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 펠렛에 주조품을 넣는 주조품 투입기와, 상기 주조품이 들어 있는 펠렛에 가열된 모래를 채우는 모래 공급기와, 상기 펠렛에 채워진 모래 속에 침적된 주조품이 열처리될 수 있도록 공기를 가열하여 강제 대류시키는 열풍공급기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열풍 공급기는 상기 펠렛에 채워진 모래가 열처리 온도까지 가열되게 하는 가열 챔버와, 상기 가열 챔버를 통과한 펠렛이 이송되어 상기 열처리 온도로 일정 시간동안 열처리되는 온도유지 챔버가 포함되는 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 열풍 공급기는 상기 가열 챔버에서 상기 펠렛에 채워진 모래의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 취출될 수 있도록 가열 챔버 온도센서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 열풍 공급기는 상기 온도유지 챔버의 온도가 상기 열처리 온도로 유지 될 수 있도록 온도유지 챔버 온도센서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 모래 공급기는 상기 주조품의 열처리 후 상기 펠렛으로부터 제거된 가열된 모래가 수거되는 모래 저장부와; 상기 모래 저장부와 연결되어 상기 주조품의 열처리 전 상기 주조품이 들어 있는 펠렛에 상기 모래 저장부의 가열된 모래를 채우는 모래 투입부로 이루어진 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 장치.
6. 주조품이 넣어진 펠렛의 내부를 가열된 모래로 채운 후, 상기 주조품 및 가열된 모래가 채워진 펠렛을 가열된 공기가 강제 대류되는 열처리로의 내부로 이동시켜서 상기 주조품을 열처리하는 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 주조품의 열처리 온도는 100 ~ 500℃인 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 열처리로로 이송된 펠렛은 먼저 상기 펠렛에 채워진 모래의 온도가 목표 온도에 도달토록 가열 챔버로 이송되고, 상기 가열 챔버에서 취출된 펠렛은 열 처리 온도로 유지되고 있는 온도유지 챔버로 이송되는 것을 특징으로 하는 주조품의 열처리 방법.

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