KR20090025712A - 스테인레스 관이음쇠 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인레스 관이음쇠 성형방법에 있어서, 스테인레스 관이음쇠의 형상에 대응하는 형상을 가진 금형의 캐비티내로 액상의 왁스를 주입한 후, 경화시켜 왁스 모형을 성형하는 단계와, 상기 성형된 왁스 모형을 내화재가 담겨져 있는 게이트수용액에 함침시켜 왁스 모형의 표면에 내화재를 코팅시키는 단계와, 상기 내화재가 코팅된 왁스 모형을 다짐모래가 충진되어 있는 소성틀에 매몰시킨 다음, 상기 소성틀을 가열하여 다짐모래에 매몰되어 있는 왁스 모형을 용해시켜, 상기 왁스 모형의 형상을 가진 중공부가 형성된 주형을 성형하는 단계와, 상기 주형의 중공부로 액상의 스테인레스 주물을 주입한 후, 응고시켜 스테인레스 관이음쇠를 주조 성형하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 스테인레스 관이음쇠 성형방법을 제공한다.

스테인레스, 관이음쇠, 정밀주조, 주형

Description

스테인레스 관이음쇠 성형방법{Forming method for stainless pipe}

본 발명은 냉, 온수 배관 및 공업용(화공약품)의 배관라인에 사용되는 폴리에틸렌관(일명 "엑셀파이프"(XL-PIPE))을 연결하는 관이음쇠의 성형방법에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 내식성이 우수한 스테인레스를 이용하여 관이음쇠를 정밀주조 공정으로 성형토록 한 스테인레스 관이음쇠 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 관과 관을 연결하는 관이음쇠는 관내를 흐르는 유체가 외부로 누설되지 않으면서 관과 관 사이를 자연스럽게 흐르도록 하기 위하여 설치되는 연결기구를 말한다.

유체를 흘려보내기 위해 사용되는 관으로는 비교적 가격이 저렴하며 내식성이 양호한 합성수지관인 폴리에틸렌관을 주로 사용하게 되고, 상기 폴리에틸렌관을 서로 연결하는 관이음쇠는 연결부위의 내구성을 고려하여 동합금이나 황동으로 제작된 관이음쇠를 사용하게 된다.

위와 같이 동합금이나 황동으로 제작되는 관이음쇠는 열간단조 방식으로 제 작되는 데, 이러한 열간단조방식은 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과, 단련효과를 더해 재질의 개선강화를 꾀할 수 있는 것. 그리고 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게할 수 있다는 잇점을 가지는 단조방식중의 하나이다.

그러나 위와 같은 열간단조방식은 많은 가공공정을 거쳐야 함으로서 작업성이 낮다는 단점이 있다.

특히, 열간단조방식으로 성형되는 관이음쇠의 재질을 동합금이나 황동을 사용할 경우에는 합성수지에 비해 양호한 내구성을 확보할 수는 있으나, 사용과정에서 다음과 같은 문제점을 야기하게 된다.

즉, 통상 배관으로 사용되는 관체는 비교적 가격이 저렴하면서도 내식성이 우수한 합성수지재인 폴리에틸렌관(엑셀파이프)을 사용하는 반면, 이러한 폴리에틸렌관을 연결하는 관이음쇠를 언급한 바와 같이 동이나 황동등으로 제작할 경우에는, 내식성이 그다지 양호하지 못하며, 따라서 장시간 사용할 경우 배관라인을 지나가는 유체와의 접촉과정에서 급속도로 산화되어 부식되는 문제점이 있으며, 특히 음용수를 흘려보내는 배관라인에 위와같은 관이음쇠를 사용할 경우에는 부식으로 인한 녹물이 유출됨으로서 비위생적이라는 단점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내식성이 우수한 스테인레스를 이용하여 정밀주조 방식으로 관이음쇠를 성형토록 하여 위생적이며 또한 생산원가가 저렴하며, 제조공정을 단순화하여 작업성의 향상을 도모할 수 있도록 한 스테인레스 관이음쇠 성형방법을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 스테인레스 관이음쇠 성형방법에 있어서, 스테인레스 관이음쇠의 형상에 대응하는 형상을 가진 금형의 캐비티내로 액상의 왁스를 주입한 후, 경화시켜 왁스 모형을 성형하는 단계와, 상기 성형된 왁스 모형을 내화재가 담겨져 있는 게이트수용액에 함침시켜 왁스 모형의 표면에 내화재를 코팅시키는 단계와, 상기 내화재가 코팅된 왁스 모형을 다짐모래가 충진되어 있는 소성틀에 매몰시킨 다음, 상기 소성틀을 가열하여 다짐모래에 매몰되어 있는 왁스 모형을 용해시켜, 상기 왁스 모형의 형상을 가진 중공부가 형성된 주형을 성형하는 단계와, 상기 주형의 중공부로 액상의 스테인레스 주물을 주입한 후, 응고시켜 스테인레스 관이음쇠를 주조 성형하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 스테인레스 주물에는 실리콘과 탈산제가 첨가함이 바람직하다.

본 발명은 내식성이 우수한 스테인레스를 이용하여 정밀주조 방식으로 관이음쇠를 성형토록 함으로서, 제조공정을 단순화하여 작업성의 향상을 도모할 수 있 는 효과를 가진다.

특히, 비교적 가격이 저렴한 폴리에틸렌관에 본 발명의 스테인레스 관이음쇠를 연결할 경우에는 스테인레스가 가지는 내식성을 통해 유체와의 접촉에도 부식현상이 발생하지 않아, 배관공사시 자재비용을 최소화하면서도 보다 안정적이고 위생적으로 사용할 수 있는 작용효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 스테인레스 관이음쇠를 성형하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 성형과정을 통해 제작된 스테인레스 관이음쇠의 형상을 도시한 도면이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 스테인레스 관이음쇠 성형방법은 스테인레스 관이음쇠의 형상에 맞는 왁스 모형(20)을 성형하는 단계(S1)와, 성형된 왁스 모형(20)에 내화재(32)를 코팅시키는 단계(S2)와, 상기 내화재(32)가 코팅된 왁스 모형(20)을 다짐모래(42)가 충진되어 있는 소성틀(40)에 매몰시킨 후, 상기 소성틀을 가열하는 단계(S3) 및 상기 가열공정을 거쳐 성형된 주형(50)의 중공부(52)로 액상의 스테인레스 주물을 주입하는 단계(S4) 및 응고된 스테인레스 주물을 주형에서 탈착시켜 스테인레스 관이음쇠를 성형하는 단계(S5)로 진행된다.

먼저, 제품의 모형을 성형하는 단계(S1)에서는 제품에 해당하는 스테인레스 관이음쇠(100)의 형상에 대응하는 형상을 가진 금형(10)의 캐비티(12)로 액상의 왁스를 주입한 후, 일정시간의 경화과정을 거쳐 왁스 모형(20)을 일차 성형하게 된다.

상기 내화재(32)를 코팅하는 단계(S2)에서는 성형된 왁스 모형(20)을 액상의 내화재(32)가 담겨져 있는 게이트수용액(30)속에 입수시킨 다음, 일정시간 경과후 이를 다시 출수시킨 후, 건조하는 과정을 대략 4회 내지 5회정도 반복 수행하여 왁스 모형(20)의 표면에 내화재(32)를 코팅시키게 된다.

상기 소성틀 가열 및 주형 성형단계(S3)에서는 내화재(32)가 코팅 처리된 왁스 모형(20)을 다짐모래(42)가 충진되어 있는 소성틀(40)속에 매몰시킨 다음, 소성틀(40)을 일정온도로 가열하여 다짐모래(42)속에 매몰되어 있는 왁스 모형(20)을 용해시켜 제거한 후, 상기 왁스 모형(20) 형상의 중공부(52)가 형성된 주형(50)을 제작하게 된다. 즉, 상기 소성틀(40)을 가열하게 되면 다짐모래(42)속에 매몰되어 있는 왁스 모형(20)은 서서히 용해되면서 제거되어 지는 데, 이때 왁스 모형(20)이 제거된 공간 만큼의 중공부(52)가 자연스럽게 형성된 주형(50)을 제작할 수 있는 것이다.

다음, 관이음쇠 성형단계(S4)에서는 위의 단계를 거쳐 형성된 주형(50)의 중공부(52)로 액상의 스테인레스 주물을 주입한 후, 서서히 냉각시킨 다음, 주형(50)을 탈형시켜 도 2에 도시한 바와 같은 형상의 스테인레스 관이음쇠(100)를 주조 성형하게 된다. 이때 주형(50)의 중공부(52)로 주입되는 주물은 스테인레스 고철등의 스크랩을 전기 고주파 유도 용해로에 투입한 후, 약 1700℃의 온도로 가열하여 용 해시킨 후, 스락스로 이물질을 제거토록 하고, 또한 주물의 흐름을 원활하게 하기 위하여 전기 고주파 유도 용해로 속에 실리콘을 약 0.1%정도 첨가토록 한다. 또한 주조시에 발생하는 가스를 제거하기 위해 출탕하기 전, 탈산제를 첨가함이 바람직하다.

첨부된 도 3은 위의 과정에서 제작된 주형(50)을 여러개 연결시켜 다수개의 스테인레스 관이음쇠(100)를 한번에 주조 성형하게 되는 정밀주조 금형(200)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 정밀주조 금형(200)은 전술한 성형방법에서 제작된 주형(50)을 수직 및 수평으로 다수개 적층시킨 다음, 중앙으로 주물주입유로(202)를 형성하고, 바닥면에는 상기 주물주입유로(202)와 연통하는 베이스유로(204)를 형성하며, 또한 상기 주물주입유로(202)의 양측에는 상기 베이스유로(204)와 연통하는 주물배출유로(208)를 각각 형성토록 한다.

상기 주물배출유로(208)는 다수개의 주형(50)들의 입구(50a)와 각각 개별적으로 연결토록 구성한다.

또한 상기 베이스유로(204)에는 필터(206)를 설치하여 주물주입유로(202)를 통해 유입되는 주물속에 포함되어 있는 이물질을 걸러주도록 한다.

즉, 상기한 바와 같이 제작된 정밀주조 금형(200)은 전술한 실리콘 및 탈산제가 첨가된 상태로 용해된 액상의 스테인레스 주물을 상기 주물배출유로(202)의 입구(202a)로 부어주게 되면 스테인레스 주물은 상기 주물배출유로(202)를 타고 금형(200)의 바닥면에 형성된 베이스유로(204)로 유입되어 지고, 이어서 상기 베이스 유로(204)에 설치되어 있는 필터(206)를 통해 이물질을 걸러낸 다음, 상기 베이스유로(204)에 연결되어 있는 주물배출유로(208)로 배출되어 진다.

상기 주물배출유로(208)로 배출되는 스테인레스 주물은 상기 주물배출유로(208)에 각각 연결되어 있는 다수개의 주형(50)들로 순차적으로 주입되어 지는 데, 이때 주물은 베이스유로(204)에서 주물배출유로(208)를 통해 아래쪽에서 위쪽으로 수직으로 상승하며 배출됨에 따라 최하층의 주형(50)들부터 순차적으로 주입되어 진다.

상기한 방식을 통해 정밀주조 금형(200)에 구비되어 있는 모든 주형(50)들로 스테인레스 주물이 주입되고 나면, 일정시간 냉각한 후, 주형(50)을 탈형시키게 되면 도 4에서 도시한 바와 같은 다수개의 스테인레스 관이음쇠(100)들이 주조 성형되어 진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 스테인레스 관이음쇠의 성형과정을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 성형과정을 거쳐 주조 성형된 스테인레스 관이음쇠를 입체적으로 도시한 도면.

도 3은 도 1의 성형과정에서 제작된 다수개의 주형들이 설치된 정밀주조 금형을 도시한 도면.

도 4는 도 3에서 도시하고 있는 정밀주조 금형에서 주형들을 탈형시켜 다수개의 스테인레스 관이음쇠들이 주조 성형된 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 왁스 모형 30: 게이트수용액

32: 내화재 40: 소성틀

42: 다짐모래 50: 주형

52: 중공부 100: 스텐인레스 관이음쇠

200: 정밀주조 금형 202: 주물주입유로

204: 베이스유로 208: 주물배출유로

Claims (2)

1. 스테인레스 관이음쇠 성형방법에 있어서,

   스테인레스 관이음쇠(100)의 형상에 대응하는 형상을 가진 금형(10)의 캐비티(12)내로 액상의 왁스를 주입한 후, 경화시켜 왁스 모형(20)을 성형하는 단계(S1)와;

   상기 성형된 왁스 모형(20)을 내화재(32)가 담겨져 있는 게이트수용액(30)에 함침시켜 왁스 모형(20)의 표면에 내화재(32)를 코팅시키는 단계(S2)와;

   상기 내화재(32)가 코팅된 왁스 모형(20)을 다짐모래(42)가 충진되어 있는 소성틀(40)에 매몰시킨 다음, 상기 소성틀(40)을 가열하여 다짐모래(42)에 매몰되어 있는 왁스 모형(20)을 용해시켜, 상기 왁스 모형(20)의 형상을 가진 중공부(52)가 형성된 주형(50)을 성형하는 단계(S3)와;

   상기 주형(50)의 중공부(52)로 액상의 스테인레스 주물을 주입한 후, 응고시켜 스테인레스 관이음쇠(100)를 주조 성형하는 단계(S4)로 이루어짐을 특징으로 하는 스테인레스 관이음쇠 성형방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스테인레스 주물에는 실리콘과 탈산제가 첨가된 것을 특징으로 하는 스테인레스 관이음쇠 성형방법.

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