KR20090044509A - 분지부재의 분말성형방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체의 유로를 변경하거나 하나의 유로가 2 이상의 유로로 분지되도록 하는 분지부재가 사출성형의 방법에 의해 제조되는 분지부재의 분말성형방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 분지부재의 분말성형방법은, 구리 분말과 바인더를 혼합하는 재료혼합단계(S40)와; 상기 재료혼합단계(S40)에 의해 서로 혼합된 재료를 사출성형에 의해 가(假)제품을 만드는 사출성형단계(S50)와; 상기 사출성형단계(S50)에 의해 성형된 가(假)제품에 함유된 바인더를 제거하는 탈지단계(S60)와; 상기 탈지단계(S60)에 의해 바인더가 제거된 가(假)제품을 소결하는 소결단계(S70) 등으로 구성된다. 이와 같은 분지부재의 분말성형방법에 의하면, 분지부재가 내압 및 응력집중에 강하게 되는 장점이 있다.
분지부재, 사출성형, 구리, 바인더, 탈지

Description

분지부재의 분말성형방법{Powder injection molding method for coupling}
본 발명은 유체의 유로를 변경하거나 하나의 유로가 2 이상의 유로로 분지되도록 하는 분지부재가 사출성형의 방법에 의해 제조되는 분지부재의 분말성형방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기 등에는 실외기와 실내기 사이에 냉매의 유동이 일어나게 된다. 따라서, 이러한 냉매와 같은 유체의 유동을 안내하기 위해서는 파이프(pipe)가 필요하며, 이러한 파이프(pipe)는 다수개가 서로 결합되어 사용된다.
그리고, 유체의 유동은 하나의 유로를 통해 일어나기도 하지만, 경우에 따라서는 단일 유로나 2 이상의 유로로 유체가 이동하기도 한다. 따라서, 이와 같이 하나의 파이프(pipe)를 통해 유동하는 유체를 2 이상의 파이프(pipe)로 분지되어 유동하도록 하기 위해서는 'T'자 형태의 분지부재(커플링: coupling)를 사용한다.
도 1에는 'T'자 형태의 분지부재가 예시되어 있다. 그리고, 이러한 'T'자 형태의 분지부재는 보통 단조에 의한 모재 열처리 작업에 의해 성형된다. 따라서, 고온 고압에 취약한 문제점이 있다.
도 2에는 다른 형태의 분지부재 일례가 도시되어 있다. 이에 도시된 분지부재는 분지관 사이(A)에 코킹작업을 한 후, 용접을 하게 된다. 따라서, 이러한 형태의 분지부재는 분지관 사이(A)의 분지점에 응력집중이 일어나 내압에 취약한 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 분지부재를 구리분말과 바인더의 혼합에 의해 성형함으로서, 내압 및 응력집중에 강한 구조물이 되도록 하는 분지부재의 분말성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 분지부재의 분말성형방법은, 구리 분말과 바인더를 혼합하는 재료혼합단계와; 상기 재료혼합단계에 의해 서로 혼합된 재료를 사출성형에 의해 가(假)제품을 만드는 사출성형단계와; 상기 사출성형단계에 의해 성형된 가(假)제품에 함유된 바인더를 제거하는 탈지단계와; 상기 탈지단계에 의해 바인더가 제거된 가(假)제품을 소결하는 소결단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 분지부재의 분말성형방법에 의하면, 구리 분말과 바인더를 혼합하는 재료혼합단계와, 사출성형에 의해 가(假)제품을 만드는 사출성형단계와, 가(假)제품에 함유된 바인더를 제거하는 탈지단계와, 바인더가 제거된 가(假)제품을 소결하는 소결단계 등으로 이루어진다.
따라서, 이러한 본 발명의 성형방법에 의해 제조된 분지부재는, 종래의 제조방법에 의해 성형된 제품에 비해 내압 및 응력집중에 강한 장점이 있다. 즉, 사출성형에 의해 제조되어 응력집중 현상이 완화되는 등 종래의 방법에 의한 제품에 비해 제품의 성능이 향상되는 효과가 있다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 분지부재의 분말성형방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 분지부재의 분발성형방법에 의해 성형되는 분지부재의 일례가 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 분지부재(10)는 모(母)관(20)과 분지관(30)의 결합으로 이루어진다. 즉, 모관(20)은 상방에 하나가 형성되고, 분지관(30)은 상기 모관(20)의 하측에 쌍으로 형성된다. 물론 이러한 분지관(30)이 3 이상의 관으로 이루어지는 것도 가능할 것이다.
도시된 바와 같이 상기 모관(20)과 분지관(30)은 서로 그 형상이 대응되도록 형성되며, 서로 대칭으로 형성된다. 즉, 상기 모관(20)은 원통 형상의 모원통부(22)와 반원 형상의 모반원부(24)로 이루어지고, 상기 분지관(30)은 원통 형상의 분지원통부(32)와 반원 형상의 분지반원부(34)로 이루어진다.
도 4에는 상기와 같은 분지부재(10)의 분발성형방법의 각 단계가 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 분지부재(10)의 분말성형방법은, 구리 분말과 바인더를 혼합하는 재료혼합단계(S40)와, 상기 재료혼합단계(S40)에 의해 서로 혼합된 재료를 사출성형에 의해 가(假)제품을 만드는 사출성형단계(S50)와, 상기 사출성형단계(S50)에 의해 성형된 가(假)제품에 함유된 바인더를 제거하는 탈지단계(S60)와, 상기 탈지단계(S60)에 의해 바인더가 제거된 가(假)제품을 소 결하는 소결단계(S70) 등으로 이루어진다.
그리고, 상기 탈지단계(S60)는, 용매에 의해 바인더를 제거하는 용매탈지과정(S62) 또는 열에 의해 바인더를 제거하는 열간탈지과정(S64) 등으로 나누어진다.
도 5에는 본 발명에 의한 분지부재(10)의 분말성형방법의 공정도가 도식적으로 도시되어 있다.
이를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 (a)에서와 같이 별도로 구비된 구리분말(80)과 바인더(82)를 준비한다. 이때 상기 구리분말(80)은 순도 99.5% 이상이 되는 제품을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
(b)에는 상기 구리분말(80)과 바인더(82)를 혼합하는 재료혼합단계(S40)가 도시되어 있다. 이러한 재료혼합단계(S40)는 150 내지 160℃의 온도에서 진행되며, 혼합기(90)에서 이루어진다.
다음으로는 (c)에서와 같이 사출성형단계(S50)가 수행되며, 이때의 조건은 사출온도 160℃, 금형온도 80℃ 그리고 사출속도는 0.3초로 이루어짐이 바람직하다. 그리고, 이러한 사출성형 방법은 일반적으로 많이 사용되는 방식이므로, 여기서는 더 이상 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 사출성형단계(S50)에 의해 가(假)제품이 형성되고 난 다음에는, (d)에서와 같이 상기에서 설명한 탈지단계(S60)가 수행된다.
상기 탈지단계(S60)는, 상기에서 설명한 바와 같이, 용매탈지과정(S62)이나 열간탈지과정(S64) 중 어느 하나로 이루어짐이 바람직하다.
상기 용매탈지과정(S62)은, N-헥산 속에 상기 사출성형단계(S50)에서 형성된 가(假)제품을 8시간 동안 담가, 바인더를 가(假)제품으로부터 분리하는 과정이다.
그리고, 상기 열간탈지과정(S64)은, 수소가 내장된 열간탈지로 챔버속에 상기 사출성형단계(S50)에서 형성된 가(假)제품을 넣어, 챔버 내부온도를 150 내지 750℃로 유지하여 바인더를 제거하는 과정이다.
다음으로는 (e)와 같은 소결단계(S70)가 진행된다. 상기 소결단계(S70)는, 수소가 내장된 챔버 속에 상기 가(假)제품을 2시간 동안 넣어 유지하는 과정이며, 이때 소결온도는 1055℃로 유지한다.
상기와 같은 다수의 단계를 거치고 나면, (f)와 같이 완전한 형태의 분지부재(10)가 만들어진다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
예를 들어, 본 발명에 의한 분지부재의 분발성형방법은 분지부재의 형상에 관계없이 다양한 제품에 적용 가능함은 물론이다. 즉, 상기의 본 발명 실시예에서는 분지부재(10)가 도 3과 같은 형태인 경우를 예시하고 있으나, 이러한 형상 외에 'T'자형 또는 다른 형태의 분지부재(coupling)에도 사용가능함은 물론이다.
도 1은 일반적인 'T'자형 분지부재의 형상을 보인 사시도.
도 2는 일반적인 분지부재의 다른 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 분지부재 분말성형방법에 의해 제조되는 분지부재의 일 형태를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 분지부재 분발성형방법의 바람직한 실시예를 보인 블럭구성도.
도 5는 본 발명 실시예를 보인 공정도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
S40. 재료혼합단계 S50. 사출성형단계
S60. 탈지단계 S70. 소결단계

Claims (7)

  1. 구리 분말과 바인더를 혼합하는 재료혼합단계와;
    상기 재료혼합단계에 의해 서로 혼합된 재료를 사출성형에 의해 가(假)제품을 만드는 사출성형단계와;
    상기 사출성형단계에 의해 성형된 가(假)제품에 함유된 바인더를 제거하는 탈지단계와;
    상기 탈지단계에 의해 바인더가 제거된 가(假)제품을 소결하는 소결단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 재료혼합단계는 150 내지 160℃의 온도에서 진행됨을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 사출성형단계에서의 사출온도는 160℃임을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탈지단계는,
    용매에 의해 바인더를 제거하는 용매탈지과정 또는 열에 의해 바인더를 제거하는 열간탈지과정임을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 용매탈지과정은,
    N-헥산 속에 상기 가(假)제품을 8시간 동안 담가 바인더를 가(假)제품으로부터 분리하는 과정임을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 열간탈지과정은,
    수소가 내장된 챔버속에 상기 가(假)제품을 넣어 챔버 내부온도를 150 내지 750℃로 유지하여 바인더를 제거하는 과정임을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 소결단계는,
    수소가 내장된 1055℃의 챔버속에 상기 가(假)제품을 2시간 동안 유지하는 과정임을 특징으로 하는 분지부재의 분말성형방법.
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