KR20110047566A - 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법 - Google Patents

임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 임펠러 블레이드 내부에 존재하는 기공량을 최소화하고 임펠러 블레이드의 열변형성을 감소시킴으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 탕구가 구비된 외장하우징과, 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 탕구로부터 주입된 용탕을 사출하는 용탕사출부 및 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 용탕사출부로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드가 형성되는 임펠러 블레이드부가 포함되는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 임펠러 블레이드부는 블레이드부와, 상기 블레이드부의 양 측에 형성되어 상기 용탕이 오버플로우되는 복수의 오버플로우부와, 상기 블레이드부의 정면에 형성되는 후육부와, 상기 후육부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 후육부로 사출하는 제 1 사출 게이트와, 상기 제 1 사출 게이트의 일 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 2 사출 게이트 및 상기 제 1 사출 게이트의 타 측에 이격되어 형성되고 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되되 일부가 제거되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하 는 것이 방지되는 제 3 사출 게이트가 포함되는 것을 특징으로 한다.
임펠러 블레이드, 후육부, 사출 게이트, 기공, 열변형

Description

임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법{DIE CASTING MOLD FOR IMPELLER BLADE AND MANUFACTURING METHOD FOR IMPELLER BLADE IN USING SAME}
본 발명은 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법에 관한 것으로, 임펠러 블레이드 내부의 기공 발생량과, 임펠러 블레이드의 열변형성을 감소시킬 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 송풍기는 선박해양 기자재 중 하나로, 주로 선박 엔진룸의 공기 배기를 위한 부품으로, 송풍기의 임펠러는 모터에 의해 회전하면서 블레이드에 의해 공기를 외부로 배기하는 기능을 가지고 있다.
임펠러 블레이드는 바다의 염수에 노출된 채 장시간 회전을 해야 하므로, 소재적으로는 경량화 및 내식성이 우수한 재료로 제조되고 있고, 공법상으로는 중력 금형 주조 공법으로 제조되고 있다.
상기 임펠러 블레이드를 중력 금형 주조 공법으로 제조하는 경우, 소재 회수율이 현저히 낮은 문제점이 있다. 따라서, 상기 임펠러 블레이드를 제조하기 위한 공법으로 상기 중력 금형 주조 공법 대신 고압 다이캐스팅 공법을 사용할 수 있다.
상기 고압 다이캐스팅 공법은 중력 금형 주조 공법에 대비하여, 생산성이 높고, 후 가공량이 적어 원가 측면에서 매우 우수하여 원가 절감을 이룰 수 있고, 조립성 측면에서도 우수한 장점을 지니고 있다.
한편, 상기 고압 다이캐스팅 공법은 주조방식이 고속, 고압으로 용탕을 금형 내에 주입하기 때문에 공기와 가스의 혼입이 필연적이므로 제품 내에 기공이 다량으로 발생할 우려가 있으며, 이에 따라, 재료의 피로 응력을 감쇄시켜 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 용탕이 금형 접촉면에서부터 응고가 빠르게 일어나므로 두께가 두꺼운 부품의 경우, 내외부 온도, 응고 차이로 인한 열변형을 수반하여 송풍기 작동시 공기 흐름 효율을 떨어뜨리거나 공차를 맞추기 위한 후 가공을 유발하는 문제점이 있다.
따라서, 고압 다이캐스팅 공법을 이용하되, 임펠러 블레이드 내부의 기공 발생량과, 임펠러 블레이드의 열변형성을 감소시킬 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 임펠러 블레이드의 제조방법이 요청된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 임펠러 블레이드 내부에 존재하는 기공량을 최소화함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 열변형에 의한 설계 공차 이상의 과도한 치수 변화를 방지하여 송풍기 작동시 공기 흐름 효율을 떨어뜨리거나 공차를 맞추기 위한 후 가공을 유발시키지 않는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 생산성이 높고, 후 가공량이 적은 고압 다이캐스팅 공법을 적용함으로써 원가를 절감할 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제품 표면이 미려하고, 제조 품질 산포(무게 편차)가 적어 블레이드를 임펠러에 조립시에 균형을 맞추는 후 공정을 삭제할 수 있어 조립성 측면에서 우수할 수 있는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 탕구가 구비된 외장하우징과, 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 탕구로부터 주입된 용탕을 사출하는 용탕사출부 및 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 용탕사출부로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드가 형성되는 임펠러 블레이드부가 포함되는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 임펠러 블레이드부는 블레이드부와, 상기 블레이드부의 양 측에 형성되어 상기 용탕이 오버플로우되는 복수의 오버플로우부와, 상기 블레이드부의 정면에 형성되는 후육부와, 상기 후육부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 후육부로 사출하는 제 1 사출 게이트와, 상기 제 1 사출 게이트의 일 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 2 사출 게이트 및 상기 제 1 사출 게이트의 타 측에 이격되어 형성되고 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되되 일부가 제거되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 것이 방지되는 제 3 사출 게이트가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 사출 게이트는 상기 제 2 사출 게이트 및 제 3 사출 게이트보다 그 폭이 클 수 있다.
또한, 상기 후육부 내의 최대 기공 크기는 1mm 이내일 수 있다.
또한, 상기 외장하우징을 관통하여 상기 임펠러 블레이드로 냉각수를 공급하는 복수의 냉각유로가 포함되되, 상기 냉각유로는 버블형 냉각유로를 형성할 수 있 다.
또한, 상기 용탕은 알루미늄(Al) 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 탕구가 구비된 외장하우징과, 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 탕구로부터 주입된 용탕을 사출하는 용탕사출부 및 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 용탕사출부로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드가 형성되는 임펠러 블레이드부가 포함되는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 임펠러 블레이드부는 블레이드부와, 상기 블레이드부의 양 측에 형성되어 상기 용탕이 오버플로우되는 복수의 오버플로우부와, 상기 블레이드부의 정면에 형성되는 후육부와, 상기 후육부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 후육부로 사출하는 제 1 사출 게이트와, 상기 제 1 사출 게이트의 일 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 2 사출 게이트 및 상기 제 1 사출 게이트의 타 측에 이격되어 형성되고 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 3 사출 게이트가 포함되되, 상기 제 3 사출 게이트는 상기 제 1 사출 게이트 및 제 2 사출 게이트보다 그 폭이 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 사출 게이트는 상기 제 2 사출 게이트보다 그 폭이 클 수 있고, 상기 용탕은 알루미늄(Al) 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 임펠러 블레이드 제조방법은 외장하우징에 구비된 탕구로 용탕을 주입하는 제 1단계와, 상기 용탕을 복수의 사출 게이트를 통해 임펠러 블레이드부로 사출하여 가공 전 임펠러 블레이드를 형성하는 제 2단계와, 상기 외장하우징을 제거하여 상기 가공 전 임펠러 블레이드를 외부로 노출시키는 제 3단계 및 상기 가공 전 임펠러 블레이드를 가공하여 가공 후 임펠러 블레이드를 형성하는 제 4단계를 포함하되, 상기 제 2단계는 상기 용탕을 제 1 사출 게이트와 제 2 사출 게이트를 통해 임펠러 블레이드부로 사출하는 용탕사출공정과, 상기 용탕을 상기 임펠러 블레이드부 내부로 순환시키되 상기 임펠러 블레이드부에 구비된 오버플로우부를 통해 블레이드부 양 측으로 지속적으로 오버플로우 시키는 용탕순환공정 및 상기 블레이드부로 냉각수를 공급하여 가공 전 임펠러 블레이드를 형성하는 용탕냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용탕사출공정은 상기 용탕을 상기 제 1 사출 게이트 및 상기 제 1 사출 게이트에 연결된 후육부를 통해 상기 블레이드부의 정면으로 사출시키고, 상기 제 2 사출 게이트를 통해 상기 블레이드부의 측면으로 사출시킬 수 있다.
또한, 상기 용탕냉각공정은 상기 냉각수를 복수의 냉각유로로 형성된 버블형 냉각유로를 통해 상기 블레이드부로 공급하여 상기 블레이드부 내의 용탕을 냉각시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 방법에 의하면, 임펠러 블레이드 내부에 존재하는 기공량을 최소화함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 열변형에 의한 설계 공차 이상의 과도한 치수 변화를 방지하여 송풍기 작동시 공기 흐름 효율을 떨어뜨리거나 공차를 맞추기 위한 후 가공을 유발시키지 않는 효과가 있다.
또한, 생산성이 높고, 후 가공량이 적은 고압 다이캐스팅 공법을 적용함으로써 원가 절감의 효과가 있다.
또한, 제품 표면이 미려하고, 제조 품질 산포(무게 편차)가 적어 블레이드를 임펠러에 조립시에 균형을 맞추는 후 공정을 삭제할 수 있어 조립성 측면에서 우수한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 사시도이고, 도 4b는 개략적인 내부 사시도이다. 또한, 도 4c 및 도 4d는 복수의 냉각유로가 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 내부 사시도이고, 도 4e 및 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 도 4a 내지 도 4f에 도시된 바와 같이, 외장하우징(10)과, 용탕사출부(20) 및 임펠러 블레이드부(30)를 포함한다.
상기 외장하우징(10)은 상기 용탕사출부(20) 및 임펠러 블레이드부(30)를 커버하며, 용탕이 주입되는 탕구(11)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 용탕은 알루미늄(Al) 합금으로 형성될 수 있다.
상기 탕구(11)는 상기 용탕사출부(20)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 탕구(11)로 주입된 용탕은 상기 용탕사출부(20)로 이동될 수 있다.
상기 용탕사출부(20)는 상기 외장하우징(10)의 내부에 형성되며, 상기 탕구(11)로부터 주입된 용탕을 상기 임펠러 블레이드부(30)로 사출할 수 있다.
상기 임펠러 블레이드부(30)는 상기 외장하우징(10)의 내부에 형성되며, 상 기 용탕사출부(20)로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드를 형성할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드의 일 구성도이고, 도 2는 도 1a의 임펠러 블레이드의 공기 고립 양상을 나타내는 도이며, 도 3은 도 1a의 임펠러 블레이드의 공압 분포를 나타내는 도이다.
구체적으로, 상기 임펠러 블레이드부(30)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 블레이드부(31)와, 오버플로우부(32)와, 후육부(33)와, 제 1 사출 게이트(34)와, 제 2 사출 게이트(35) 및 제 3 사출 게이트(36)를 포함한다.
상기 블레이드부(31)는 사출된 용탕에 의해 임펠러 블레이드 중 블레이드를 형성하는 부분이다.
상기 블레이드부(31)에 의해 형성된 블레이드는 바다의 염수에 노출된 채 장시간 회전을 해야 하므로 소재적으로는 경량화 및 내식성이 우수한 재료로 제조될 수 있다.
상기 오버플로우부(32)는 상기 블레이드부(31)의 양 측에 복수개로 형성되어 상기 블레이드부(31)에서 순환되는 용탕을 오버플로우시킬 수 있다.
상기 후육부(33)는 상기 블레이드부(31)의 정면에 형성되며, 사출된 용탕에 의해 임펠러 블레이드 중 체결부를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 체결부에 의해 상기 임펠러 블레이드를 송풍기의 임펠러에 체결할 수 있다.
상기 제 1 사출 게이트(34)는 일 단이 상기 후육부(33)에 연결되고, 타 단이 상기 용탕사출부(20)에 연결되어 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 후육부(33)로 사출될 수 있다.
이때, 상기 제 1 사출 게이트(34)는 상기 제 2 사출 게이트(35) 및 제 3 사출 게이트(36)보다 그 폭이 클 수 있다.
상기 제 2 사출 게이트(35)는 상기 제 1 사출 게이트(34)의 일 측에 이격되어 형성된다.
상기 제 2 사출 게이트(35)는 일 단이 상기 블레이드부(31)에 연결되고, 타 단이 상기 용탕사출부(20)에 연결되어 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 블레이드부(31)로 사출될 수 있다.
상기 제 3 사출 게이트(36)는 상기 제 1 사출 게이트(34)의 타 측에 이격되어 형성된다.
상기 제 3 사출 게이트(36)는 일 단이 상기 블레이드부(31)에 연결되고, 타 단이 상기 용탕사출부(20)에 연결되되, 양 단 이내의 일정 지점에서 일부가 제거됨으로써 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 블레이드부(31)로 사출되는 것이 방지될 수 있다.
따라서, 상기 제 3 사출 게이트(36)에서 상기 제 1 사출 게이트(34)로 용탕이 역류되는 흐름이 최소화되어, 상기 후육부(33) 내의 기공을 최소화할 수 있고, 이에 따라, 상기 후육부(33)의 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 후육부(33) 내의 최대 기공 크기는 1mm 이내일 수 있다.
상기 임펠러 블레이드의 공기 고립 양상은 도 2에 도시되어 있으며, 공압 분포는 도 3에 도시되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 외장하우징(10)을 관통하는 복수의 냉각유로(40)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 냉각유로(40)는 버블형 냉각유로를 형성할 수 있으며, 상기 임펠러 블레이드로 냉각수를 공급할 수 있다.
대형 임펠러 블레이드의 경우 열변형 최소화를 위해서는 금형의 냉각 속도를 최대한 크게 하는 유로 설계가 필요한데, 흔히, 다이캐스팅 금형에서 사용되는 일자형 유로 대신 버블형 유로를 사용할 수 있으며, 유로 크기 및 간격은 냉각 속도와 가격을 고려하여 결정할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형을 상세히 설명한다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드의 일 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 도 1b에 도시된 바와 같이, 외장하우징(10)과, 용탕사출부(20) 및 임펠러 블레이드부(30)를 포함한다.
상기 외장하우징(10) 및 용탕사출부(20)는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형(1)의 외장하우징(10) 및 용탕사출부(20)와 그 구성 및 내용이 동일하다.
상기 임펠러 블레이드부(30)는 블레이드부(31)와, 오버플로우부(32)와, 후육부(33)와, 제 1 사출 게이트(34)와, 제 2 사출 게이트(35) 및 제 3 사출 게이트(36)를 포함한다.
상기 블레이드부(31)와, 오버플로우부(32) 및 후육부(33)는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형(1) 중 임펠러 블레이드부(30)의 블레이드부와, 오버플로우부 및 후육부와 그 구성 및 내용이 동일하다.
상기 제 1 사출 게이트(34)는 일 단이 상기 후육부(33)에 연결되고, 타 단이 상기 용탕사출부(20)에 연결되어 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 후육부(33)로 사출될 수 있다.
상기 제 2 사출 게이트(35)는 상기 제 1 사출 게이트(34)의 일 측에 이격되어 형성되되, 상기 블레이드부(31)와 용탕사출부(20)에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 블레이드부(31)로 사출될 수 있다.
상기 제 3 사출 게이트(36)는 상기 제 1 사출 게이트(34)의 타 측에 이격되어 형성되되, 상기 블레이드부(31)와 용탕사출부(20)에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부(20) 내의 용탕이 상기 블레이드부(31)로 사출될 수 있다.
상기 제 1 사출 게이트(34)는 상기 제 2 사출 게이트(35)보다 그 폭이 클 수 있고, 상기 제 3 사출 게이트(36)는 상기 제 1 사출 게이트(34) 및 제 2 사출 게이트(35)보다 그 폭이 작을 수 있다.
상기 제 3 사출 게이트(36)의 폭이 상기 제 1 사출 게이트(34)나 제 2 사출 게이트(35)의 폭에 비해 작게 형성됨으로써, 상기 용탕이 상기 제 3 사출 게이트(36)에서 상기 제 1 사출 게이트(34)로 역류되는 것이 감소되어 상기 후육부(33) 내의 기공 발생이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형(1)과 동일하게 상기 외장하우징(10)을 관통하는 복수의 냉각유로(40)로 버블형 냉각유로를 형성하여 상기 임펠러 블레이드로 냉각수를 공급할 수 있다. 이에 따라, 열변형이 최소화된 임펠러 블레이드를 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법을 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법의 일 블록도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법 중 제 2단계의 일 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1단계(S10)와, 제 2단계(S20)와, 제 3단계(S30) 및 제 4단계(S40)를 포함한다.
상기 제 1단계(S10)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 외장하우징(10)에 구비된 탕구(11)로 용탕을 주입하는 단계이다.
상기 제 2단계(S20)는 상기 용탕을 복수의 사출 게이트를 통해 임펠러 블레이드부(30)로 사출하여 가공전 임펠러 블레이드를 형성하는 단계이다.
상기 제 2단계(S20)는 도 8에 도시된 바와 같이, 용탕사출공정(S21)과, 용탕순환공정(S22) 및 용탕냉각공정(S23)을 포함한다.
상기 용탕사출공정(S21)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 용탕을 제 1 사출 게이트(34)와 제 2 사출 게이트(35)를 통해 임펠러 블레이드부(30)로 사출하는 공정이다.
상기 용탕사출공정(S21)은 상기 용탕을 상기 제 1 사출 게이트(34)에 연결된 후육부(33)를 통해 상기 블레이드부(31)의 정면으로 사출시키고, 상기 제 2 사출 게이트(35)를 통해 상기 블레이드부(31)의 측면으로 사출시킬 수 있다.
상기 용탕순환공정(S22)은 상기 용탕을 상기 임펠러 블레이드부(30) 내부로 순환시키되, 상기 임펠러 블레이드부(30)에 구비된 오버플로우부(32)를 통해 블레이드부(31) 양 측으로 지속적으로 오버플로우 시키는 공정이다.
상기 용탕냉각공정(S23)은 상기 블레이드부(31)로 냉각수를 공급하여 가공 전 임펠러 블레이드를 형성하는 공정이다.
상기 용탕냉각공정(S23)은 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수를 복수의 냉각유로(40)로 형성된 버블형 냉각유로를 통해 상기 블레이드부(31)로 공급하여 상기 블레이드부(31) 내의 용탕을 냉각시킴으로써, 가공 전 임펠러 블레 이드를 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형으로 최종 생산된 임펠러 블레이드를 나타내는 도이다.
상기 제 3단계(S30)는 상기 외장하우징(10)을 제거하여 도 5에 도시된 바와 같이, 가공 전 임펠러 블레이드를 외부로 노출시키는 단계이다.
도 6은 도 5의 임펠러 블레이드를 가공하여 형성된 가공 후 임펠러 블레이드를 나타내는 도이다.
상기 제 4단계(S40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가공 전 임펠러 블레이드를 가공하여 가공 후 임펠러 블레이드를 형성하는 단계이다.
상기 가공 후 임펠러 블레이드는 상술한 바와 같이, 고압 다이캐스팅 주조 공법으로 형성되므로, 임펠러 블레이드 내부의 기공 발생량과, 열변형성이 최소화될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형 및 이를 이용한 임펠러 블레이드 제조방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드의 일 구성도.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드의 일 구성도.
도 2는 도 1a의 임펠러 블레이드의 공기 고립 양상을 나타내는 도.
도 3은 도 1a의 임펠러 블레이드의 공압 분포를 나타내는 도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 사시도.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 내부 사시도.
도 4c는 복수의 냉각유로가 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 일 내부 사시도.
도 4d는 복수의 냉각유로가 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형의 개략적인 다른 내부 사시도.
도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드를 나타내는 일 사시도.
도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 의해 형성되는 임펠러 블레이드를 나타내는 다른 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형으로 최종 생산된 임펠러 블레이드를 나타내는 도.
도 6은 도 5의 임펠러 블레이드를 가공하여 형성된 가공 후 임펠러 블레이드를 나타내는 도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법의 일 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 블레이드 제조방법 중 제 2단계의 일 블록도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1:임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형
10:외장하우징 11:탕구
20:용탕사출부 30:임펠러 블레이드부
31:블레이드부 32:오버플로우부
33:후육부 34:제 1 사출 게이트
35:제 2 사출 게이트 36:제 3 사출 게이트
40:냉각유로
S10:제 1단계 S20:제 2단계
S21:용탕사출공정 S22:용탕순환공정
S23:용탕냉각공정 S30:제 3단계
S40:제 4단계

Claims (10)

  1. 탕구가 구비된 외장하우징과, 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 탕구로부터 주입된 용탕을 사출하는 용탕사출부 및 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 용탕사출부로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드가 형성되는 임펠러 블레이드부가 포함되는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 있어서,
    상기 임펠러 블레이드부는,
    블레이드부;
    상기 블레이드부의 양 측에 형성되어 상기 용탕이 오버플로우되는 복수의 오버플로우부;
    상기 블레이드부의 정면에 형성되는 후육부;
    상기 후육부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 후육부로 사출하는 제 1 사출 게이트;
    상기 제 1 사출 게이트의 일 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 2 사출 게이트; 및
    상기 제 1 사출 게이트의 타 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되되, 일부가 제거되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 것이 방지되는 제 3 사출 게이트가 포함되는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 사출 게이트는 상기 제 2 사출 게이트 및 제 3 사출 게이트보다 그 폭이 큰 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 후육부 내의 최대 기공 크기는 1mm 이내인 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 외장하우징을 관통하여 상기 임펠러 블레이드로 냉각수를 공급하는 복수의 냉각유로가 포함되되,
    상기 냉각유로는 버블형 냉각유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  5. 탕구가 구비된 외장하우징과, 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 탕구 로부터 주입된 용탕을 사출하는 용탕사출부 및 상기 외장하우징의 내부에 형성되어 상기 용탕사출부로부터 사출되는 용탕에 의해 임펠러 블레이드가 형성되는 임펠러 블레이드부가 포함되는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형에 있어서,
    상기 임펠러 블레이드부는,
    블레이드부;
    상기 블레이드부의 양 측에 형성되어 상기 용탕이 오버플로우되는 복수의 오버플로우부;
    상기 블레이드부의 정면에 형성되는 후육부;
    상기 후육부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 후육부로 사출하는 제 1 사출 게이트;
    상기 제 1 사출 게이트의 일 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 2 사출 게이트; 및
    상기 제 1 사출 게이트의 타 측에 이격되어 형성되고, 상기 블레이드부와 용탕사출부에 양 단이 각각 연결되어 상기 용탕사출부 내의 용탕을 상기 블레이드부로 사출하는 제 3 사출 게이트가 포함되되,
    상기 제 3 사출 게이트는 상기 제 1 사출 게이트 및 제 2 사출 게이트보다 그 폭이 작은 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 사출 게이트는 상기 제 2 사출 게이트보다 그 폭이 큰 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 용탕은 알루미늄(Al) 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드용 다이캐스팅 금형.
  8. 외장하우징에 구비된 탕구로 용탕을 주입하는 제 1단계;
    상기 용탕을 복수의 사출 게이트를 통해 임펠러 블레이드부로 사출하여 가공 전 임펠러 블레이드를 형성하는 제 2단계; 및
    상기 외장하우징을 제거하여 상기 가공 전 임펠러 블레이드를 외부로 노출시키는 제 3단계; 및
    상기 가공 전 임펠러 블레이드를 가공하여 가공 후 임펠러 블레이드를 형성하는 제 4단계를 포함하되,
    상기 제 2단계는,
    상기 용탕을 제 1 사출 게이트와 제 2 사출 게이트를 통해 임펠러 블레이드부로 사출하는 용탕사출공정;
    상기 용탕을 상기 임펠러 블레이드부 내부로 순환시키되, 상기 임펠러 블레이드부에 구비된 오버플로우부를 통해 블레이드부 양 측으로 지속적으로 오버플로우 시키는 용탕순환공정; 및
    상기 블레이드부로 냉각수를 공급하여 가공 전 임펠러 블레이드를 형성하는 용탕냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 용탕사출공정은,
    상기 용탕을 상기 제 1 사출 게이트 및 상기 제 1 사출 게이트에 연결된 후육부를 통해 상기 블레이드부의 정면으로 사출시키고,
    상기 제 2 사출 게이트를 통해 상기 블레이드부의 측면으로 사출시키는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 용탕냉각공정은,
    상기 냉각수를 복수의 냉각유로로 형성된 버블형 냉각유로를 통해 상기 블레이드부로 공급하여 상기 블레이드부 내의 용탕을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 임펠러 블레이드 제조방법.
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