KR20110126486A - 다이캐스팅 장치용 튜브 및 이를 포함하는 다이캐스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외형을 이루고, 제 1 홀을 구비한 철심; 상기 제 1 홀에 설치되어, 전자기장을 발생시키는 코일; 및 상기 철심의 내측에 설치되고, 비자성물질로 이루어지며, 용융 금속을 수용하기 위해 구성된 내측관;을 포함하는 다이캐스팅 장치용 튜브 및 이를 이용하는 다이캐스팅 장치에 관한 것이다.

Description

다이캐스팅 장치용 튜브 및 이를 포함하는 다이캐스팅 장치{TUBE FOR DIE CASTING APPARATUS AND DIE CASTING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은, 용융 금속을 전자기적으로 교반할 수 있는, 다이캐스팅 장치용 튜브 및 이를 포함하는 다이캐스팅 장치에 관한 것이다.

다이캐스팅 주조법에 의한 제조장치는 용해조에 의해 용해된 용융금속을 금형으로의 이송 방법에 따라 저온 챔버 다이캐스팅 장치, 고온 챔버 다이캐스팅 장치의 2종류로 분류된다.

일반적으로 저온 챔버 다이캐스팅 방법은 용해조에 의해 용해된 용융금속을 대기에 노출된 형태로 가압실에 플런저로 이송하고 금형에 용융금속을 압입하여 제조한다. 저온 챔버 다이캐스팅 방법에 의한 제품 제조는 대기에 노출된 형태로 가압실에 용융금속이 이송되므로 용융금속의 대기 노출부위가 넓고 가압실에서 가압시 공기 유입 및 제품 제조시 제품에 유입된 공기로 인하여 양질의 제품제조가 쉽지 않은 단점을 갖고 있다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 고온 챔버 다이캐스팅 방법이 적용된다. 고온 챔버 다이캐스팅 방법은 용해조에 의해 용해된 용융금속을 대기에 노출시키지 않고 감압장치에 의해 가압된 용융금속이 노즐을 거쳐 금형에 압입되어 제조하는 방법으로 상기 용융금속의 이송 경로는 용해조 내부의 가압실에서 가압되어 튜브에 공급되고 다시 금형의 공동(Mold Cavity)에 압입된다. 이 제조방법은 대기에 용융된 금속이 노출되지 않고 금형에 압입됨으로 인하여 저온 챔버 다이캐스팅 장치에 의해 제조된 제품에 비하여 제품의 기포결함이 적은 장점이 있다. 고온 챔버 다이캐스팅 장치에 의한 제품의 제조 방법은 상기에서 설명한 바와 같이 대기에 노출되지 않고 밀폐되어 주조될 수 있으므로 마그네슘과 같이 대기 중에서 빠르게 산화되는 재질의 제품 제작에 적합하다.

본 발명은 보다 우수한 품질의 주물을 형성할 수 있는, 다이캐스팅 장치용 튜브 및 상기 다이캐스팅 장치용 튜브를 포함하는 다이캐스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인, 다이캐스팅 장치용 튜브는, 상기 튜브의 외형을 이루는 중공체로서, 내주면 및 외주면 사이에 형성되는 제1 홀을 구비하는 철심; 상기 제 1 홀에 설치되어, 전자기장을 발생시키는 코일; 및 상기 철심의 내주면에 설치되고, 비자성물질로 이루어지며, 용융 금속을 수용하기 위해 형성된 내측관;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 내측관은 스테인레스 스틸강으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 홀은 복수개 설치되고, 상기 다이캐스팅용 튜브는, 상기 철심의 상부와 하부에 설치되는 각각 덮개를 더 포함하고, 상기 덮개는 상기 제 1 홀을 연결하기 위한 제 1 연결홈을 각각 구비할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 복수개의 홀은, 상기 내측관을 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 철심은 복수개의 제 2 홀을 포함하고, 상기 덮개는 제 2 홀을 연결하기 위한 제 2 연결홈을 각각 구비할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 다이캐스팅 장치용 튜브는 상기 제 2 홀 및 제 2 연결홈에 삽입 설치되는 공냉 파이프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 덮개와 상기 철심의 사이에 설치된 실링부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 철심은 규소강으로 이루어진 얇은 판을 복수개 적층하여 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 코일은 복수개 설치되고, 상기 코일은 독립 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예인, 용융 금속 재료를 보관하기 위한 용해조 및 상기 용융 금속 재료를 이용하여 주물을 성형하기 위한 금형을 포함하는 다이캐스팅 장치는, 상기 용해조에 보관되는 용융금속 재료를 공급하기 위해 상기 용해조로부터 연장 설치된 도징관; 상기 도징관으로부터 공급되는 용융재료를 상기 금형으로 도입시키기 위해 상기 도징관으로부터 연장설치되는 앞서 기재된 튜브; 및 상기 용융 금속 재료를 상기 금형으로 이송시키기 위해 상기 튜브의 일단에 설치된 플런져를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 용융 금속 재료는 순수 알루미늄, 순수 마그네슘, 알루미늄합금, 마그네슘 합금 중 하나일 수 있다.

상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 일체화된 전자기 교반 가능한 다이캐스팅 장치용 튜브를 제공함으로써, 용융금속에 대하여 전자기 교반 작용을 편리하고 간단하게 일으킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 전체 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 다이캐스팅 장치용 튜브의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 다이캐스팅 장치용 튜브의 분해 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이캐스팅 장치용 튜브 및 이를 포함하는 다이캐스팅 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 전체 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다이캐스팅 장치(100)는, 용해조(10), 금형(20), 도징관(30), 튜브(200), 플런져(50) 및 플런져 구동부(60)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 용해조(10)에는 용융금속 재료(11)가 보관되어 있다. 이 용융금속 재료로는, 알루미늄, 마그네슘, 알루미늄 마그네슘 합금 중 하나일 수 있다.

금형(20)은 상부 금형(21) 및 하부 금형(22)을 포함한다. 이 상부 금형(21)과 하부 금형(22)이 형성하는 공간은 주물을 형성하기 위한 공간이다. 그리고, 하부 금형(22)의 중앙부에는 튜브(200)가 삽입될 수 있다.

도징관(30)은 용해조(10)로부터 공급되는 용융금속 재료(11)를 후술하는 튜브(200)로 가이드하기 위한 구성요소이다.

튜브(200)는 상기 도징관(30)으로 공급되는 용융 금속 재료(11)를 상기 금형(20)으로 도입하기 위한 구성요소이다. 여기서, 튜브(200)는 슬리브로서 기능을 한다. 이 튜브에 대한 구체적인 설명은 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

플런져(50)는 상기 튜브(200)의 용융 금속 재료(11)를 상기 금형(20)으로 수직 이송시키기 위해 튜브(200)내에 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 플런져(50)는 상기 튜브(200)에 도입된 용융 금속 재료(11)를 금형(20)으로 압입하기 위한 구성요소이다.

플런져 구동부(60)는 상기 플런져(50)를 구동하기 위한 요소이다. 플런져 구동부(60)는 용융금속의 종류 및 주물의 종류에 따라, 상기 플런져를 최적의 조건으로 구동하게 된다.

이하에서는 상술한 구성을 가진 다이캐스팅 장치를 이용에 이용되는 다이캐스팅 장치용 튜브에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 다이캐스팅 장치용 튜브의 사시도이고, 도 3은 도 3은 본 발명의 일실시예인 다이캐스팅 장치용 튜브의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 다이캐스팅 장치용 튜브(200)는, 철심(210), 코일(220), 공냉 파이프(230), 덮개(240), 실링부재(250) 및 내측관(260)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 튜브(200)는 전체적으로 원통형을 이루며, 그 일부는 도징관(30)이 설치되도록 개방된 부분(205)를 가지는 형태를 지닌다.

철심(210)은 상기 튜브(200)의 전체적인 외형을 이루며, 그 내부에는 복수개의 상기 코일(220)이 삽입될 수 있는 제 1 홀(211)과, 공냉파이프(230)이 삽입될 수 있는 복수개의 제 2 홀(212)를 포함할 수 있다. 상기 공냉파이프(230) 대신, 제 2 홀(212) 자체가 공기의 흐름을 유도하는 공냉 파이프 역할을 할 수도 있다. 여기서, 상기 제 1 홀(211) 및 제 2 홀(212)은 상기 철심의 중심을 기준으로 하여 대칭구조로 배치될 수 있다.

한편, 철심(210)은 복수개의 박판이 적층된 형태로 이루어질 수 있으며, 이때, 상기 박판은 실리콘 첨가강(규소 강판)으로 이루어질 수 있다. 이는, 후술하는 코일의 전자기장 효과를 강화하기 위함이다. 즉, 박판 겹쳐 쌓으면, 전류손실이 적게 되어서 코일의 전자기장 효과가 강화된다.

코일(220)은 내측관(260)에 수용되는 용융금속을 전자기적으로 교반하기 위한 전자기장을 형성항기 위한 구성요로서, 상기 철심(210)의 제 1 홀(211)에 각각 삽입될 수 있다. 복수개의 코일(220)은 각각 독립제어됨으로써, 용융금속의 종류, 주물의 종류, 및 주물의 목적에 따라 적절하게 독립적으로 전자기장을 방출하게 된다. 그러면, 용융 금속에 대하여 보다 효과적으로 전자기 교반 작용을 일으키게 할 수 있다. 한편, 후술하는 덮개(240)의 내측에는 복수개의 코일(220)을 서로 연결하기 위한 제 1 연결홈이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 3의 분해사시도와 같이, 복수개의 코일(220)은 쌍으로 연결될 수 있다.

공냉 파이프(230)는 상기 철심(210)의 제 2 홀(212)과 덮개(240)의 제 2 연결홈(242)에 삽입설치되는 구성요소이다. 공냉파이프(230)는 후술하는 내측관(260)이 용융금속의 높은 온도에 의해 열손상되는 것을 방지하거나 제한하기 위한 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 상기 공냉파이프(230) 대신, 제 2 홀(212) 및 제 2연결홈(242) 자체가 공기의 흐름을 유도하는 공냉 파이프 역할을 할 수도 있다.

덮개(240)는 상기 철심(210)의 상부와 하부에 설치되는 구성요소로서, 상술한 코일(220)과, 공냉 파이프(230)와, 후술하는 내측관(260)이 철심(210)에 고정되도록 하기 위한 구성요소이다. 이 덮개(240)는 상술한 바와 같이, 제 1 홀(211)을 연결하기 위한 제 1 연결홈(241)과, 제 2 홀(212)를 연결하기 위한 제 2 연결홈(242)이 형성될 수 있다.

실링 부재(250)는 덮개(240)와 철심(210)의 사이에 설치되어서, 덮개(240)와 철심(210)의 밀착한 결합을 유도한다.

내측관(260)은 도징관(20)으로부터 유입되는 용융금속 재료(11)(이 때 반응고 금속재료도 가능)를 수용하기 위한 구성요소이다. 상기 철심(210)의 내주면에 접촉하여 형성될 수 있는 상기 내측관(260)은 상기 코일의 전자기장이 직접 용융금속 재료(11)에 전달될 수 있도록 비자성물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 스테인레스 스틸강(SUS 강)이 이용될 수 있다. 또는, 비자성 물질인 폴리머 또는 세라믹등로 이루어질 수 있다. 이 때 사용되는 폴리머 또는 세라믹은 고온의 용융 금속 재료(11)에 견딜 수 있도록 그 용융점이 높아야 한다.

상술한 구성요소를 가지는 다이캐스팅 장치용 튜브(200)는 도징관(30)을 통해 유입된 용융 금속 재료(11)가 내측관(260)에 수용되면, 코일(220)에 전원이 가해져, 용융 금속 재료(11)에 대하여 전자기 교반을 행하게 된다. 이 때, 공냉 파이프(230)를 통해 공기의 흐름이 이루어지면, 내측관(260)에 대하여 공냉 작용이 일어나, 내측관(260)의 열적손상을 방지할 수 있게 된다. 한편, 복수개 코일(220)은 독립제어됨으로써, 용융 금속재료의 종류 및 주물의 형태에 따라, 적합한 전자기 교반 작용을 용융 금속 재료에 대하여 행할 수 있게 된다. 도시된 바와 같이, 상기 코일(220)은 쌍으로 독립 제어될 수 있다.

본 발명의 일실시예인 다이캐스팅용 튜브는 도 1에서는 다이캐스팅 장치의 슬리브에 이용된 예가 개시되었다. 그러나, 상기 실시예는 슬리브 뿐만 아니라, 용융금속재료 및 반용융 금속 재료에 대하여 전자기적 교반작용이 필요한 구성요소에 적용될 수 있다. 예를 들면, 도 1의 도징관에도 상기 다이캐스팅용 튜브가 이용될 수 있다.

또한, 상술한 구성요소를 가지는 다이캐스팅 장치용 튜브에 의하면, 일체화된 튜브에 의해 액체 용융 금속에 대하여 전자기 교반을 일으킬 수 있으므로, 설치비용이 저감되며, 설치가 용이하고, 고장율이 낮아져 생산 효율을 높일 수 있다. 또한, 고장시, 간단하게 튜브를 교체할 수 있다.

상기와 같은 다이캐스팅 장치용 튜브 및 다이캐스팅 장치용 튜브를 포함하는 다이캐스팅 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10 : 용해조
11 : 용융금속
20 : 금형
21 : 상부금형
22 : 하부 금형
30 : 도징관
50 : 플런져
60 : 플런져 구동부
200 : 튜브
210 : 철심
220 : 코일
230 : 공냉 파이프
240 : 덮개
250 : 실링부재
260 : 내측관

Claims (11)

1. 다이캐스팅 장치용 튜브로서,
   상기 튜브의 외형을 이루는 중공체로서, 내주면 및 외주면 사이에 형성되는 제1 홀을 구비하는 철심;
   상기 제 1 홀에 설치되어, 전자기장을 발생시키는 코일; 및
   상기 철심의 내주면에 설치되고, 비자성물질로 이루어지며, 용융 금속을 수용하기 위해 형성된 내측관;을 포함하는 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내측관은 비자성 스테인레스 스틸강으로 이루어지는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 홀은 복수개 설치되고,
   상기 철심의 상부와 하부에 각각 설치되는 덮개를 더 포함하고,
   상기 덮개는 상기 제 1 홀을 연결하기 위한 제 1 연결홈을 각각 구비하는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수개의 홀은, 상기 내측관을 중심으로 대칭으로 배치되는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 철심은 복수개의 제 2 홀을 포함하고,
   상기 덮개는 제 2 홀을 연결하기 위한 제 2 연결홈을 각각 구비하는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 홀 및 제 2 연결홈에 삽입 설치되는 공냉 파이프를 더 포함하는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 덮개와 상기 철심의 사이에 설치된 실링부재를 더 포함하는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 철심은 규소강으로 이루어진 얇은 판을 복수개 적층하여 형성되는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일은 복수개 설치되고,
   상기 코일은 독립 제어되는, 다이캐스팅 장치용 튜브.
   
10. 용융 금속 재료를 보관하기 위한 용해조 및 상기 용융 금속 재료를 이용하여 주물을 성형하기 위한 금형을 포함하는 다이캐스팅 장치로서,
    상기 용해조에 보관되는 용융금속 재료를 공급하기 위해 상기 용해조로부터 연장 설치된 도징관;
    상기 도징관으로부터 공급되는 용융재료를 상기 금형으로 도입시키기 위해 상기 도징관으로부터 연장설치되는 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 기재된 튜브; 및
    상기 용융 금속 재료를 상기 금형으로 이송시키기 위해 상기 튜브의 일단에 설치된 플런져를 포함하는, 다이캐스팅 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용융 금속 재료는 순수 알루미늄, 순수 마그네슘, 알루미늄 합금, 및 마그네슘 합금 중 하나인, 다이캐스팅 장치.

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