KR20120067677A - 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 재질의 인서트를 사용하는 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 주조용 쉘 중자는 주물의 형상에 따라 특정 부분이 분리되어 형성된 중자 본체, 그리고 분리된 특정 부분에 대응되어 세라믹 재질로 형성되고, 중자 본체에 결합되는 인서트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 주조용 쉘 중자의 파손되기 쉬운 특정 부분을 분리시켜 세라믹 재질로 형성한 후 쉘 중자의 본체에 결합시켜 주조용 쉘 중자를 제작함으로써, 몰드 합형 작업을 원활하게 진행할 수 있도록 하고, 절단에 취약한 부위의 강도를 높여줄 수 있으며, 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법{Shell Core For Casting Using Insert Made From Ceramics And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 세라믹 재질의 인서트를 사용하는 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 파손되기 쉬운 부위를 세라믹 재질로 제작하는 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법에 관한 것이다.

주물은 일반적으로 목형(wooden pattern)이나 금형 등을 포함하는 주형으로 그 외형을 정하게 된다. 만약 밸브와 같이 주물의 내부에 일정한 형상이 필요한 경우, 내부에 캐비티를 가지는 주형을 형성하고 상기 캐비티 내에 통상 주물사(molding sand)로 형성되는 중자(core)를 배치한 후 상기 캐비티에 용탕(molten metal)을 공급해서 제조된다.

코어 제작에 주물사를 이용하는 이유는 용탕 공급 후 냉각되어 제작 완료된 주물 내부에 위치하게 되는 중자를 비교적 간편하게 제거하기 위함이며, 주물 제작 후 모래인 주물사를 깨서 주물 밖으로 배출시키는 방식으로 중자를 제거한다. 주물사는 통상 규사를 쓰며, 주물사를 이용한 사형은 통상의 모래에 바인더를 첨가하고 정화시켜 형상을 유지시키기 때문에, 모래의 재이용에는 재생 처리 공정이 필수적이다. 또한, 재생 처리시 더스트 등의 폐기물이 발생하는 등의 문제가 있다. 중자를 사형으로 제조할 경우에는 상기 과제에 더해, 중자 자신의 질량으로 인해 취급에 어려움이 있고, 나아가서는 주입시의 강도 유지와 주입 후의 중자 제거성이라는 상반된 성능이 요구된다.

한편, 규사에 레진을 도포한 후 열을 가하여 제작하는 일반 쉘 중자는 도 1에 도시된 바와 같이 제품의 형상에 따라 파손되기 쉬운 특정 부분(120)을 포함하고 있어서 이를 사용하여 주물을 제조할 경우 전단력 취약에 의한 문제가 빈번하게 발생할 수 있다. 즉, 이러한 중자(100)를 사용하여 몰드 합형 작업을 진행할 경우, 중자 본체(110)로부터 특정 부분(120)이 부러짐으로 인해 작업 속도가 느려져 생산성에 지장을 초래하는 경우가 발생할 수 있고, 부러진 특정 부분(120)을 작업자가 제대로 교체하여 주지 않을 경우, 주물 제품의 치수 불량, 형상 불량 등의 결과를 초래할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 주조용 쉘 중자에서 파손되기 쉬운 특정 부위를 분리시켜 세라믹 재질로 제작한 후 쉘 중자의 본체에 결합함으로써 절단에 취약한 특정 부위의 강도를 높여주는 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자 및 그 제작 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자는 주물의 형상에 따라 특정 부분이 분리되어 형성된 중자 본체; 및 분리된 상기 특정 부분에 대응되며 세라믹 재질로 형성되어 상기 중자 본체에 결합되는 인서트를 포함한다.

본 발명의 다른 면에 따른 주조용 쉘 중자의 제작 방법은 주물의 형상에 따라 특정 부분을 분리시켜 중자 본체를 형성하는 단계; 분리된 상기 특정 부분에 대응되는 인서트를 세라믹 재질로 형성하는 단계; 및 형성된 상기 중자 본체와 상기 인서트를 결합하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 주조용 쉘 중자에서 파손되기 쉬운 특정 부분을 분리시켜 세라믹 재질로 형성한 후 쉘 중자의 본체에 결합시켜 주조용 쉘 중자를 제작함으로써, 몰드 합형 작업을 원활하게 진행할 수 있도록 하고, 절단에 취약한 부위의 강도를 높여줄 수 있으며, 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 주조용 쉘 주물을 설명하기 위한 예시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명하기 위한 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명하기 위한 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주조용 쉘 중자(200)는 중자 본체(210) 및 인서트(220)를 포함한다.

중자 본체(210)는 결합 홀(211)을 포함하고, 주물의 형상에 따라 규사에 레진이 도포된 후 열이 가해져 형성되는 주조용 쉘 중자에서 몰드 합형 작업을 진행할 경우 또는 전단력에 취약하여 부러지거나 파손되기 쉬운 특정 부분(예컨대, 가늘고 긴 돌출 부위)을 분리시켜 형성된다.

인서트(220)는 결합 돌기(221)를 포함하고, 분리된 특정 부분에 대응되며 세라믹 재질로 형성되어 중자 본체에 결합된다. 예컨대, 인서트(220)는 결합 돌기(221)가 중자 본체(210)의 결합 홀(211)에 삽입되어 도 3에 도시된 바와 같이 중자 본체(210)에 결합될 수 있다.

이처럼 본 발명의 주조용 쉘 중자(200)는 열전도율이 좋고 강도가 향상된 인서트(220)를 중자 본체(210)에 결합시킴으로써, 몰드 합형 작업을 진행할 경우 중자의 부러짐으로 인해 작업 속도가 느려져 생산성에 지장을 초래하는 것을 방지할 수 있고, 부러진 중자를 작업자가 제대로 교체하지 않을 경우 주물 제품의 치수 불량, 형상 불량 등과 같은 문제가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다.

이상, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명하였고, 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자의 제조 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재질의 인서트를 사용한 주조용 쉘 중자를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 주물의 형상에 따라 특정 부분을 분리시켜 중자 본체(210)를 형성한다(S400). 예컨대, 주물의 형상에 따라 규사에 레진이 도포된 후 열이 가해져 형성되는 주조용 쉘 중자에서 몰드 합형 작업을 진행할 경우 부러지기 쉽거나 전단력에 취약하여 파손되기 쉬운 특정 부분을 분리시켜 중자 본체(210)를 형성한다.

분리된 특정 부분에 대응되는 인서트(220)를 주물사보다 강도가 높고 열 전도도가 좋은 세라믹 재질로 형성한다(S410).

형성된 중자 본체(210)와 인서트(220)를 결합한다(S420). 예컨대, 인서트(220)의 결합 돌기(221)를 중자 본체(210)의 결합 홀(211)에 삽입하여 중자 본체(210)와 인서트(220)를 결합시킴으로써 본 발명의 주조용 쉘 중자(200)를 제조할 수 있다.

이처럼 열전도율이 좋고 강도가 향상된 인서트(220)를 중자 본체(210)에 결합시킬 경우 몰드 합형 작업 진행시 중자의 부러짐으로 인해 작업 속도가 느려져 생산성에 지장을 초래하는 것을 방지할 수 있고, 부러진 중자를 작업자가 제대로 교체하지 않아 주물 제품의 치수 불량, 형상 불량 등과 같은 문제가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다.

이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

200 : 주조용 쉘 중자 210 : 중자 본체
211 : 결합 홀 220 : 인서트
221 : 결합 돌기

Claims (6)

1. 주물의 형상에 따라 특정 부분이 분리되어 형성된 중자 본체; 및
   분리된 상기 특정 부분에 대응되며 세라믹 재질로 형성되어 상기 중자 본체에 결합되는 인서트
   를 포함하는 주조용 쉘 중자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 특정 부분은 몰드 합형 작업시 부러지기 쉽거나 전단력에 의해 파손되기 쉬운 부분인 것
   인 주조용 쉘 중자.
3. 제1항에 있어서,
   상기 중자 본체는 결합 홀을 포함하고,
   상기 인서트는 결합 돌기를 포함하며,
   상기 결합 돌기가 상기 결합 홀에 삽입되어 상기 인서트가 상기 중자 본체에 결합되면 상기 주물의 형상에 따라 전단력을 향상시키는 것
   인 주조용 쉘 중자.
4. 주물의 형상에 따라 특정 부분을 분리시켜 중자 본체를 형성하는 단계;
   분리된 상기 특정 부분에 대응되는 인서트를 세라믹 재질로 형성하는 단계; 및
   형성된 상기 중자 본체와 상기 인서트를 결합하는 단계
   를 포함하는 주조용 쉘 중자의 제작 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 특정 부분은 몰드 합형 작업시 부러지기 쉽거나 전단력에 의해 파손되기 쉬운 부분인 것
   인 주조용 쉘 중자의 제작 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 결합하는 단계는
   상기 중자 본체에는 결합 홀이 형성되고 상기 인서트에는 결합 돌기가 형성되되,
   상기 중자 본체와 상기 인서트를 결합시켜 상기 주물의 형상에 따른 전단력을 향상시킬 수 있도록 상기 결합 돌기를 상기 결합 홀에 삽입하는 단계를 포함하는 것
   인 주조용 쉘 중자의 제작 방법.
   
   
   

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