KR20120127002A - Device and method for casting high melting point metal - Google Patents

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김명균
이병필
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for casting high melting point metal are provided to prevent under charge of molten metal in a mold due to low temperature by preheating the mold before injection of molten metal into the mold. CONSTITUTION: A device for casting high melting point metal comprises a first chamber(12) which contains a crucible(14) therein to melt metal, a second chamber(16) which is connected to the side of the first chamber and contains a mold(30) therein, an opening and closing unit(40) which selectively opens and closes a molten metal path connected between the first and second chambers in an airtight manner, a vacuum unit(90) which is connected to the first and second chambers to create a vacuum in the first and second chambers, a compression unit which is connected to the first chamber and applies pressure to the first chamber, a rotating unit(70) which rotates the first chamber to locate the second chamber at the bottom so that molten metal in the crucible can be dropped into the mold of the second chamber, and a preheating unit(80) which is installed inside the second chamber and preheats the mold.

Description

고융점 금속 주조장치 및 주조 방법{DEVICE AND METHOD FOR CASTING HIGH MELTING POINT METAL}High melting point metal casting device and casting method {DEVICE AND METHOD FOR CASTING HIGH MELTING POINT METAL}

본 발명은 주조장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 고융점 금속을 보다 정밀하고 용이하게 주조할 수 있도록 된 고융점 금속 주조장치 및 주조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a casting apparatus. More particularly, the present invention relates to a high melting point metal casting apparatus and a casting method that enable the high melting point metal to be cast more precisely and easily.

일반적으로, 타이타늄이나 니켈, 구리 등의 고융점 금속은 용해가 상대적으로 어렵고 고온으로 인해 용해시 도가니의 오염, 분위기 제어 및 핸들링의 문제로 주조 결함 등이 쉽게 발생된다.In general, high melting point metals such as titanium, nickel, and copper are relatively difficult to dissolve, and casting defects are easily generated due to contamination of the crucible, atmosphere control, and handling during melting due to high temperature.

주조 공정에서 용융된 티타늄을 주형에 효과적으로 주입하는 기술은 중요한 요소 기술 중 하나이다. 티타늄 용탕의 주입 방법은 크게 그 구동력에 따라 정적주조, 원심주조 및 반중력주조로 크게 대별된다.The technique of effectively injecting molten titanium into the mold during the casting process is one of the important element technologies. The injection method of the molten titanium is largely classified into static casting, centrifugal casting and antigravity casting according to its driving force.

정적주조는 용융된 티타늄을 별도의 장치없이 중력을 이용하여 주형에 주입하는 가장 손쉬운 방법이다. 그러나 대부분의 티타늄 용탕은 유동성을 확보하기 위해 과열을 부여하기 어렵고 용탕의 주입속도 제어의 어려움이 있다. 일반적으로 정적주조시에는 탕구계의 치수를 크게하고 압탕을 설치하는 것이 필요하나 충분한 압탕을 설치하더라도 건전한 응고가 어려워 주조품에 결함이 빈번히 발생한다.Static casting is the easiest way to inject molten titanium into a mold using gravity without a separate device. However, most of the titanium molten metal is difficult to give overheating to secure fluidity, and there is a difficulty in controlling the injection speed of the molten metal. In general, during static casting, it is necessary to increase the size of the ball system and install a pressure bath, but even if a sufficient pressure bath is installed, it is difficult to solidify solidly, and defects frequently occur in the casting.

이러한 문제점을 해결하는 방안으로 원심주조 방법이 제시되었다. 원심주조는 과열, 주형 예열 방법에 의해서 유동성을 향상시키기보다는 원심력에 의하여 용탕의 유동성 또는 채움성을 향상시키는 방법이다. As a solution to this problem, a centrifugal casting method has been proposed. Centrifugal casting is a method of improving the fluidity or fillability of the melt by centrifugal force rather than improving the fluidity by superheating and mold preheating.

원심주조 방법은 크게 수평형과 수직형으로 나눌수 있다. 수직형 원심주조는 원심력 확보를 위하여 회전속도를 높이고 주형 직경을 크게 하여야 한다. 이러한 원심력하에서는 30G이상을 견디는 주형이 필요하게 되어 실질적인 생산에 적용하기 곤란하다. 수평형 원심주조는 주형내에서 원심력을 발생키시는 것이 아니라 용탕 자체에 원심력을 부여하는 방법으로 10G 이하의 원심력과 최소한의 용탕 가열로 건전한 주조가 가능하다. 그러나 용탕의 흐름에 따라 일회성 주조만 가능하여 생산성이 저하되는 문제가 있으며 정밀주조 주형과 같은 경우는 고정 장치상의 난점이 있다.Centrifugal casting methods can be divided into horizontal and vertical. Vertical centrifugal casting should increase the rotation speed and increase the mold diameter to secure centrifugal force. Under such centrifugal force, a mold that withstands 30G or more is required, and thus it is difficult to apply to practical production. Horizontal centrifugal casting does not generate centrifugal force in the mold, but rather gives centrifugal force to the molten metal itself. However, there is a problem in that productivity is reduced because only one-time casting is possible according to the flow of the molten metal. In the case of a precision casting mold, there is a difficulty in the fixing device.

반중력주조는 주조방안에 크게 영향을 받지 않으며 안정된 층류를 형성함으로써 건전한 주조품을 생산할 수 있으며 상대적으로 결함의 발생이 적다. 그러나 반중력과 저압에 따른 구동력이 감소하여 미세한 주조품을 제조할 시 주조성이 감소하여 생산 수율이 감소하는 문제점이 있다.Antigravity casting is not greatly affected by casting method, and it can produce sound castings by forming stable laminar flow and relatively less defects. However, there is a problem that the production yield is reduced by reducing the castability when manufacturing a fine casting by reducing the driving force according to the antigravity and low pressure.

이에, 주조시 용융된 금속을 주형에 보다 효과적이고 안정적으로 주입할 수 있도록 된 고융점 금속 주조장치 및 주조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a high melting point metal casting apparatus and a casting method that enable more efficient and stable injection of molten metal into a mold during casting.

또한, 주조시 용탕의 유동성이 충분하지 않아 미세한 구조까지 건전하게 주조하지 못하며 표면 및 내부에 결함이 빈번하게 발생하는 문제점을 해결하기 위한 고융점 금속 주조장치 및 주조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a high melting point metal casting apparatus and a casting method for solving the problem that the flowability of the molten metal during casting is not enough to cast a fine structure and frequently causes defects on the surface and inside.

또한 기존 원심주조 및 반중력주조의 단점인 저생산성을 극복하여 생산성을 높일 수 있도록 된 고융점 금속 주조장치 및 주조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a high melting point metal casting apparatus and a casting method to improve productivity by overcoming low productivity, which is a disadvantage of the existing centrifugal casting and antigravity casting.

또한, 용탕을 주형에 수직으로 주입하는 기존 구조에서 발생되는 노즐의 스토퍼 오염 문제나 실링 문제를 개선할 수 있도록 된 고융점 금속 주조장치 및 주조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a high melting point metal casting apparatus and a casting method capable of improving a stopper contamination problem or a sealing problem of a nozzle generated in a conventional structure injecting molten metal vertically into a mold.

이를 위해 본 장치는 내부에 도가니가 구비되어 금속을 용해하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버 측면에 연결되고 내부에 주형이 구비되는 제2 챔버, 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 기밀을 유지하며 연통되는 용탕 통로를 선택적으로 개폐하는 개폐부, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버에 연결되어 제1 챔버와 제2 챔버에 진공을 형성하기 위한 진공부, 상기 제1 챔버에 연결되어 제1 챔버에 압력을 가하는 가압부, 상기 제1 챔버를 회동시켜 제1 챔버 측면에 연결된 제2 챔버를 하부에 위치시키고 제1 챔버는 제2챔버 상부에 위치시켜 도가니 내의 용탕을 제2 챔버의 주형으로 낙하시키기 위한 회동부, 상기 제2 챔버 내에 설치되어 주형을 예열하기 위한 예열부를 포함할 수 있다.To this end, the apparatus includes a first chamber having a crucible therein to dissolve metal, a second chamber connected to the side of the first chamber, and having a mold therein, the airtightness between the first chamber and the second chamber. Opening and closing portion for selectively opening and closing the molten metal passage to maintain communication, a vacuum portion connected to the first chamber and the second chamber to form a vacuum in the first chamber and the second chamber, connected to the first chamber and the first Pressurizing unit for applying pressure to the chamber, the first chamber is rotated to place the second chamber connected to the first chamber side at the bottom and the first chamber is located above the second chamber so that the molten metal in the crucible as the mold of the second chamber. Rotating portion for dropping, may be installed in the second chamber may include a preheater for preheating the mold.

본 장치는 상기 제2 챔버 내에 설치되고 상기 주형에 연결되어 주형에 진동을 가하기 위한 진동부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a vibration unit installed in the second chamber and connected to the mold to apply vibration to the mold.

상기 제2 챔버는 내부에 구비되는 주형이 제1 챔버의 측면을 향해 배치되어 주형의 탕구가 용탕 통로를 향하는 구조일 수 있다.The second chamber may have a structure in which a mold provided therein is disposed toward a side surface of the first chamber so that the molten metal of the mold faces the molten metal passage.

상기 용탕 통로는 제1 챔버 내부에 구비되는 도가니의 상단과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The molten metal passage may be formed at a position corresponding to an upper end of the crucible provided in the first chamber.

상기 개폐부는 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 설치되어 용탕 통로를 개폐하는 개폐도어, 상기 개폐도어에 제어작동시키는 구동부를 포함할 수 있다.The opening and closing unit may include an opening and closing door that is installed between the first chamber and the second chamber to open and close the molten metal passage, and a driving unit that controls and operates the opening and closing door.

상기 가압부는 제1 챔버 내부로 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스탱크와 제1 챔버를 연결하는 가스라인 상에 설치되는 밸브를 포함할 수 있다.The pressurization part may include a valve installed on an inert gas tank for supplying an inert gas into the first chamber and a gas line connecting the first chamber.

또한, 본 장치는 상기 도가니의 용탕 온도를 검출하기 위한 온도센서와, 이 온도센서의 측정값을 연산하여 주조 공정을 진행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a temperature sensor for detecting a melt temperature of the crucible, and a controller for calculating a measured value of the temperature sensor and performing a casting process.

한편, 본 주조 방법은 제1 챔버의 도가니에 금속을 장입하고 제1 챔버 내부 압력을 낮춰 진공압을 형성하는 단계와, 금속을 용해하는 단계, 주형이 설치된 제2 챔버 내부 압력을 낮춰 진공압을 형성하는 단계, 제2 챔버의 주형을 예열하는 단계, 도가니에서 용해된 금속 용탕을 주형으로 공급하는 단계, 제1 챔버 내의 압력을 높이는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the present casting method is to charge the crucible of the first chamber and lower the pressure in the first chamber to form a vacuum pressure, to melt the metal, to lower the pressure in the second chamber in which the mold is installed to reduce the vacuum pressure. Forming, preheating the mold of the second chamber, supplying the molten metal melted in the crucible to the mold, and increasing the pressure in the first chamber.

또한, 본 주조 방법은 주형으로 용탕을 공급하여 제품 주조시 주형에 진동을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the present casting method may further include supplying the molten metal to the mold and applying vibration to the mold during product casting.

이상 설명한 바와 같이, 주형으로 용탕 주입 전에 주형을 알맞은 온도로 예열시킴으로써, 온도 저하에 따른 주형내 용탕 미충전을 방지하고 주조품의 충전성을 높일 수 있게 된다.As described above, by preheating the mold to an appropriate temperature before injecting the molten metal into the mold, it is possible to prevent unfilling of the molten metal in the mold due to the temperature drop and to improve the filling property of the cast product.

또한, 용탕 주입과정에서 주형에 진동을 가함으로써, 주조품의 충전성을 더욱 높일 수 있게 된다.In addition, by applying vibration to the mold during the molten metal injection process, it is possible to further increase the filling of the casting.

또한, 이중챔버의 압력제어를 통한 용탕 주입의 구동력을 극대화 할 수 있게 된다.In addition, it is possible to maximize the driving force of the molten metal injection through the pressure control of the double chamber.

또한, 용탕을 보다 신속하게 주형에 주입하여 주조할 수 있게 되어 용탕의 오염 및 제품의 결함을 최소화할 수 있게 된다.In addition, the molten metal can be injected into the mold more quickly and cast, thereby minimizing the contamination of the molten metal and defects of the product.

또한, 중력과 압력차를 이용하여 용탕의 주입 구동력을 확보함으로써 미세한 구조의 패턴에도 용탕이 완벽하게 충진되어 고품질의 주조품을 생산할 수 있게 된다.In addition, by securing the injection driving force of the molten metal by using the gravity and the pressure difference, the molten metal is completely filled even in the fine structure pattern to produce a high-quality casting.

또한, 주형내로의 용탕 주입속도를 개선하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.In addition, it is possible to significantly improve productivity by improving the injection rate of the molten metal into the mold.

또한, 챔버를 회동시켜 용탕을 주형에 주입하는 구조로, 기존 구조에서 발생되는 노즐의 스토퍼 오염 문제나 실링 문제를 원천적으로 차단하고, 제품의 결함을 최소화할 수 있게 된다.In addition, by rotating the chamber to inject the molten metal into the mold, it is possible to fundamentally block the stopper contamination problem or sealing problem of the nozzle generated in the existing structure, and to minimize the defect of the product.

도 1은 본 실시예에 따른 고융점 금속 주조장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 고융점 금속 주조장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 고융점 금속 주조 과정을 도시한 개략적인 순서도이다.
1 is a schematic configuration diagram showing a high melting point metal casting apparatus according to the present embodiment.
2 is a schematic view for explaining an operating state of the high melting point metal casting apparatus according to the present embodiment.
3 is a schematic flowchart illustrating a high melting point metal casting process according to the present embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As can be easily understood by those skilled in the art, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Where possible the same or similar parts are represented with the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하 설명에서는 고융점 금속의 일예로서 티타늄을 용해하여 주조하기 위한 주조장치 및 주조방법에 대해 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 티타늄 외에 다른 고융점 금속에도 적용가능하다 할 것이다.In the following description, as an example of a high melting point metal, a casting apparatus and a casting method for melting and casting titanium will be described. However, the present invention is not limited thereto and may be applicable to other high melting point metals in addition to titanium.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 주조장치를 도시하고 있다.1 and 2 show a casting apparatus according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 본 장치(10)는 내부에 도가니(14)가 구비되어 티타늄을 용해하는 제1 챔버(12)와, 상기 제1 챔버(12)의 측면에 연결되고 내부에 주형(30)이 구비되는 제2 챔버(16), 상기 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16) 사이에 기밀을 유지하며 연통되는 용탕 통로(18)를 선택적으로 개폐하는 개폐부(40), 상기 제1 챔버(12)와 상기 제2 챔버(16)에 연결되어 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)에 진공을 형성하기 위한 진공부, 상기 제1 챔버(12)에 연결되어 제1 챔버(12)에 압력을 가하는 가압부, 상기 제1 챔버(12)를 회동시켜 제1 챔버 측면에 연결된 제2 챔버(16)를 하부에 위치시키고 제1 챔버는 제2챔버 상부에 위치시켜 도가니(14) 내의 용탕을 제2 챔버의 주형(30)으로 주입하기 위한 회동부(70), 상기 제2 챔버(16)의 주형(30)에 설치되어 주형을 예열하기 위한 예열부(80)를 포함한다.As shown, the apparatus 10 is provided with a crucible 14 therein, the first chamber 12 to dissolve titanium, and the mold 30 is connected to the side of the first chamber 12 The second chamber 16 is provided, the opening and closing portion 40 for selectively opening and closing the molten metal passage (18) communicated while maintaining the airtight between the first chamber 12 and the second chamber 16, the first A vacuum unit connected to the chamber 12 and the second chamber 16 to form a vacuum in the first chamber 12 and the second chamber 16, the first chamber connected to the first chamber 12 A pressurizing unit for applying pressure to the 12, the first chamber 12 is rotated to place the second chamber 16 connected to the side of the first chamber at the bottom and the first chamber is located above the second chamber to the crucible ( 14 includes a rotating part 70 for injecting the molten metal into the mold 30 of the second chamber, and a preheating part 80 installed in the mold 30 of the second chamber 16 to preheat the mold. do.

또한, 본 장치(10)는 상기 상기 제2 챔버(16) 내에 설치되고 상기 주형(30)에 연결되어 주형(30)에 진동을 가하기 위한 진동부(90)를 더 포함한다.In addition, the apparatus 10 further includes a vibration unit 90 installed in the second chamber 16 and connected to the mold 30 to apply vibration to the mold 30.

상기 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)는 서로 기밀을 유지한 상태로 독립적으로 분리된 구조로 되어 있다. The first chamber 12 and the second chamber 16 have a structure that is independently separated from each other while maintaining airtightness.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 상기 제2 챔버(16)는 제1 챔버가 수직방향(도면상 X축 방향)으로 세워진 상태를 기준으로 제1 챔버(12)의 측면에 수평방향(도면상 Y축 방향)으로 눕혀져 설치된다.As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the second chamber 16 has a horizontal direction (a side surface of the first chamber 12 based on a state in which the first chamber is erected in the vertical direction (X-axis direction on the drawing)). It is installed lying down in the Y-axis direction in the drawing.

제2 챔버(16) 내부에 구비되는 주형(30)은 수평 방향으로 눕혀져 주형(30)의 탕구(32)가 제1 챔버와 제2 챔버 사이를 연통하는 용탕 통로(18)를 향하는 구조로 되어 있다.The mold 30 provided in the second chamber 16 is laid down in a horizontal direction so that the pouring port 32 of the mold 30 faces the molten metal passage 18 communicating between the first chamber and the second chamber. have.

이에 챔버를 회동시켜 주형(30)을 도가니(14) 하부에 위치시키게 되면 도가니 내의 용탕이 중력에 의해 주형(30)의 탕구(32)로 주입될 수 있는 것이다.When the chamber is rotated and the mold 30 is positioned below the crucible 14, the molten metal in the crucible may be injected into the molten metal 32 of the mold 30 by gravity.

이와같이 본 장치는 독립적인 두 개의 챔버를 구비하며, 제1 챔버(12)에서 용해된 티타늄 용탕이 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)의 압력차 및 중력에 의해 보다 신속하고 정밀하게 주형(30)의 패턴으로 주입될 수 있게 된다.As such, the apparatus includes two independent chambers, and the molten titanium melted in the first chamber 12 is more rapidly and precisely controlled by the pressure difference and gravity between the first chamber 12 and the second chamber 16. It can be injected in a pattern of the mold (30).

본 실시예에서 상기 각 챔버가 직각으로 배치됨에 따라 제1 챔버(12) 내에 구비된 도가니(14)와 제2 챔버(16) 내에 구비된 주형(30) 역시 90도 각도로 배치된다. 본 장치는 상기와 같이 두 개의 챔버 내에 설치된 도가니와 주형이 직각으로 배치된 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 장치는 도가니에 대해 주형이 직각보다 작거나 큰 각도로 배치될 수 있으며, 두 챔버를 회동시켜 도가니 내의 용탕을 주형의 탕구(32)로 흘려 보낼 수 있는 구조면 특별히 한정되지 않는다.As the chambers are arranged at right angles in the present embodiment, the crucible 14 provided in the first chamber 12 and the mold 30 provided in the second chamber 16 are also disposed at an angle of 90 degrees. The apparatus is not limited to a structure in which crucibles and molds installed in two chambers are arranged at right angles as described above. For example, the apparatus is not particularly limited as long as the mold may be disposed at an angle smaller than or greater than a right angle with respect to the crucible, and the structure may rotate the two chambers so that the molten metal in the crucible may flow into the molten metal 32 of the mold. .

상기 제1 챔버(12)는 티타늄을 용해하여 용탕을 하부의 제2 챔버(16)로 공급하는 구성부이다. 상기 제1 챔버(12)의 일측에는 티타늄 용해시 진공상태를 유지할 수 있도록 진공부가 연결된다. 또한, 상기 제1 챔버(12) 일측에 용탕 주입시 압력을 가할 수 있도록 가압부가 연결된다.The first chamber 12 is a component that dissolves titanium and supplies molten metal to the lower second chamber 16. One side of the first chamber 12 is connected to a vacuum unit to maintain a vacuum state when dissolving titanium. In addition, a pressurizing part is connected to one side of the first chamber 12 so as to apply pressure during molten metal injection.

상기 진공부는 제1 챔버(12) 상단에 연결되는 에어라인(50)과, 상기 에어라인(50)에 연결설치되는 진공펌프(52)를 포함한다. 상기 에어라인(50) 상에는 밸브(54)가 설치되어 에어라인을 선택적으로 개폐하게 된다.The vacuum unit includes an air line 50 connected to an upper end of the first chamber 12 and a vacuum pump 52 connected to the air line 50. The valve 54 is installed on the air line 50 to selectively open and close the air line.

이에 진공펌프(52)가 구동되면 제1 챔버(12) 내부의 에어가 배출되면서 제1 챔버(12) 내부에 진공압이 형성된다.Accordingly, when the vacuum pump 52 is driven, vacuum pressure is formed in the first chamber 12 while the air in the first chamber 12 is discharged.

또한, 상기 가압부는 제1 챔버(12) 내부로 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스탱크(60), 불활성가스탱크(60)와 제1 챔버(12) 상단을 연결하는 가스라인(62), 상기 가스라인(62) 상에 설치되는 밸브(64)를 포함한다. 따라서 밸브(64)가 개방 작동되면 불활성가스가 가스라인(62)을 통해 제1 챔버(12)로 유입되어 제1 챔버(12) 내부 압력을 높이게 된다.In addition, the pressurizing unit may be an inert gas tank 60 for supplying an inert gas into the first chamber 12, a gas line 62 connecting the inert gas tank 60 to the upper end of the first chamber 12, and And a valve 64 installed on the gas line 62. Therefore, when the valve 64 is opened, an inert gas is introduced into the first chamber 12 through the gas line 62 to increase the pressure inside the first chamber 12.

상기 제1 챔버(12) 내에 설치되는 도가니(14)는 티타늄을 용해할 수 있도록 외주부에 인덕션코일(17)이 설치된다. 상기 도가니(14)는 상기한 구조에 한정되지 않으며, 수냉 도가니를 이용한 부양용해 또는 스컬용해 장비가 장착될 수 있다. In the crucible 14 installed in the first chamber 12, an induction coil 17 is installed at an outer circumference of the crucible 14 to dissolve titanium. The crucible 14 is not limited to the above-described structure, it may be equipped with flotation melting or skull melting equipment using a water-cooled crucible.

상기 도가니(14)는 수직 상태에서 제1 챔버(12)의 회동에 따라 기울어져 개방된 상단을 통해 용해된 용탕을 배출하게 된다. 이에 본 실시예에서 상기 도가니(14)의 상단은 용탕의 안정적인 배출을 위해 외측으로 돌출되어 주입부(15)를 형성한다.The crucible 14 is inclined according to the rotation of the first chamber 12 in a vertical state to discharge the molten melt through the open top. In this embodiment, the upper end of the crucible 14 is protruded to the outside for stable discharge of the molten metal to form the injection portion 15.

또한, 상기 제1 챔버(12)는 내부를 관출하기 위한 윈도우(13)가 설치될 수 있다. 그리고 상기 도가니(14) 일측에는 도가니(14)내의 용탕 온도를 측정하기 위한 온도센서(19)가 설치된다. 상기 온도센서(19)는 제어부(20)로 연결되어 출력신호를 인가하게 된다. 상기 제어부(20)는 온도센서(19)의 출력값을 연산하여 각 구성부를 제어작동시키기 위한 것으로 그 작용에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.In addition, the first chamber 12 may be provided with a window 13 for observing the inside. One side of the crucible 14 is provided with a temperature sensor 19 for measuring the melt temperature in the crucible 14. The temperature sensor 19 is connected to the control unit 20 to apply an output signal. The control unit 20 is to control the operation of each component by calculating the output value of the temperature sensor 19, the operation thereof will be described later.

한편, 상기 제2 챔버(16)는 주형(30)을 장착하고 용탕을 주입하여 최종 제품을 제조하는 구성부이다. 상기 제2 챔버(16)는 제1 챔버(12)와 별도로 구비되며 개폐부(40)를 매개로 제1 챔버(12)의 측면에 기밀을 유지한 상태로 연결된다.On the other hand, the second chamber 16 is a component for mounting the mold 30 and injecting molten metal to manufacture the final product. The second chamber 16 is provided separately from the first chamber 12 and is connected to the side of the first chamber 12 while maintaining airtightness through the opening and closing portion 40.

본 실시예에서 상기 제2 챔버(16)는 제1 챔버(12)와 별도로 진공압을 형성할 수 있도록 독립적인 진공부가 연결된다. 상기 진공부는 제2 챔버(16) 상단에 연결되는 에어라인(56)과, 상기 에어라인에 연결설치되는 진공펌프(58)를 포함한다. 상기 에어라인 상에는 밸브(59)가 설치되어 에어라인을 선택적으로 개폐하게 된다. 본 장치는 상기와 같이 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)에 진공펌프(52,58)가 각각 구비되어 설치된 구조 외에 하나의 진공펌프가 두 개의 챔버에 연결된 구조로 이루어질 수 있다.In the present embodiment, the second chamber 16 is connected to an independent vacuum unit to form a vacuum pressure separately from the first chamber 12. The vacuum unit includes an air line 56 connected to an upper end of the second chamber 16 and a vacuum pump 58 connected to the air line. The valve 59 is installed on the air line to selectively open and close the air line. The apparatus may have a structure in which one vacuum pump is connected to two chambers in addition to a structure in which the vacuum pumps 52 and 58 are provided in the first chamber 12 and the second chamber 16, respectively.

여기서 상기 제2 챔버(16) 내부에 구비되는 주형(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 주형 상단의 탕구(32)가 제1 챔버의 측면을 향하도록 Y축 방향으로 눕혀져 배치된다.Here, the mold 30 provided in the second chamber 16 is disposed in the Y-axis direction so that the spout 32 at the upper end of the mold faces the side of the first chamber as shown in FIG. 1.

상기 주형(30)은 일반적인 정밀주조 공정을 적용하여 제조할 수 있다. 왁스소재로 제조하고자 하는 주조품을 모사한 후 티타늄과 반응층 생성이 적은 알루미나, 지르코니아 소재 또는 석고계 소재를 사용하여 주형(30)을 제조한다.The mold 30 may be manufactured by applying a general precision casting process. After casting the casting to be made of a wax material, the mold 30 is manufactured using alumina, zirconia, or gypsum-based material, which is less reactive with titanium.

즉, 본 실시예에서 주형(30)을 제조하기 위해서는 플라스크에 왁스 모사재를 위치하고 슬러리 형태의 주형재(34)를 주입하고 건조한 후, 왁스 소재를 제거하여 패턴(36)을 형성한 후 일정 온도에서 소결함으로써 통기성이 우수한 주형(30)을 제조할 수 있다.That is, in order to manufacture the mold 30 in the present embodiment, the wax replica material is placed in the flask, the mold casting material 34 in the slurry form is injected and dried, and then the wax material is removed to form the pattern 36 and then a predetermined temperature. By sintering at, the mold 30 excellent in air permeability can be manufactured.

상기 제2 챔버(16) 내에 설치되는 주형(30)은 진공압이 내부까지 미칠수 있도록 통기성을 확보하는 구조로 되어 있다.The mold 30 installed in the second chamber 16 has a structure that ensures breathability so that the vacuum pressure can reach the inside.

본 실시예에서 상기 주형(30)은 밀도가 40%를 넘지 않도록 소성하여 통기성을 확보한 구조로 되어 있다. 또한, 상기 플라스크는 표면에 홀이 간격을 두고 형성될 수 있다. 이에 제2 챔버(16)에 진공압이 형성되었을 때 주형(30) 내부까지 진공압이 가해져 진공압이 유지될 수 있는 것이다. In the present embodiment, the mold 30 has a structure that ensures breathability by firing so that the density does not exceed 40%. In addition, the flask may be formed with a hole on the surface at intervals. Accordingly, when the vacuum pressure is formed in the second chamber 16, the vacuum pressure is applied to the inside of the mold 30 to maintain the vacuum pressure.

또한, 상기 제2 챔버(16) 내에는 상기 주형을 가열하여 일정 온도로 예열시키기 위한 예열부(80)가 설치된다.In addition, the second chamber 16 is provided with a preheating unit 80 for heating the mold to preheat to a predetermined temperature.

상기 예열부(80)는 인덕션 코일이나 그라파이트 히터 등 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 주형(30)을 가열할 수 있는 구조면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같이 주형(30)이 소정 온도로 예열됨에 따라 용탕이 주형 내부로 주입되었을 때, 주형의 온도 저하에 의한 미충전을 예방할 수 있게 된다. 상기 예열부(80)에 의한 주형 예열 온도는 주형의 온도 저하에 따른 용탕 미충전을 방지할 수 있을 정도면 충분하다. The preheating unit 80 may be applied to various structures such as an induction coil or a graphite heater, and is not particularly limited as long as the structure can heat the mold 30. As the mold 30 is preheated to a predetermined temperature in this way, when the molten metal is injected into the mold, it is possible to prevent unfilling due to the temperature drop of the mold. The mold preheating temperature by the preheating unit 80 may be sufficient to prevent unfilling of the melt due to the temperature drop of the mold.

그리고 상기 주형(30) 일측에는 주형의 온도를 측정하기 위한 온도센서(82)가 설치된다. 상기 온도센서(82)는 제어부(20)로 연결되어 출력신호를 인가하게 된다. 상기 제어부(20)는 온도센서(82)의 출력값을 연산하여 상기 예열부(80)를 제어작동함으로서 주형을 설정된 값으로 예열하게 된다. And one side of the mold 30 is provided with a temperature sensor 82 for measuring the temperature of the mold. The temperature sensor 82 is connected to the control unit 20 to apply an output signal. The control unit 20 preheats the mold to a set value by calculating the output value of the temperature sensor 82 to control the preheating unit 80.

상기한 구조의 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)는 제1 챔버 측면에 형성되는 용탕 통로(18)를 통해 서로 연통된다. 본 실시예에서 상기 용탕 통로(18)는 대략 도가니(14) 상단의 주입부와 대응되는 위치에 형성된다. 이에 상기 도가니의 주입부로부터 낙하되는 용탕이 원활하게 용탕 통로(18)를 통과할 수 있다. 상기 용탕 통로의 크기는 특별히 한정되지 않는다. 그리고 상기 용탕 통로(18)는 개폐부(40)가 배치되어 상기 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16) 사이에 기밀을 유지하며 용탕 통로(18)를 선택적으로 개폐하게 된다.The first chamber 12 and the second chamber 16 having the above-described structure communicate with each other through the molten metal passage 18 formed on the side of the first chamber. In the present embodiment, the molten metal passage 18 is formed at a position corresponding to the injection portion of the upper end of the crucible 14. The molten metal falling from the injection portion of the crucible may smoothly pass through the molten metal passage 18. The size of the molten metal passage is not particularly limited. In the molten metal passage 18, an opening and closing portion 40 is disposed to maintain the airtightness between the first chamber 12 and the second chamber 16 and to selectively open and close the molten metal passage 18.

상기 개폐부(40)는 제 1 챔버(12)와 제2 챔버(16) 사이에 설치되며 용탕 통로를 개폐하는 개폐도어(46), 상기 개폐도어에 제어작동시키는 구동부(48)를 포함한다.The opening and closing portion 40 is provided between the first chamber 12 and the second chamber 16 and includes an opening and closing door 46 for opening and closing the molten metal passage, and a driving unit 48 for controlling and operating the opening and closing door.

상기 개폐도어(46)는 제1 챔버와 제2 챔버 사이에서 슬라이딩가능하게 설치되며 구동부(48)에 의해 개폐작동된다. 상기 개폐도어(46)를 작동시키기 위한 구동부(48)는 개폐도어(46)를 슬라이딩시킬 수 있는 구조면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 에어 또는 유압에 의해 신축작동되는 구동실린더로 이루어질 수 있다.The opening and closing door 46 is slidably installed between the first chamber and the second chamber and is opened and closed by the driving unit 48. The driving unit 48 for operating the opening / closing door 46 is not particularly limited as long as the structure capable of sliding the opening / closing door 46 may be, for example, a driving cylinder that is elastically operated by air or hydraulic pressure.

이에 상기 제2 챔버(16)는 제1 챔버(12) 측면에 기밀을 유지하며 설치된 상태에서 개폐도어(46) 개방시 제1 챔버와 연통된다.Accordingly, the second chamber 16 communicates with the first chamber when the opening / closing door 46 is opened while keeping the airtight on the side of the first chamber 12.

상기 회동부(70)는 상기 제1 챔버(12)를 회동시켜 제1 챔버(12)와 제1 챔버에 설치된 제2 챔버(16)의 위치를 전환시키게 된다.The rotating unit 70 rotates the first chamber 12 to switch positions of the first chamber 12 and the second chamber 16 installed in the first chamber.

상기 회동부(70)는 제1 챔버와 제2 챔버를 회동시킬 수 있는 구조면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 회동부는 제1 챔버와 제2 챔버를 회동가능한 구조의 회전판 상에 배치하고 상기 회전판을 수동 또는 모터 등의 구동력을 이용하여 회전시키는 구조일 수 있다. 상기 회동부(70)의 구동에 따라 제1 챔버(12) 측면에 제2 챔버(16)가 위치한 상태에서 제2 챔버가 밑으로 가고 제1 챔버가 제2 챔버 상부에 위치하는 상태로 전환된다.The rotating part 70 is not particularly limited as long as it has a structure capable of rotating the first chamber and the second chamber. For example, the rotating part may be a structure in which the first chamber and the second chamber are disposed on a rotating plate of a rotatable structure and the rotating plate is rotated using a driving force such as a manual or a motor. In response to the driving of the pivoting part 70, the second chamber 16 moves downward while the second chamber 16 is positioned on the side of the first chamber 12, and the first chamber is shifted to the upper position of the second chamber. .

한편, 상기 제2 챔버(16)와 주형(30) 사이에는 주형을 진동시키기 위한 진동부(90)가 설치된다. 본 실시예에서 상기 진동부(90)는 상기 주형(30) 하부에 설치되어 주형 하단에 진동을 가하는 구조로 되어 있다. 상기 진동부(90)는 주형에 초음파에 의한 진동을 가할 수 있도록 된 초음파 진동 장치를 포함하여 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 주형에 미세 진동을 가할 수 있는 구조면 모두 적용가능하다.On the other hand, between the second chamber 16 and the mold 30 is provided with a vibration unit 90 for vibrating the mold. In the present embodiment, the vibrator 90 is installed below the mold 30 to apply vibration to the bottom of the mold. The vibrator 90 may be formed of various structures, including an ultrasonic vibration device capable of applying vibration to the mold by ultrasonic waves, and all of the structural surfaces capable of applying fine vibration to the mold are applicable.

이와 같이 주형(30)이 미세하게 진동함에 따라 용탕이 복잡하고 미세한 주형의 틈새로 보다 용이하게 충전될 수 있게 된다. 이에 주형의 충전 건전성을 높여 미세하고 복잡한 구조의 제품도 제조가 가능하게 된다.As the mold 30 vibrates finely, the molten metal can be more easily filled into the gap between the complicated and fine molds. Thus, the filling integrity of the mold can be increased to manufacture a product having a fine and complicated structure.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 본 주조장치에 의한 주조 공정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the casting process by the present casting apparatus with reference to Figures 2 and 3 as follows.

티타늄 용해전 제1 챔버(12)는 내부 도가니(14)의 바닥이 지면을 향하도록 수직방향(도 1의 X축 방향)으로 배치된다. 이에 제1 챔버(12)의 측면에 설치된 제2 챔버(16)는 수평방향(도 1의 Y축 방향)으로 놓여져 내부의 주형(30)이 눕혀진 상태가 된다. 그리고 개폐도어는 용탕 통로를 개방시키도록 작동되어 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)는 용탕 통로(18)를 통해 서로 연통되어 있다.The first chamber 12 before the titanium dissolution is disposed in the vertical direction (X-axis direction in FIG. 1) such that the bottom of the inner crucible 14 faces the ground. Accordingly, the second chamber 16 provided on the side of the first chamber 12 is placed in the horizontal direction (the Y-axis direction in FIG. 1) so that the mold 30 therein is laid down. The opening and closing door is operated to open the molten metal passage, so that the first chamber 12 and the second chamber 16 communicate with each other through the molten metal passage 18.

이 상태에서 도가니(14)에 티타늄을 장입하고 도가니(14)가 설치된 제1 챔버(12) 내부의 에어를 배출시켜 진공압을 형성한다.(S100 ~ S200)In this state, titanium is charged into the crucible 14, and the air inside the first chamber 12 in which the crucible 14 is installed is discharged to form a vacuum pressure. (S100 to S200)

제1 챔버(12) 내의 진공정도는 20mbar이하로 유지한다. 이와같이 진공상태를 유지한 상태에서 티타늄의 용해를 진행함에 따라여 티타늄이 최대한 공기와 반응하지 않게 된다.The degree of vacuum in the first chamber 12 is maintained below 20 mbar. As the titanium proceeds to dissolve in the vacuum state, the titanium does not react with the air as much as possible.

티타늄의 용탕 온도는 도가니(14)에 설치된 온도센서(19)를 통해 검출된다. 이 온도센서(19)의 검출값은 제어부(20)로 인가되고 제어부(20)는 도가니(14)의 가열온도를 조절하여 용탕의 온도를 티타늄의 융점인 1668도보다 100에서 160도 높은 온도로 용융하게 된다.(S300)The molten metal temperature of titanium is detected by the temperature sensor 19 installed in the crucible 14. The detection value of the temperature sensor 19 is applied to the control unit 20, and the control unit 20 adjusts the heating temperature of the crucible 14 so that the temperature of the melt is 100 to 160 degrees higher than the melting point of titanium, 1668 degrees. Melt (S300)

티타늄의 용해가 완료되면 단시간내에 제2 챔버(16)로 이송하여 도가니(14)와 접촉시간을 줄여 오염을 최소화한다. 즉, 용융된 티타늄 용탕이 충분한 온도에 도달하여 유동성을 충분히 확보한 상태에서 용탕을 이송한다. When the dissolution of titanium is completed, it is transferred to the second chamber 16 within a short time to minimize the contact time with the crucible 14 to minimize contamination. That is, the molten titanium molten metal reaches a sufficient temperature to transfer the molten metal in a state in which fluidity is sufficiently secured.

여기서 상기 제2 챔버(16)에는 티타늄 금속을 용융하기 전에 주형재가 포함된 주형(30)의 플라스크를 장착하여 준비한다. 제2 챔버(16)는 상기와 같이 제1 챔버와 연통된 상태에서 제1 챔버와 같이 진공상태를 유지하거나, 제1 챔버(12)와 별도로 제어부(20)의 제어에 따라 진공부를 작동하여 내부에 진공압을 형성하여 대기상태를 유지시킨다.(S400)Here, the second chamber 16 is prepared by mounting a flask of the mold 30 including the casting material before melting the titanium metal. The second chamber 16 maintains a vacuum state like the first chamber in a state of communicating with the first chamber as described above, or operates the vacuum unit under the control of the controller 20 separately from the first chamber 12. Vacuum pressure is formed inside to maintain the standby state. (S400)

그리고 제어부(20)는 상기와 같이 제2 챔버의 진공압을 유지함과 더불어, 제2 챔버 내에 설치된 예열부(80)를 작동하여 주형(30)을 예열시키게 된다.(S500)In addition, the control unit 20 maintains the vacuum pressure of the second chamber as described above, and operates the preheating unit 80 installed in the second chamber to preheat the mold 30.

본 실시예에서 상기 제1 챔버 내부에 진공압을 형성하는 단계(S400)와 주형을 예열하는 단계(S500)는 반드시 상기와 같은 순서에 따라 진행될 필요는 없다. 예를 들어, 주형 예열 단계가 제1 챔버 내부 진공압 형성 단계 이전에 진행될 수 있으며, 두 단계가 같이 진행될 수 있다.In the present embodiment, the forming of the vacuum pressure in the first chamber (S400) and the preheating of the mold (S500) do not necessarily need to be performed in the same order as described above. For example, the mold preheating step may proceed before the first chamber internal vacuum pressure forming step, and the two steps may proceed together.

상기와 같이 제2 챔버 내에 진공압이 형성되고, 주형의 예열이 완료되면, 제어부(20)의 신호에 따라 용해된 티타늄 용탕을 주형(30) 내부로 주입한다.(S600)When the vacuum pressure is formed in the second chamber as described above, and the preheating of the mold is completed, the molten titanium molten metal is injected into the mold 30 according to the signal of the controller 20.

본 실시예에서 용탕의 주입을 위해 제어부(20)는 회동부(70)를 제어 작동하여 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)를 직각으로 회동시킨다. 이와 동시에 용탕 통로를 개폐도어가 차단하고 있는 경우 구동부(48)를 제어하여 개폐도어(48)를 슬라이딩시킴으로써 용탕 통로(18)를 개방한다.In the present embodiment, the control unit 20 rotates the first chamber 12 and the second chamber 16 at right angles by controlling the rotating unit 70 to inject molten metal. At the same time, when the open / close door is blocking the molten metal passage, the driving unit 48 is controlled to slide the open / close door 48 to open the molten metal passage 18.

회동부의 구동에 따라 제1 챔버(12)와 제2 챔버(16)가 회동되면 각 챔버의 위치는 최초 제1 챔버 측면에 제2 챔버가 위치한 상태에서 제2 챔버가 밑으로 가고 제1 챔버가 제2 챔버 상부에 위치하는 상태로 전환된다. 이에 도 2에 도시된 바와 같이 제2 챔버는 내부 주형(30)의 탕구(32)가 상부를 향하도록 수직방향(도 2의 X축 방향)으로 배치된다. 그리고 제1 챔버(12)는 제2 챔버의 상부에서 수평방향(도 2의 Y축 방향)으로 놓여져 내부의 도가니(14)가 눕혀진 상태가 된다.When the first chamber 12 and the second chamber 16 are rotated according to the driving of the rotating unit, the position of each chamber is moved downward while the second chamber is positioned with the second chamber positioned on the side of the first first chamber. Is switched to a state located above the second chamber. Accordingly, as shown in FIG. 2, the second chamber is disposed in the vertical direction (the X-axis direction of FIG. 2) so that the spout 32 of the inner mold 30 faces upward. The first chamber 12 is placed in the horizontal direction (Y-axis direction in FIG. 2) at the upper portion of the second chamber, so that the crucible 14 therein is laid down.

이에 도가니(14) 내부의 용탕은 도가니 상단의 주입부를 따라 중력에 의해 흘러내리게 된다. 이렇게 도가니로부터 배출되는 용탕은 개방되어 있는 용탕 통로(18)를 지나 제2 챔버(16)로 흘러내려 주형(30)의 탕구(32)를 통해 주형 내부로 주입된다.The molten metal in the crucible 14 flows down by gravity along the injection portion of the top of the crucible. In this way, the molten metal discharged from the crucible flows into the second chamber 16 through the open molten metal passage 18 and is injected into the mold through the molten metal 32 of the mold 30.

용탕 주입 과정에서 제어부(20)는 진동부(90)를 제어작동하여 용탕이 주입되는 주형을 진동시킨다. 이에 주형(30)은 용탕 주입시 진동 상태를 유지하게 된다.(S700) 이에 용탕은 미세하게 진동되는 주형 내부로 주입된다. 상기 주형의 진동 과정은 용탕이 주입전 또는 용탕 주입시에 이루어질 수 있으며 용탕 주입 완료시까지 계속된다. In the molten metal injection process, the controller 20 controls the vibrator 90 to vibrate the mold into which the molten metal is injected. Thus, the mold 30 maintains a vibration state when injecting the molten metal. (S700) The molten metal is injected into the mold vibrating finely. The vibrating process of the mold may be performed before or during the injection of the molten metal and continues until the molten metal is completed.

챔버 회동에 따라 용탕이 제2 챔버의 주형 내부로 주입되면 제2 챔버(16)는 진공압 상태를 유지하며, 제1 챔버(12)는 진공압 상태에서 가압 상태로 급속도로 전환된다.(S800) When the molten metal is injected into the mold of the second chamber according to the rotation of the chamber, the second chamber 16 maintains a vacuum pressure state, and the first chamber 12 is rapidly switched from a vacuum pressure state to a pressurized state. )

본 실시예에서 상기 제1 챔버(12)는 2bar로 압력이 높아진다. 즉, 제어부(20)는 밸브(54)를 폐쇄작동하고 진공펌프(52)의 구동을 정지시킴과 더불어 가스라인(62)에 설치된 밸브(64)를 개방작동한다. 이에 불활성가스탱크(60) 내에 충전되어 있던 불활성가스가 순식간에 제1 챔버(12)로 유입되어 제1 챔버(12) 내부 압력을 높이게 된다.In this embodiment, the first chamber 12 is increased in pressure to 2 bar. That is, the control unit 20 closes the valve 54, stops the operation of the vacuum pump 52, and opens the valve 64 installed in the gas line 62. The inert gas filled in the inert gas tank 60 is introduced into the first chamber 12 in an instant to increase the pressure inside the first chamber 12.

여기서 상기 제2 챔버(16)는 내부 진공압이 걸려 있는 상태로 진공압은 통기성이 확보되어 있는 주형(30)의 내부에까지 미치게 되어 주형(30)에 형성된 패턴에도 진공압이 걸려 있게 된다.In this case, the second chamber 16 is in a state in which the internal vacuum pressure is applied, and the vacuum pressure extends to the inside of the mold 30 which is ensured breathability, so that the vacuum pressure is also applied to the pattern formed on the mold 30.

이에 제1 챔버(12) 내부로 유입된 불활성가스의 높은 압력이 도가니(14)에서 배출되는 용탕에 작용하고, 더불어 제2 챔버(16) 내부의 진공압이 주형(30) 내의 패턴에 걸려 용탕의 주입 구동력을 증대시킨다. 본 실시예에서 이와 같은 변환은 2초이내에 자동으로 진행되며, 그 압력상태가 계속 유지되어 효과를 극대화하게 된다.Accordingly, the high pressure of the inert gas introduced into the first chamber 12 acts on the melt discharged from the crucible 14, and the vacuum pressure inside the second chamber 16 is caught by the pattern in the mold 30. To increase the injection driving force. In this embodiment, this conversion is automatically performed within 2 seconds, and the pressure state is maintained to maximize the effect.

이와같이 도가니(14)로의 용탕은 제1 챔버(12)에 가해지는 불활성가스의 고압력과 제2 챔버(16)에 유지되는 진공압에 의한 압력차에 의해 순식간에 주형(30) 내로 모두 주입되게 된다. 또한, 상기 제1 챔버(12)는 제2 챔버(16) 위쪽에 위치함에 따라 용탕은 높이차에 의한 낙하에너지가 더해져 주입 속도는 더욱 빨라지게 된다.In this way, the molten metal to the crucible 14 is injected into the mold 30 in an instant by the pressure difference due to the high pressure of the inert gas applied to the first chamber 12 and the vacuum pressure maintained in the second chamber 16. . In addition, as the first chamber 12 is positioned above the second chamber 16, the molten metal is added with drop energy due to a height difference, thereby increasing the injection speed.

따라서 용탕이 보다 신속하게 패턴의 미세한 부분까지 주입되어 용탕의 오염 및 제품의 결함을 최소화할 수 있게 된다.Therefore, the molten metal is injected to the minute portion of the pattern more quickly, thereby minimizing the contamination of the molten metal and the defect of the product.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

10 : 주조장치 12 : 제1 챔버
14 : 도가니 16 : 제2 챔버
18 : 통로 19 : 온도센서
20 : 제어부 48 : 구동부
30 : 주형 32 : 탕구
40 : 개폐부 46 : 개폐도어
52,58 : 진공펌프 60 : 불활성가스탱크
70 : 회동부 80 : 예열부
90 : 진동부
10 casting device 12 first chamber
14 crucible 16 second chamber
18: passage 19: temperature sensor
20: control unit 48: drive unit
30: mold 32: tanggu
40: opening and closing part 46: opening and closing door
52,58: vacuum pump 60: inert gas tank
70: rotating part 80: preheating part
90: vibrating part

Claims (11)

내부에 도가니가 구비되어 금속 용해하는 제1 챔버와,
상기 제1 챔버에 측면에 연결되고 내부에 주형이 구비되는 제2 챔버,
상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 기밀을 유지하며 연통되는 용탕 통로를 선택적으로 개폐하는 개폐부,
상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버에 연결되어 제1 챔버와 제2 챔버에 진공을 형성하기 위한 진공부,
상기 제1 챔버에 연결되어 제1 챔버에 압력을 가하는 가압부,
상기 제1 챔버를 회동시켜 제1 챔버 측면에 연결된 제2 챔버를 하부에 위치시키고 제1 챔버는 제2챔버 상부에 위치시켜 도가니 내의 용탕을 제2 챔버의 주형으로 낙하시키기 위한 회동부,
상기 제2 챔버 내에 설치되어 주형을 예열하기 위한 예열부
를 포함하는 고융점 금속 주조장치.
A first chamber provided with a crucible therein to melt the metal;
A second chamber connected to the side of the first chamber and having a mold therein;
Opening and closing part for selectively opening and closing the molten metal passage communicating while maintaining hermeticity between the first chamber and the second chamber,
A vacuum unit connected to the first chamber and the second chamber to form a vacuum in the first chamber and the second chamber,
A pressurizing part connected to the first chamber to apply pressure to the first chamber,
A rotating part for rotating the first chamber to position a second chamber connected to the side of the first chamber at a lower portion thereof, and placing the first chamber at an upper portion of the second chamber to drop the molten metal in the crucible into a mold of the second chamber;
A preheating part installed in the second chamber to preheat the mold
High melting point metal casting apparatus comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 챔버 내에 설치되고 상기 주형에 연결되어 주형에 진동을 가하기 위한 진동부를 더 포함하는 고융점 금속 주조장치.
The method of claim 1,
And a vibration unit installed in the second chamber and connected to the mold to vibrate the mold.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 챔버는 내부에 구비되는 주형이 제1 챔버의 측면을 향해 배치되어 주형의 탕구가 용탕 통로를 향하는 구조의 고융점 금속 주조장치.
The method according to claim 1 or 2,
The second chamber is a high melting point metal casting apparatus having a mold provided therein disposed toward the side of the first chamber so that the molten metal of the mold toward the molten metal passage.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 챔버 내의 도가니와 제2 챔버 내의 주형은 90도 각도로 배치된 고융점 금속 주조장치.
The method of claim 3, wherein
The crucible in the first chamber and the mold in the second chamber are disposed at a 90 degree angle.
제 4 항에 있어서,
상기 용탕 통로는 제1 챔버 내부에 구비되는 도가니의 상단과 대응되는 위치에 형성된 고융점 금속 주조장치.
The method of claim 4, wherein
The molten metal passage is formed in a position corresponding to the upper end of the crucible provided in the first chamber.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도가니의 용탕 온도를 검출하기 위한 온도센서와, 상기 온도센서의 측정값을 연산하여 각 구성부를 제어작동하는 제어부를 더 포함하는 고융점 금속 주조장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a temperature sensor for detecting a molten metal temperature of the crucible, and a controller configured to control and operate each component by calculating a measured value of the temperature sensor.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 개폐부는 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 설치되어 용탕 통로를 개폐하는 개폐도어, 상기 개폐도어에 제어작동시키는 구동부를 포함하는 고융점 금속 주조장치.
The method according to claim 1 or 2,
The opening and closing portion is provided between the first chamber and the second chamber, the high melting point metal casting apparatus including an opening and closing door for opening and closing the molten metal passage, the drive unit for controlling the opening and closing door.
제 7 항에 있어서,
상기 가압부는 제1 챔버 내부로 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스탱크와 제1 챔버를 연결하는 가스라인 상에 설치되는 밸브를 포함하는 고융점 금속 주조장치.
The method of claim 7, wherein
The pressurization unit is a high melting point metal casting apparatus including a valve installed on the gas line connecting the inert gas tank and the first chamber for supplying the inert gas into the first chamber.
제 8 항에 있어서,
상기 진공부는 제1 챔버와 제2 챔버에 각각 연결되는 에어라인과, 상기 에어라인에 각각 연결설치되는 진공펌프, 상기 각 에어라인 상에 설치되는 밸브를 포함하는 고융점 금속 주조장치.
The method of claim 8,
The vacuum unit is a high melting point metal casting apparatus including an air line connected to each of the first chamber and the second chamber, a vacuum pump connected to the air line, respectively, and a valve installed on each air line.
제1 챔버의 도가니에 금속을 장입하고 제1 챔버 내부 압력을 낮춰 진공압을 형성하는 단계와,
금속을 용해하는 단계,
주형을 예열하는 단계,
주형이 설치된 제2 챔버 내부 압력을 낮춰 진공압을 형성하는 단계,
제1 챔버와 제2 챔버를 회동하여 도가니를 주형 위쪽으로 이동시킴으로써 도가니에서 용해된 금속 용탕을 낙하시켜 주형으로 공급하는 단계,
제1 챔버 내의 압력을 높이는 단계
를 포함하는 고융점 금속 주조방법.
Charging the crucible of the first chamber and lowering the pressure inside the first chamber to form a vacuum pressure;
Melting the metal,
Preheating the mold,
Reducing the pressure in the second chamber where the mold is installed to form a vacuum pressure,
Rotating the first chamber and the second chamber to move the crucible above the mold to drop the molten metal melted in the crucible and to supply it to the mold;
Increasing the pressure in the first chamber
High melting point metal casting method comprising a.
제 10 항에 있어서,
상기 주형으로 용탕 공급시 주형에 진동을 가하는 단계를 더 포함하는 고융점 금속 주조방법.
11. The method of claim 10,
High melting point metal casting method further comprising the step of applying vibration to the mold when the molten metal is supplied to the mold.
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