KR20130080371A - Eco magnesium alloy and manufacturing method and manufacturing apparatus thereof - Google Patents

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KR20130080371A KR1020120001238A KR20120001238A KR20130080371A KR 20130080371 A KR20130080371 A KR 20130080371A KR 1020120001238 A KR1020120001238 A KR 1020120001238A KR 20120001238 A KR20120001238 A KR 20120001238A KR 20130080371 A KR20130080371 A KR 20130080371A
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Abstract

PURPOSE: An eco-magnesium alloy, and a method and apparatus for manufacturing the same are provided to improve a flame retardant property thereof, to reinforce a mechanical strength thereof, and quickly and effectively extract or discharge a gas inside molten magnesium alloy. CONSTITUTION: An apparatus for manufacturing an eco-magnesium alloy includes a crucible (10), a mold (20), and a jetting assembly (100). The crucible forms molten metal with melting pure magnesium or magnesium alloy. The mold receives molten magnesium alloy jetted from the jetting assembly, and casts the molten magnesium alloy. The jetting assembly jets the molten magnesium alloy in the crucible. The jetting assembly has multiple ring-shaped exhaust members surrounding a certain section. The exhaust members guide the molten magnesium alloy to flow through the certain section.

Description

에코 마그네슘 합금 및 그의 제조방법과 제조장치{ECO MAGNESIUM ALLOY AND MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS THEREOF} ECO MAGNESIUM ALLOY AND MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS THEREOF

본 발명은 마그네슘 합금에 관한 것으로, 특히 SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조하는데 적당한 에코 마그네슘 합금 및 그의 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnesium alloy, in particular, while reducing the use of a protective gas, such as SF 6 , while increasing the ignition temperature to improve the flame retardancy and reinforce the mechanical strength, and at the same time to extract the gas contained in the magnesium alloy molten metal quickly and effectively The present invention relates to an eco magnesium alloy suitable for producing environmentally friendly and high quality castings by discharging, and a method and apparatus for manufacturing the same.

최근 들어 플라스틱(plastics)의 대체물로서 경량 금속인 마그네슘 및 마그네슘 합금(이하, 마그네슘 합금)이 크게 각광을 받고 있다. 마그네슘 합금은 철과 대비해보면 그 우수성을 알 수 있는데, 마그네슘 합금은 휨, 비강도가 철의 8.3 배이고 휨, 비강성은 철의 18.13 배일 정도로 우수한 기계적 성질을 갖고 있다. 또한 플라스틱(plastics)과 대비해보면 리사이클(recycle)성, 전자 실드(shield)성, 내열성, 방열성, 강도, 강성 측면에서 모두 플라스틱(plastics)을 능가하며, 촉감이나 미관의 경우에도 플라스틱(plastics)보다 고급스런 느낌을 전달해준다. In recent years, magnesium and magnesium alloys (hereinafter, magnesium alloys), which are lightweight metals, have replaced the plastics. Magnesium alloys are superior to iron. Magnesium alloys have excellent mechanical properties such as 8.3 times the warpage and specific strength of iron and 18.13 times the warpage and specific rigidity of iron. Compared to plastics, it also surpasses plastics in terms of recycling, electronic shielding, heat resistance, heat dissipation, strength and rigidity, and in terms of touch and aesthetics, Delivers a luxurious feel.

나아가, 상기 마그네슘(magnesium)은 알루미늄과 철에 이어 자원량이 풍부한금속인데 특히 해수중에 0.13%정도 포함되어 있는 것은 물론 마그네사이트나 백운석(dolomite) 등에 포함되어 있을 정도로 자원량이 풍부한 장점이 있다. In addition, the magnesium (magnesium) is a metal rich in resources following aluminum and iron, in particular, it contains about 0.13% in seawater, as well as has abundant resources enough to be included in magnesite or dolomite.

그러나 상기 마그네슘 합금을 제조하기 위한 과정에서의 마그네슘 합금 용탕은 쉽게 발화되는 특성을 가지고 있다. 따라서, 이러한 마그네슘 합금 용탕의 발화를 방지하는 방법으로 용제(Flux)의 사용과 보호가스의 사용이 제안되고 있다.However, the molten magnesium alloy in the process for producing the magnesium alloy has the property of easily ignited. Therefore, the use of a flux (Flux) and the use of a protective gas has been proposed as a method of preventing the ignition of such magnesium alloy molten metal.

상기 용제(Flux)는 용탕과 산소와의 반응차단으로 조업 중 발화를 방지하는 역할을 하는 것으로, 용제의 조성은 MgCl2, KCl 및 기타 금속염화물의 혼합물이며, 경우에 따라서는 소량의 CaF2 와 MgO를 포함하기도 한다.The solvent (Flux) serves to prevent ignition during operation by blocking the reaction between the molten metal and oxygen, the composition of the solvent is a mixture of MgCl 2 , KCl and other metal chlorides, and in some cases a small amount of CaF 2 and It may also contain MgO.

상기 보호가스는 용탕 표면 산화막의 치밀화 및 특성 변화등에 의하여 노출 용탕면적을 최소화함으로써 용탕을 보호하는 역할을 하며, 보호가스 종류로는 SO2, CO2, 비활성기체, SF6, HFC-134a, Novec™612 및 이들의 혼합 가스등을 들 수 있다.The protective gas serves to protect the molten metal by minimizing the exposed molten metal surface by densification of the molten metal oxide film and the change of properties. The protective gas types include SO 2 , CO 2 , inert gas, SF 6 , HFC-134a, Novec ™ 612 and mixtures thereof.

그러나, 상술한 용제의 사용은 마그네슘 용탕과 용제와의 반응에 의해 용탕 일부가 손실될 뿐만 아니라, 주조 과정에서 반응 생성물이 유입되어 최종 제품의 기계적 특성과 내식 특성을 떨어뜨린다.However, the use of the solvent described above not only causes a loss of a part of the melt due to the reaction between the molten magnesium and the solvent, but also causes the reaction product to flow in the casting process, thereby degrading the mechanical and corrosion resistance properties of the final product.

또한, 보호가스로 이용되는 SO2 가스는 인체에 유해하며, 철제 장비를 부식시켜 장비의 수명을 단축시키는 문제점을 지니고 있으므로 사용에 제한이 되고 있으며, 특히, SF6 가스는 GWP(Global Warming Potential)가 23,900로 온실가스로 분류되고 있는 가스 중 가장 그 효과가 큰 가스이다.In addition, the SO 2 gas used as a protective gas is harmful to the human body and has a problem of reducing the life of the equipment by corroding the steel equipment is limited to use, in particular, SF 6 gas is GWP (Global Warming Potential) Is the most effective of the gases classified as greenhouse gases at 23,900.

또한, 대기 중에서 분해되지 않고 남아 있는 기간으로 볼 때 이산화탄소 및 프레온 가스등이 약 100년으로 추정되는 반면, SF6 가스는 3,200년으로 극히 오랜기간 분해되지 않고 대기 중에 잔존하기 때문에 연간 방출되는 양이 적더라도 오랜 기간 누적되면 그 파장이 엄청난 가스이다.In addition, while carbon dioxide and freon gas are estimated to be about 100 years in terms of the remaining time without being decomposed in the atmosphere, SF 6 gas is 3,200 years, and since it remains in the atmosphere without being decomposed for an extremely long time, the amount of annual emissions is small. Even if it accumulates for a long time, its wavelength is a huge gas.

따라서, 지구온난화를 억제할 수 있는 마그네슘 용탕 보호방법으로는 첨가원소를 이용하여 마그네슘 용탕 자체의 산화를 근본적으로 억제하는 기술을 개발하는 것이라 할 수 있으며, 이를 통하여 보호가스의 사용을 극단적으로 줄이는 동시에 합금 자체의 난연성을 도모하여 공정 및 사용중의 발화를 억제하는 것이 요구된다.Therefore, as a method of protecting magnesium molten metal that can suppress global warming, it can be said to develop a technology that fundamentally suppresses oxidation of magnesium molten metal by using additional elements, thereby dramatically reducing the use of protective gas. It is required to attain flame retardancy of the alloy itself and to suppress ignition during the process and use.

통상적으로 마그네슘에 첨가원소인 칼슘(Ca)등을 첨가하게 되면 고온에서도 마그네슘 용탕의 산화 및 발화가 억제되는 것으로 알려져 있으며, 또한 소량의 희토류 금속을 첨가하면 기계적 강도까지 향상되는 것으로 알려져 있다. In general, when magnesium (Ca) and the like are added to magnesium, it is known that oxidation and ignition of the molten magnesium are suppressed even at high temperatures, and that addition of a small amount of rare earth metal is known to improve mechanical strength.

그러나, 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 빌렛 또는 주조품을 제조하는 과정에서 마그네슘 합금 용탕에 내포된 다량의 가스로 인해 만족할만한 고품질의 결과물을 얻지 못하는 문제점이 있었다. 이는 마그네슘 합금의 경우 단위 체적당 열용량이 작아 응고가 빠르게 진행되기 때문에 주형 속으로 마그네슘 용탕의 주입 및 성형이 고속으로 이루어지는 관계로 빌렛 또는 주조품의 성형 제조시 짧은 시간동안 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스의 배출이 충분히 이루어져야 하나 현재의 기술로는 역부족이었던 것이다.
However, in the process of manufacturing a billet or casting by spraying the molten magnesium alloy in a mold, there was a problem that a satisfactory high quality result could not be obtained due to the large amount of gas contained in the molten magnesium alloy. This is because magnesium alloy has a small heat capacity per unit volume, so that solidification proceeds rapidly. Therefore, the injection and molding of magnesium molten metal into the mold is performed at a high speed, so that gas is not discharged from the magnesium alloy molten metal for a short time during molding of a billet or casting. It should be done well, but it was not enough with the current technology.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조하는데 적당한 에코 마그네슘 합금 및 그의 제조방법과 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the use of a protective gas such as SF 6 while increasing the ignition temperature, thereby improving flame retardancy and reinforcing mechanical strength. It is an object of the present invention to provide an eco magnesium alloy suitable for producing environmentally friendly and high quality castings by quickly and effectively extracting and discharging gas contained in a magnesium alloy molten metal, and a method and a manufacturing apparatus thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법은, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니에 장입하여 용융하는 단계와; 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 난연화를 위해 칼슘을 첨가하는 단계와; 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가하는 단계와; 상기 칼슘, 희토류 금속이 첨가된 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 주조품을 성형하는 단계와; 상기 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. Eco magnesium alloy manufacturing method according to the technical idea of the present invention in order to achieve the above object, the step of charging and melting pure magnesium or magnesium alloy in the crucible; Adding calcium to the molten magnesium alloy for flame retardation; Adding a rare earth metal to the molten magnesium alloy for reinforcing strength; Forming a casting by spraying a molten magnesium alloy containing the calcium and rare earth metals into a mold; And extracting and discharging gas from the magnesium alloy molten metal immediately before injecting the magnesium alloy molten metal into a mold.

여기서, 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 배기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Here, in the extracting and discharging the gas from the magnesium alloy molten metal, the magnesium alloy molten metal is guided to flow for a predetermined interval, and a plurality of exhaust members formed in a ring shape are wrapped around the predetermined interval from the magnesium alloy molten metal. It may be characterized in that the exhaust is made.

또한, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. The exhaust member may further include a second protrusion having a first protrusion protruding in a longitudinal direction on one side outer circumferential surface, a micro protrusion for exhausting protruding in a longitudinal direction on a side inner circumferential surface and formed in a radial direction, and the first protrusion and second protrusion. It may be characterized by including a gas chamber formed between.

또한, 상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the first protrusion may be characterized in that it is formed higher in the longitudinal direction than the second protrusion.

또한, 상기 배기부재는 복수개의 조각으로 분할된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the exhaust member may be characterized in that divided into a plurality of pieces.

또한, 상기 배기부재의 제1돌기에는 가스를 배출할 수 있는 복수의 배기공이 더 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. The first protrusion of the exhaust member may further include a plurality of exhaust holes through which gas may be discharged.

또한, 상기 배기부재의 제1돌기는 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 다수의 돌기들로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first projection of the exhaust member may be characterized in that it consists of a plurality of projections separated by a space so as to discharge the gas.

또한, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하기 위하여, 외측면에 길이방향을 따라 마그네슘 합금 용탕의 이동을 안내하는 가이드홈을 구비한 안내부재를 구비하여 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in order to guide the magnesium alloy molten metal to flow for a predetermined period, the outer surface may be used with a guide member having a guide groove for guiding the movement of the magnesium alloy molten metal in the longitudinal direction.

또한, 상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, by installing a vacuum pump surrounding the outside of the exhaust member may be characterized in that forcibly extracting gas from the magnesium alloy molten metal by vacuum pressure.

또한, 상기 배기부재의 미세홈은 에칭, 방전 가공, 레이저 가공 중 어느 한 방법으로 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the fine groove of the exhaust member may be formed by any one of etching, electrical discharge machining, laser processing.

또한, 상기 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법은, 배기부재 상에 레지스트층을 형성하는 단계; 상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계; 상기 배기부재의 표면 일부를 부식시키는 단계; 및 상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the method of forming the micro grooves by etching, forming a resist layer on the exhaust member; Forming a micro pattern on the resist layer; Corroding a portion of the surface of the exhaust member; And it may be characterized in that it comprises a step of removing the resist layer.

또한, 상기 첨가되는 칼슘은 0.3 내지 3중량%인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the added calcium may be characterized in that 0.3 to 3% by weight.

또한, 상기 칼슘의 첨가를 위해 산화칼슘(CaO) 분말을 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the calcium oxide (CaO) powder may be added to add the calcium.

또한, 상기 첨가되는 희토류 금속은 0중량% 초과 및 3.0 중량%의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rare earth metal to be added may be characterized by consisting of more than 0% and 3.0% by weight of one or more elements of atomic number 57 to 71.

또한, 상기 첨가되는 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm) , 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rare earth metal to be added may be any one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), dysprosium (Dy).

또한, 상기 마그네슘 합금 용탕의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니 내에서 마그네슘 합금 용탕이 채워지고 남은 상부 공간에 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in order to suppress the ignition and combustion of the magnesium alloy molten metal, rare gas (rare gas) or nitrogen gas selected from argon, helium, neon, xenon is injected into the upper space remaining after the magnesium alloy molten metal is filled in the crucible. You can do

또한, 상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕에 의해 채워진 상기 도가니 내의 하부 공간에도 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rare gas or nitrogen gas may be injected into the lower space in the crucible filled with the magnesium alloy molten metal.

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 가공성을 부여하기 위하여 리튬(Lithium)을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in order to impart processability to the molten magnesium alloy molten metal it may be characterized by further adding (Lithium).

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 결정립을 미세화하기 위해 지르코늄(Zr)을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, zirconium (Zr) may be further added to the molten magnesium alloy to refine the crystal grains.

또한, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성을 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, zinc may be further added to the molten magnesium alloy molten metal to recover a decrease in corrosion resistance due to the addition of calcium.

한편, 본 발명에 의한 에코 마그네슴 합금은, 상기 에코 마그네슘 합금 제조방법에 의해 제조된 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, the eco-magnesium alloy according to the present invention is characterized by the technical configuration of that produced by the eco-magnesium alloy production method.

또한, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 제조장치는, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 형성하는 도가니와; 상기 도가니에서 형성된 마그네슘 합금 용탕을 분사하는 분사어셈블리와; 상기 분사어셈블리에서 분사되는 마그네슘 합금 용탕을 받아 주조품으로 성형하는 금형을 포함하여 이루어지고, 상기 분사어셈블리는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 감싸주는 링 형태로 형성된 복수의 배기부재를 구비하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출할 수 있도록 하되, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In addition, the apparatus for producing eco magnesium according to the present invention comprises: a crucible for melting pure magnesium or a magnesium alloy to form a molten metal; A spray assembly for spraying the molten magnesium alloy formed in the crucible; And a mold for receiving the magnesium alloy molten metal sprayed from the spray assembly and molding the molten alloy into a cast product. The spray assembly is formed in a ring shape surrounding the outer portion of the predetermined portion while guiding the magnesium alloy melt to flow for a predetermined period. It is provided with a plurality of exhaust member to extract and discharge the gas from the magnesium alloy molten metal, the exhaust member is a first projection protruding in the longitudinal direction on one side outer peripheral surface, and protruding in the longitudinal direction on one inner surface of the peripheral surface in the radial direction The technical features of the present invention include a second projection having an exhaust microgroove formed therein and a gas chamber formed between the first projection and the second projection.

여기서, 상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the first projection may be characterized in that formed in the longitudinal direction higher than the second projection.

또한, 상기 도가니의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 마그네슘 합금 용탕으로 채워진 도가니 내부의 하부 공간에서 희유가스를 주입할 수 있도록 한 역티자형의 주입노즐을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, it may be characterized in that it is provided with an inverted tea-shaped injection nozzle for injecting rare gas into the lower space inside the crucible filled with magnesium alloy molten metal inserted through the upper cover of the crucible and extended downward.

본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 및 그의 제조방법과 제조장치는, SF6 등의 보호가스 사용을 극단적으로 줄이면서도 발화온도를 높여 난연성을 향상시키고 기계적 강도를 보강한 동시에, 마그네슘 합금 용탕에 내포된 가스를 신속하고 효과적으로 추출 및 배출함으로써 친환경적이면서도 고품질의 주조품을 제조할 수 있다. The eco magnesium alloy according to the present invention, a method for manufacturing the same, and an apparatus for manufacturing the same, while reducing the use of a protective gas such as SF 6 , increase the ignition temperature to improve flame retardancy and reinforce mechanical strength, and at the same time include gas contained in the magnesium alloy molten metal. By extracting and discharging quickly and effectively, environmentally friendly and high quality castings can be manufactured.

또한, 본 발명은 마그네슘 합금 용탕이 제2가이드홈에서 제1가이드홈으로 넘어갈 때 얇고 고르게 펴지면서 가스가 효과적으로 추출된다. In addition, in the present invention, when the magnesium alloy molten metal passes from the second guide groove to the first guide groove, the gas is effectively extracted while being unfolded thinly and evenly.

또한, 본 발명은 추출된 가스가 배기부재들간의 틈뿐만 아니라 배기부재를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여 외부로 배출되므로 효과적인 배출이 이루어진다. In addition, the present invention is effectively discharged because the extracted gas is discharged to the outside through the gap between the pieces of the exhaust member as well as the gap between the exhaust member.

또한, 본 발명은 별도의 장치가 필요 없으므로 금형 전체적으로 간단한 구성 및 가격의 절감을 이룰 수 있다.
In addition, since the present invention does not require a separate device, it is possible to achieve a simple configuration and a reduction in price of the entire mold.

도 1은 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치 전체를 설명하기 위한 개략의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 분해사시도.
도 5은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 종단면도.
도 6는 본 발명에 따른 안내부재의 구성을 설명하기 위한 시시도.
도 7는 본 발명에 따른 배기부재를 설명하기 위한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 배기부재의 정면도.
도 9은 본 발명에 따른 배기부재의 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법을 설명하기 위한 일련의 참조도.
도 10은 본 발명에 따른 배기부재의 미세홈을 에칭으로 형성하는 것을 설명하기 위한 흐름도.
도 11와 도 12은 본 발명에 따른 배기부재에 레이저 가공으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 13은 진공펌프를 이용하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있도록 한 구성을 설명하기 위한 사용상태도.
도 14는 본 발명에 따른 안내부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 참조사시도.
도 15은 도 14의 I-I에 따른 단면도.
도 16 내지 도 17은 변형된 형태의 배기부재를 설명하기 위한 참조 정면도.1 is a schematic configuration diagram for explaining the entire eco magnesium alloy production apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart for explaining the eco magnesium alloy manufacturing method according to the present invention.
3 is a perspective view of an injection assembly according to the present invention;
Figure 4 is an exploded perspective view of the injection assembly according to the present invention.
Figure 5 is a longitudinal sectional view of the injection assembly according to the present invention.
Figure 6 is a view for explaining the configuration of the guide member according to the present invention.
7 is a perspective view for explaining the exhaust member according to the present invention.
8 is a front view of the exhaust member according to the present invention.
9 is a series of reference diagrams for explaining a method for forming the microgrooves of the exhaust member according to the present invention by etching.
10 is a flow chart for explaining the formation of the micro grooves of the exhaust member according to the present invention by etching.
11 and 12 are flowcharts for explaining a method for forming a micro groove in the exhaust member according to the present invention by laser processing.
FIG. 13 is a use state diagram for explaining a configuration in which gas can be forcibly separated from a molten magnesium alloy using a vacuum pump; FIG.
14 is a reference perspective view for explaining a modified configuration of the guide member according to the present invention.
15 is a sectional view according to II of FIG. 14;
16 to 17 are reference front views for explaining the exhaust member of the deformed form.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치 전체를 설명하기 위한 개략의 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the entire eco magnesium alloy production apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치는 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 만들고 이를 공급하기 위한 도가니(10)와, 상기 도가니(10)로부터 마그네슘 합금 용탕(13)을 공급받아 주조품을 성형하기 위한 금형(20), 상기 금형(20)에 마그네슘 합금 용탕(13)을 분사하기 위한 분사어셈블리(100)를 포함하여 구성된다. As shown, the eco magnesium alloy manufacturing apparatus according to the present invention is a crucible (10) for melting molten magnesium or magnesium alloy to make and supply the molten metal, and supplies the magnesium alloy molten metal (13) from the crucible (10) And a injection assembly 100 for injecting a molten magnesium alloy 13 into the mold 20 and a mold 20 for molding a cast product.

주목할 것으로, 본 발명에 따른 상기 분사어셈블리(100)는 단순히 마그네슘 합금 용탕(13)을 분사하는 역할만을 하는 것이 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 다량의 가스를 짧은 시간동안 신속하고 효과적으로 추출 및 배출할 수 있도록 구성된다는 점이다. 이처럼 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조장치는 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 가스의 추출 및 배출을 효과적으로 수행하는 독특한 구성의 분사어셈블리(100)를 구비하여 내포된 가스를 효과적으로 제거함으로써 고품질의 마그네슘 합금 주조품을 성형하는 것이 가능하게 된다. 이같은 분사어셈블리(100)의 구성에 대해서는 차후에 상세히 설명하도록 한다. It should be noted that the injection assembly 100 according to the present invention not only serves to spray the magnesium alloy molten metal 13 but also extracts a large amount of gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 quickly and effectively for a short time. It is configured to be discharged. As described above, the apparatus for manufacturing an eco magnesium alloy according to the present invention includes a spray assembly 100 having a unique configuration for effectively extracting and discharging the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 to effectively remove the gas contained therein, thereby providing high quality magnesium. It is possible to mold an alloy casting. The configuration of the injection assembly 100 will be described later in detail.

한편, 상기 도가니(10)는 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워지고 난 상부 공간(14)에 희귀가스를 주입하기 위해 희귀가스 공급원(30)과 연결된 가스 주입구(17a) 및 주입된 희유가스를 사용한 후 외부로 배출하기 위한 가스 배출구(17b)를 구비한다. 상기 가스 주입구(17a)는 희유가스 공급원(30)과 연결시켜주는 공급배관(16b)이 연결되고, 상기 가스 배출구(17b)는 외부와 연결되는 배출배관(16c)이 연결된다. Meanwhile, the crucible 10 uses a gas inlet 17a connected to the rare gas source 30 and the injected rare gas to inject the rare gas into the upper space 14 filled with the magnesium alloy molten metal 13. And a gas outlet 17b for discharging to the outside. The gas inlet 17a is connected to a supply pipe 16b connecting the rare gas supply source 30, and the gas outlet 17b is connected to a discharge pipe 16c connected to the outside.

이에 더해 본 발명은 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워져 있는 하부 공간에 희유가스를 주입하기 위한 역티자형의 주입노즐(15)이 추가적으로 설치된 독특한 구성을 갖는다. 상기 주입노즐(15)은 도가니(10)의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 그 하단부가 마그네슘 합금 용탕(13)으로 채워진 도가니(10) 내부의 하부 공간에까지 이른다. 그리고 상기 주입노즐(15)은 가스 공급배관(16a)에 의해 희유가스를 저장하고 있는 희유가스 공급원(30)과 연결된다. In addition, the present invention has a unique configuration in which an inverted-shaped injection nozzle 15 for injecting rare gas into the lower space in which the magnesium alloy molten metal 13 is filled is additionally installed. The injection nozzle 15 is inserted through the upper cover of the crucible 10 and extends downward to reach the lower space inside the crucible 10 filled with the magnesium alloy molten metal 13. The injection nozzle 15 is connected to the rare gas supply source 30 that stores the rare gas by the gas supply pipe 16a.

이같은 구성에 의하면 도가니(10)의 상부 공간(14)뿐만 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)으로 인해 배제된 하부 공간까지도 동시다발적으로 희유가스를 주입할 수 있게 되어 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소를 더욱 억제할 수 있게 된다. According to this configuration, the rare gas can be injected simultaneously into the upper space 14 of the crucible 10 as well as the lower space excluded by the magnesium alloy molten metal 13 to ignite the magnesium alloy molten metal 13. Combustion can be further suppressed.

나아가 상기 주입노즐(15)은 미도시된 모터에 의해 회전할 수 있도록 추가적인 구성이 가능하다. 이같은 구성에 의하면 역티자형으로 형성된 상기 주입노즐(15)이 회전하여 마그네슘 합금 용탕(13)을 휘저으면서 하단부에 구비된 분사공(15a)을 통해 희유가스를 분사하기 때문에 마그네슘 합금 용탕(13)에 대한 희유가스의 교반이 원활하게 이루어진다. Furthermore, the injection nozzle 15 may be configured to be additionally rotated by a motor not shown. According to this configuration, since the injection nozzle 15 formed in the inverted tee shape rotates to inject the rare gas through the injection hole 15a provided at the lower end while stirring the molten magnesium alloy 13 to the magnesium alloy molten metal 13. The stirring of the rare gas is smoothly performed.

한편, 상기 도가니(10)의 하부에는 마그네슘 합금 용탕(13)을 상기 금형(20)으로 공급하기 위한 용탕 배출구(17c)를 구비한다. 상기 용탕 배출구(17c)는 용탕 공급배관(16d)을 통해 분사어셈블리(100) 및 금형(20)과 연결된다. Meanwhile, a lower portion of the crucible 10 includes a molten metal outlet 17c for supplying the molten magnesium alloy 13 to the mold 20. The molten metal outlet 17c is connected to the injection assembly 100 and the mold 20 through the molten metal supply pipe 16d.

계속해서 아래에서는 전술된 에코 마그네슘 합금 제조장치를 이용하여 진행되는 에코 마그네슘 합금 제조방법에 대해 설명한다. Subsequently, a description will be given of an eco magnesium alloy production method that proceeds using the above-described eco magnesium alloy production apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 에코 마그네슘 합금 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an eco magnesium alloy according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에코 마그네슘 제조방법은, 마그네슘 합금 용융단계(S11), 희유가스 주입단계(S12), 칼슘 첨가단계(S13), 희토류 금속 첨가단계(S14), 리튬 첨가단계(S15), 지르코늄 첨가단계(S16), 아연 첨가단계(S17), 가스 추출 및 배출단계(S18), 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)를 포함하여 이루어진다. As shown, eco magnesium manufacturing method according to the present invention, magnesium alloy melting step (S11), rare gas injection step (S12), calcium addition step (S13), rare earth metal addition step (S14), lithium addition step ( S15), zirconium addition step (S16), zinc addition step (S17), gas extraction and discharge step (S18), magnesium alloy molten metal injection step (S19) is made.

먼저, 마그네슘 합금 용융단계(S11)는, 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니(10)에 장입하여 용융한다.First, in the magnesium alloy melting step (S11), the pure magnesium or magnesium alloy is charged to the crucible 10 and melted.

상기 희유가스 주입단계(S12)는, 고온 상태에 있는 상기 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니(10) 내에서 마그네슘 합금 용탕(13)이 채워지고 남은 상부 공간(14)에 주입한다. The rare gas injection step (S12), a rare gas (rare gas) or nitrogen gas selected from argon, helium, neon, xenon to suppress the ignition and combustion of the magnesium alloy molten metal 13 in a high temperature state the crucible ( 10) the magnesium alloy molten metal 13 is filled and injected into the remaining upper space 14.

그리고 이에 더해 상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕(13)에 의해 채워진 도가니(10) 내의 하부 공간에도 주입한다. 이를 위해 역티자형으로 상기 도가니(9910) 내의 하부 공간까지 드리워지고 회전 가능하게 설치되어 교반기능도 겸하는 주입노즐(15)을 사용하여 희유가스를 주입한다. 이로써, 도가니(10)의 상부 공간(14)뿐만 아니라 마그네슘 합금 용탕(13)으로 인해 배제된 하부 공간까지도 동시다발적으로 희유가스를 주입할 수 있게 되어 마그네슘 합금 용탕(13)의 발화 및 연소를 더욱 억제할 수 있게 된다. In addition, the rare gas or nitrogen gas is also injected into the lower space in the crucible 10 filled with the magnesium alloy molten metal 13. To this end, a rare gas is injected into the inverted tee using the injection nozzle 15 which is dripped to the lower space in the crucible 9910 and is rotatably installed to serve as a stirring function. As a result, the rare gas can be injected simultaneously into the upper space 14 of the crucible 10 as well as the lower space excluded by the magnesium alloy molten metal 13 to ignite and burn the magnesium alloy molten metal 13. It can be further suppressed.

상기 칼슘 첨가단계(S13)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 난연화를 위해 칼슘을 첨가한다. 희유가스나 질소가스가 주입되어 형성된 불활성 분위기에서 마그네슘 합금을 발화 및 연소 없이 용탕으로 용해하려면 드로스(dross) 내부조직과 응고 후의 합금표면층 조직이 치밀해지도록 제어해야 한다. 이를 위해 마그네슘 합금 용탕(13)에 칼슘을 첨가하면 마그네슘 합금 용탕(13) 드로스의 내부조직이 치밀해지고, 응고된 합금의 표면에 조밀한 CaO 또는 CaO + MgO 의 조직을 형성하게 된다. 이때 난연화를 지향하는 마그네슘 합금의 용해와 주조의 경우 마그네슘 합금 용탕이 산소와 접촉하지 않도록 치밀하고 안정된 드로스층이 표면에 형성되어야 하므로, 마그네슘 합금 용탕(13)과 산화물의 체적비 및 산화물의 성장방향, 여러 종류의 산화물간의 반응 및 역할 규명 등이 선행되어야 한다. 이러한 영향들을 고려하여 상기 단계에서는 마그네슘 합금 용탕(13)에 적정량의 칼슘을 첨가한다. 만일 성형하고자 하는 주조품이 모합금인 경우라면 35중량% 이하의 칼슘을 첨가하여야 하며, 성형하고자 하는 주조품이 모합금을 기반으로 하는 잉곳(ingot), 빌렛(billet) 등의 반제품이거나 완제품인 경우 0.3 내지 3중량% 범위의 칼슘을 첨가함으로써 마그네슘 합금 용탕(13)에 필요로 하는 난연성을 부여한다. 다만 본 실시예는 주조품이 모합금을 기반으로 하는 잉곳(ingot), 빌렛(billet) 등의 반제품이나 완제품을 주로 염두하여 설명하고 있으나, 주조품이 모합금인 경우도 배제하지는 않는다.In the step of adding calcium (S13), calcium is added to the molten magnesium alloy molten metal for flame retardation. In order to dissolve the magnesium alloy in the molten metal without ignition and combustion in an inert atmosphere formed by injecting rare gas or nitrogen gas, the internal structure of the dross and the surface of the alloy surface layer after solidification must be controlled. To this end, when calcium is added to the magnesium alloy molten metal 13, the internal structure of the magnesium alloy molten metal 13 dross becomes dense and forms a dense CaO or CaO + MgO structure on the surface of the solidified alloy. In this case, in the case of dissolution and casting of magnesium alloys aimed at flame retardant, a dense and stable dross layer should be formed on the surface of the magnesium alloy so that the magnesium alloy does not come into contact with oxygen. Aromas, reactions between different kinds of oxides, and roles should be preceded. In consideration of these effects, an appropriate amount of calcium is added to the magnesium alloy molten metal 13. If the cast product to be molded is the master alloy, calcium of 35 wt% or less should be added.0.3 If the cast product to be molded is a semi-finished product or finished product such as ingot or billet based on the master alloy, 0.3 By adding calcium in the range of 3 to 3% by weight, the flame retardance required for the magnesium alloy molten metal 13 is imparted. However, the present embodiment is mainly described with respect to the semi-finished products or finished products, such as ingot (ingot), billet (billet) and the like based on the mother alloy, but does not exclude the case that the casting is a mother alloy.

상기 희토류 금속 첨가단계(S14)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가한다. 상기 첨가되는 희토류 금속은 0중량 초과 및 3.0 중량%의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진다. In the rare earth metal addition step (S14), the rare earth metal is added to the molten magnesium alloy molten metal 13 for strength reinforcement. The rare earth metal to be added consists of one or more elements of atomic number 57 to 71 of greater than 0 and 3.0% by weight.

이처럼 희토류 금속을 첨가함으로써 마그네슘 합금을 제조할 때 불규칙적인 조직이 형성되는 것을 억제하는 반면, 균일하고 미세한 층상조직(lamella structure)의 형성을 증대시킬 수 있다. 또한, 결정립 미세화에 의한 고강도와 고연성이 향상되며 미세한 금속간 화합물의 형성으로 내열성이 향상되는 복합적인 장점을 갖게 된다. Such addition of rare earth metals can suppress the formation of irregular structures in the manufacture of magnesium alloys, while increasing the formation of uniform and fine lamellar structures. In addition, high strength and high ductility due to grain refinement are improved and heat resistance is improved by forming a fine intermetallic compound.

한편, 마그네슘 합금 용탕(13)에 알루미늄이 더해지는 경우 상기 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy) 중 하나인 것이 바람직하다. 이는 상기 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy)의 경우 알루미늄과 결합되면서 균일한 Al2RE금속간 화합물을 형성하게 되어 미세한 층상조직 형성 및 고강도 고연성의 성질을 얻는데 유리하기 때문이다. On the other hand, when aluminum is added to the magnesium alloy molten metal 13, the rare earth metal is preferably one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), and dysprosium (Dy). In the case of the gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), dysprosium (Dy) is combined with aluminum to form a uniform Al 2 RE intermetallic compound to form a fine layer structure and high strength It is because it is advantageous to obtain the property of high ductility.

상기 리튬 첨가단계(S15)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 가공성을 부여하기 위하여 0.01 내지 1중량%의 리튬(Lithium)을 더 첨가한다. 이처럼 마그네슘 합금 용탕(13)에 소량의 리튬을 첨가하게 되면 성형시 주조성을 개선하는 메커니즘을 형성하게 된다. 즉, 금형(20)의 주형(21)에 눌어붙지 않도록 억제되는데, 이는 란타노이드(lanthanoids), 이트륨(yttrium), 스칸듐(scandium), 칼슘(calcium) 등의 활성 금속이 철과 반응하기 때문에 생기는 것이지만, 소량의 리튬(Lithium)을 포함시켜주면 마그네슘 합금 용탕(13) 표면에 얇은 수산화 리튬(Lithium) 막이 형성되면서 이 막이 주조시 이형제로 작용하여 눌어붙는 문제를 자연스럽게 해소하기 때문이다. In the lithium addition step (S15), 0.01 to 1% by weight of lithium (Lithium) is further added to give processability to the molten magnesium alloy molten metal 13. As such, adding a small amount of lithium to the magnesium alloy molten metal 13 forms a mechanism for improving castability during molding. That is, it is suppressed from sticking to the mold 21 of the mold 20, which is generated because active metals such as lanthanoids, yttrium, scandium, and calcium react with iron. However, when a small amount of lithium is included, a thin lithium hydroxide film is formed on the surface of the magnesium alloy molten metal 13, and this film naturally acts as a release agent during casting to solve the problem of sticking.

또한 열간 균열과 관련하여는 마그네슘(magnesium)은 300℃부근에서 수소를 배출하고, 이것이 어떠한 형태로인지 열간 균열의 원인이 되는 것으로 추측 되는데, 리튬(Lithium)이 첨가되면 리튬(Lithium)과 수소와의 친화성이 강하기 때문에 수소의 배출 온도가 마그네슘 합금 용탕(13)의 온도 이상이 되면서 수소의 배출이 억제되어 열간 균열을 억제할 수 있다. Also, in relation to hot cracking, magnesium emits hydrogen near 300 ℃ and it is assumed that this is the cause of hot cracking. When lithium is added, lithium and hydrogen Because of its high affinity, the discharge temperature of hydrogen becomes higher than the temperature of the magnesium alloy molten metal 13, and the discharge of hydrogen is suppressed, and hot cracking can be suppressed.

상기 지르코늄(Zr) 첨가단계(S16)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 결정립을 미세화 하기위해 0.05 내지 3중량%의 지르코늄(Zr)을 더 첨가한다. 지르코늄은 일반적으로 금속에서 강력한 결정립을 미세화하는 기능을 부여하는 것으로 알려져 있으며 마그네슘 합금의 경우에도 첨가제로 인해 저하된 결정립을 미세화하는데 유용하게 사용될 수 있다. In the zirconium (Zr) addition step (S16), 0.05 to 3% by weight of zirconium (Zr) is further added to refine the crystal grains in the molten magnesium alloy molten metal 13. Zirconium is generally known to impart a function of refining strong grains in metals, and in the case of magnesium alloys, zirconium may be usefully used to refine grains degraded by additives.

상기 아연 첨가단계(S17)는, 상기 용융된 마그네슘 합금 용탕(13)에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가한다. 아연은 일반적으로 금속에서 강력한 녹방지 기능을 부여하는 것으로 알려져 있으며 마그네슘 합금의 경우에도 칼슘 첨가로 인해 저하된 내식성을 보강하는데 유용하게 사용될 수 있다. In the zinc addition step (S17), zinc is further added to the molten magnesium alloy molten metal 13 to recover the corrosion resistance decrease due to the addition of calcium. Zinc is generally known to give a strong antirust function in metals and may be useful in reinforcing corrosion resistance lowered by the addition of calcium even in the case of magnesium alloy.

상기 가스 추출 및 배출단계(S18)는, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)을 주형(21)에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 추출하여 배출한다. 상기 가스 추출 및 배출단계(S18)에서는, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 배기가 원활하게 이루어지도록 한다. 상기 배기부재는 상기 분사어셈블리(100)에 포함된 핵심적인 구성요소 가운데 하나로서 짧은 시간동안 마그네슘 합금 용탕(13)에 내포된 가스를 추출하고 배출하는데 중요한 역할을 수행한다. 이같은 가스 추출 및 배출단계에서 사용되는 분사어셈블리(100)의 구성에 대해서는 차후에 상세히 설명하도록 한다. In the gas extracting and discharging step (S18), the gas is extracted from the magnesium alloy melt 13 and discharged immediately before the magnesium alloy melt 13 is injected into the mold 21. In the gas extracting and discharging step (S18), the magnesium alloy molten metal 13 is wrapped by guiding the magnesium alloy molten metal 13 to flow for a predetermined section, while surrounding the plurality of exhaust members formed in a ring shape outside the predetermined section. To allow the exhaust from the air to flow smoothly. The exhaust member plays an important role in extracting and discharging the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 for a short time as one of the key components included in the injection assembly 100. The configuration of the injection assembly 100 used in the gas extraction and discharge step will be described in detail later.

나아가, 상기 가스 추출 및 배출단계(S18)에서 상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제 추출한다면 가스를 더욱 신속하게 추출하고 배출할 수 있게 된다. 상기 진공펌프의 구성에 대해서도 차후에 분사어셈블리(100)를 설명할 때 함께 설명하기로 한다. Furthermore, in the gas extraction and discharge step (S18), if a vacuum pump surrounding the outside of the exhaust member is installed to force extraction of the gas from the magnesium alloy molten metal 13 by vacuum pressure, the gas is more quickly extracted and discharged. You can do it. The configuration of the vacuum pump will also be described later when describing the injection assembly 100.

이후, 상기 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)가 진행된다. 상기 마그네슘 합금 용탕 분사단계(S19)는 상기 가스 추출 및 배출단계와 거의 동시에 이루어지며, 칼슘, 희토류 금속을 비롯하여 각종 첨가물이 첨가된 마그네슘 합금 용탕(13)을 금형(20)의 주형(21) 속에 분사하여 주조품을 성형하게 된다. 여기서, 상기 주조품은 마그네슘 합금의 모합금을 포함하여 반제품인 잉곳, 빌렛 그리고 완제품 모두를 포괄한다.
Thereafter, the magnesium alloy molten metal spraying step (S19) is performed. The magnesium alloy molten metal spraying step (S19) is performed at the same time as the gas extraction and exhausting step, and the magnesium alloy molten metal 13 to which various additives, including calcium and rare earth metals, are added into the mold 21 of the mold 20. The injection molding is performed. Here, the casting includes all the semi-finished ingots, billets and finished products including the master alloy of magnesium alloy.

계속해서, 본 발명에 의한 마그네슘 합금 제조장치 및 제조방법에서 핵심적인 비중을 차지하고 있는 분사어셈블리의 구성에 대해 설명하기로 한다. Subsequently, the configuration of the injection assembly, which occupies a key gravity in the magnesium alloy production apparatus and manufacturing method according to the present invention, will be described.

도 3은 본 발명에 따른 분사어셈블리의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 분사어셈블리의 종단면도이다. Figure 3 is a perspective view of the injection assembly according to the invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the injection assembly according to the present invention, Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view of the injection assembly according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분사어셈블리(100)는, 메인몸체(110), 헤드(120), 안내부재(130), 배기부재(140)를 포함하여 이루어지며, 상기 안내부재(130)와 배기부재(140)의 협력 작업에 의하여 메인몸체(110) 내부의 통로(111)로 흐르는 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 효과적으로 추출하여 외부로 배출할 수 있게 된다. As shown, the injection assembly 100 according to the present invention comprises a main body 110, a head 120, a guide member 130, an exhaust member 140, the guide member 130 By the cooperative work of the exhaust member 140 and the gas from the magnesium alloy molten metal 13 flowing into the passage 111 inside the main body 110 can be effectively extracted and discharged to the outside.

아래에서는 상기 안내부재(130) 및 배기부재(140)를 중심으로 본 발명에 따른 분사어셈블리(100)의 구성에 대해 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the injection assembly 100 according to the present invention will be described in detail with reference to the guide member 130 and the exhaust member 140.

먼저, 상기 메인몸체(110)는 내부가 관통된 원통 형상이다. 상기 메인몸체(110)는 그 일단이 상기 도가니(10)에 연결되어 마그네슘 합금 용탕(13)을 공급받으며, 그 타단은 헤드(120)와 결합된다. 상기 메인몸체(110)의 내부에는 용탕 통로(111)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 메인몸체(110)의 일단을 통해 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)은 상기 통로(111)를 통해 상기 헤드(120)에 공급된다. First, the main body 110 has a cylindrical shape penetrated therein. One end of the main body 110 is connected to the crucible 10 to receive the magnesium alloy melt 13 and the other end thereof is coupled to the head 120. The molten metal passage 111 is formed in the main body 110. Therefore, the magnesium alloy molten metal 13 supplied through one end of the main body 110 is supplied to the head 120 through the passage 111.

또한, 상기 메인몸체(110)의 내부공간에는 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스를 배출하기 위한 배기부재(140)가 삽입 설치된다. In addition, an exhaust member 140 is inserted into the inner space of the main body 110 to discharge the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13.

또한, 상기 메인몸체(110)에는 다수의 가스 배기구(112)가 형성된다. 상기 가스 배기구(112)는 상기 메인몸체(110)의 내주면에서 외주면까지 연통되어 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스를 상기 메인몸체(110)의 외부로 최종 배출하는 역할을 한다. In addition, a plurality of gas exhaust ports 112 are formed in the main body 110. The gas exhaust port 112 communicates from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the main body 110 to serve to finally discharge the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 to the outside of the main body 110.

상기 헤드(120)는 그 일단이 상기 메인몸체(110)와 결합하고 그 타단에는 분사구(121)가 형성되어 있어, 마그네슘 합금 용탕(13)을 금형(20)의 주형(21)을 향해 분사하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 메인몸체(110)와 헤드(120)의 결합은 나사결합일 수도 있고 단순히 억지끼움 방식일 수도 있다. 하지만, 도면에 도시된 것처럼 메인몸체(110)의 일측 내주면과 헤드(120) 외주면에 나사산이 형성되어 서로 나사결합할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 헤드(120)는 필요로 하는 직경을 가지며 마그네슘 합금 용탕(13)을 분출시키기 위해 상기 메인몸체(110)측 단부로부터 상기 분사구(121)로 점차 내경이 축소되도록 구성된다. One end of the head 120 is coupled to the main body 110, and the other end of the head 120 is formed with a spray hole 121, and sprays the magnesium alloy molten metal 13 toward the mold 21 of the mold 20. Play a role. Here, the coupling of the main body 110 and the head 120 may be a screw coupling or simply an interference fit method. However, as shown in the drawing, it is preferable that a screw thread is formed on one inner circumferential surface of the main body 110 and an outer circumferential surface of the head 120 so as to be screwed together. In addition, the head 120 has a required diameter and is configured to gradually reduce the inner diameter from the end of the main body 110 side to the injection hole 121 in order to eject the magnesium alloy molten metal 13.

도 6은 본 발명에 따른 안내부재의 구성을 설명하기 위한 시시도이다. 6 is a view for explaining the configuration of the guide member according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안내부재(130)는 양 단부에 콘(135a,135b)이 형성되어 있으며, 상기 안내부재(130)의 외주면에는 길이 방향으로 제1가이드홈(131)과 제2가이드홈(132)이 형성되어 있다. 또한, 안내부재(130)의 일측부에 배기부재(140)를 지지하기 위한 지지부(133)가 일체로 형성되어 있다. 상기 지지부(133)에는 복수개의 연결공(134)이 형성되어 있다.As shown, the guide member 130 according to the present invention is formed with cones (135a, 135b) at both ends, the outer surface of the guide member 130, the first guide groove 131 and the first in the longitudinal direction Two guide grooves 132 are formed. In addition, a support part 133 for supporting the exhaust member 140 is integrally formed at one side of the guide member 130. The support part 133 is formed with a plurality of connecting holes 134.

또한, 상기 안내부재(130)의 외주면에는 길이 방향으로 형성된 제1가이드홈(131)은 상기 헤드(120) 방향으로 뚫려 있으며, 상기 제2가이드홈(132)은 상기 헤드(120) 방향으로 막혀 있다.In addition, the first guide groove 131 formed in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the guide member 130 is bored in the direction of the head 120, the second guide groove 132 is blocked in the head 120 direction have.

또한, 상기 연결공(134)은 상기 용탕 통로(111)와 상기 제2가이드홈(132)을 연결하는 역할을 한다. In addition, the connection hole 134 serves to connect the molten metal passage 111 and the second guide groove 132.

이같은 구성에 따르면, 상기 용탕 통로(111)로 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)이 상기 제2가이드홈(132)을 통하여 헤드(120) 방향으로 이동하는 것이 가능해진다. 그 후, 상기 마그네슘 합금 용탕(13)은 막혀있는 제2가이드홈(132)에 의해 그 이동을 제한 받게 되고, 그 주위에 형성된 제1가이드홈(131)으로 넘어가게 된다. 이 과정에서 마그네슘 합금 용탕(13)은 얇고 고르게 펴지면서 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함되어 있는 가스가 효과적으로 추출된다. According to this configuration, the magnesium alloy molten metal 13 supplied to the molten metal passage 111 can move in the direction of the head 120 through the second guide groove 132. Thereafter, the molten magnesium alloy melt 13 is restricted in its movement by the clogged second guide groove 132, and the molten magnesium alloy melt 13 is transferred to the first guide groove 131 formed in the periphery thereof. In this process, the magnesium alloy molten metal 13 is thinly and evenly spread, and the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 is effectively extracted.

이 후, 마그네슘 합금 용탕(13)은 제1가이드홈(131)을 따라 헤드(120)로 이동하게 되고, 상기 분사구(121)를 통해 금형으로 분사된다. Thereafter, the magnesium alloy molten metal 13 moves to the head 120 along the first guide groove 131, and is injected into the mold through the injection hole 121.

도 7은 본 발명에 따른 배기부재를 설명하기 위한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 배기부재의 정면도이다. 7 is a perspective view for explaining the exhaust member according to the present invention, Figure 8 is a front view of the exhaust member according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기부재(140)는 상기 안내부재(130)에 끼워지며, 추출된 가스를 메인몸체(110)의 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이를 위해 상기 배기부재(140)는 제1돌기(143), 제2돌기(144), 그리고 가스 챔버(145)를 포함하여 이루어진다. As shown, the exhaust member 140 according to the present invention is fitted to the guide member 130, and serves to discharge the extracted gas to the outside of the main body (110). To this end, the exhaust member 140 includes a first protrusion 143, a second protrusion 144, and a gas chamber 145.

여기서, 상기 제1돌기(143)는 상기 배기부재(140)의 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출되고, 상기 제2돌기(144)는 상기 배기부재(140)의 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출된다. 또한, 상기 가스 챔버(145)는 상기 제1돌기(143)와 상기 제2돌기(144) 사이에 형성된다. Here, the first protrusion 143 protrudes in the longitudinal direction on one side outer circumferential surface of the exhaust member 140, the second protrusion 144 protrudes in the longitudinal direction on one side inner circumferential surface of the exhaust member 140. do. In addition, the gas chamber 145 is formed between the first protrusion 143 and the second protrusion 144.

상기 배기부재(140)는 복수개 구비되어 일렬로 연접하여 정렬되며, 상기 제2돌기(144)에는 미세홈(142)이 형성된다. 이로써 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스는 압력에 의하여 상기 미세홈(142)을 통해 가스 챔버(145) 내로 수집된다.The exhaust member 140 is provided in plural and connected in series to be aligned, and the second protrusion 144 is formed with a fine groove 142. As a result, the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 is collected into the gas chamber 145 through the microgroove 142 by pressure.

여기서, 상기 배기부재(140)는 방사상으로 분할된 복수개의 조각들로 구성될 수 있다. 각각의 조각 사이에는 미세한 틈이 존재하게 되고, 이 틈을 통하여 가스가 배출된다. 도면에 따르면 상기 배기부재(140)는 8개의 조각으로 분할된 것으로 도시되었으나 분할된 개수는 조절 가능하다. 또한, 상기 배기부재(140)의 제1돌기(143)에는 가스를 배출할 수 있도록 복수의 배기공(147)이 형성된다. Here, the exhaust member 140 may be composed of a plurality of radially divided pieces. There is a fine gap between each piece, through which the gas is released. According to the drawing, the exhaust member 140 is illustrated as being divided into eight pieces, but the number of divided parts is adjustable. In addition, a plurality of exhaust holes 147 are formed in the first protrusion 143 of the exhaust member 140 to discharge gas.

또한, 상기 제2돌기(144)는 제1돌기(143)에 비해 길이방향으로 짧게 형성될 수 있다. 이로써 상기 배기부재(140)가 서로 연접했을 때 상기 제1돌기(143)의 짧은 폭으로 인해 가스가 흐를 수 있는 통로가 마련되어 상기 안내부재(130)를 따라 이동하는 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 추출된 가스가 가스 챔버(145)에 보다 원활하게 유입될 수 있다. In addition, the second protrusion 144 may be formed shorter in the longitudinal direction than the first protrusion 143. As a result, when the exhaust member 140 is in contact with each other, a passage through which gas flows due to the short width of the first protrusion 143 is provided and extracted from the magnesium alloy molten metal 13 moving along the guide member 130. The gas may flow into the gas chamber 145 more smoothly.

또한, 상기 미세홈(142)의 깊이는 상기 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스가 원활하게 분리되면서도 상기 마그네슘 합금 용탕(13)이 유출되지 않는 깊이로 형성되며, 0.001~0.02mm의 깊이면 적당하다. In addition, the depth of the fine groove 142 is formed to a depth that does not flow out of the magnesium alloy molten metal 13 while the gas is smoothly separated from the magnesium alloy molten metal 13, a depth of 0.001 ~ 0.02mm is suitable. .

상기 배기부재(140)에 상기 미세홈(142)을 형성하는 것은 대단히 정밀한 가공을 필요로 하는 것으로, 통상의 금속 가공 방법으로 미세홈(142)이 형성된 배기부재(140)를 대량으로 생산하는 것은 상당한 비용과 시간을 요한다. 따라서, 생산 단가를 낮추고 생산 시간을 단축하기 위한 방법으로 본 발명에 따른 배기부재(140)의 미세홈(142)을 에칭(etching)으로 형성하는 것을 제안하는 바이다. 이에 대해 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. Forming the microgroove 142 in the exhaust member 140 requires very precise processing, and producing a large amount of the exhaust member 140 in which the microgroove 142 is formed by a conventional metal processing method is required. It costs a lot of money and time. Therefore, it is proposed to form the microgroove 142 of the exhaust member 140 according to the present invention by etching as a method for lowering the production cost and shortening the production time. This will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

먼저, 도 9a에 도시한 바와 같이 배기부재(140)를 준비한다. First, as shown in FIG. 9A, the exhaust member 140 is prepared.

이후, 도 9b에 도시된 바와 같이 배기부재(140) 상에 레지스트층(161)을 형성한다. 이 때 레지스트층(161)을 이루는 물질은 포토 레지스트 또는 열경화성 레지스트 등 일반적으로 사용되는 다양한 종류의 레지스트가 적용될 수 있으며, 필름 형식이나 스프레이 도포 등으로 형성될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9B, a resist layer 161 is formed on the exhaust member 140. At this time, the material constituting the resist layer 161 may be a variety of commonly used resists, such as photoresist or thermosetting resist, may be formed by a film type or spray coating.

이후, 도 9c에 도시된 바와 같이 레지스트층(161)에 마이크로 패턴을 형성한다. 마이크로 패턴 형성 방법은 광 리소그래피, 임프린트 리소그래피, 연성 식각, 사출 성형 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9C, a micro pattern is formed on the resist layer 161. The micro pattern formation method may be applied to various methods such as optical lithography, imprint lithography, soft etching, injection molding.

이후, 도 9d에 도시된 바와 같이 에칭을 하여 상기 배기부재(140)의 표면 일부를 부식시킨 후 상기 배기부재(140)의 표면에 존재하는 레지스트층(161)을 제거한다. 이때 에칭은 건식 에칭, 또는 습식 에칭 등 다양한 방식의 에칭이 적용될 수 있다. 즉, 상기 배기부재(140)를 부식액(solution)에 노출시켜 부식시키거나, 플리즈마(plasma)에 노출시켜 상기 미세홈(142)을 형성할 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9D, the surface of the exhaust member 140 is etched by etching to remove the resist layer 161 present on the surface of the exhaust member 140. In this case, the etching may be applied in various ways such as dry etching or wet etching. That is, the microcavity 142 may be formed by exposing the exhaust member 140 to a solution to corrode or exposing it to a plasma.

도 10은 본 발명에 따른 배기부재에 에칭으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of forming a fine groove by etching in the exhaust member according to the present invention.

도시된 바와 같이 배기부재(140) 상에 레지스트층을 형성하는 단계(S110), 상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계(S120), 상기 배기부재(140)의 표면 일부를 부식시키는 단계(S130) 및 상기 레지스트층을 제거하는 단계(S140)를 통해 상기 미세홈(142)을 형성할 수 있다.As shown, forming a resist layer on the exhaust member 140 (S110), forming a micro pattern on the resist layer (S120), and etching a portion of the surface of the exhaust member 140 (S130). And the fine groove 142 through the step of removing the resist layer (S140).

이때 티타늄 코팅 단계(S150)를 추가할 수 있으며, 티타늄 코팅에 의하여 부식 방지하고, 미세홈(142)이 확장되는 것을 방지할 수 있다.At this time, it is possible to add a titanium coating step (S150), to prevent corrosion by the titanium coating, it is possible to prevent the microgroove 142 is expanded.

이처럼 배기부재(140)에 에칭으로 미세홈(142)을 형성하게 되면 마그네슘 합금 용탕(13)과 가스를 원활히 분리하여 배출할 수 있다.As such, when the fine grooves 142 are formed in the exhaust member 140 by etching, the magnesium alloy molten metal 13 and the gas may be separated and discharged smoothly.

또한, 상기 배기부재(140)의 미세홈(142)은 레이져(light amplification by stimulated emission of radiation) 가공을 통해 형성할 수도 있다.In addition, the fine groove 142 of the exhaust member 140 may be formed through laser processing (light amplification by stimulated emission of radiation).

상술한 바와 같이, 상기 미세홈(142)의 깊이는 0.001~0.02mm의 범위인 것이 바람직하므로, 이러한 정밀도를 갖도록 하기 위해서는 정밀 가공에 적합한 레이저 가공을 적용할 수 있다. As described above, the depth of the fine groove 142 is preferably in the range of 0.001 ~ 0.02mm, in order to have such precision can be applied to laser processing suitable for precision processing.

도 11과 도 12는 본 발명에 따른 배기부재에 레이저 가공으로 미세홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 11 and 12 are flowcharts illustrating a method of forming a microgroove in the exhaust member according to the present invention by laser processing.

도시된 바와 같이, 배기부재(140) 표면을 연마하는 단계(S210), 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220), 배기부재(140) 표면에 레이저 가공을 하여 미세홈(142)을 형성하는 단계(S231), 폴리싱(polishing) 단계(S233), 배기부재(140) 표면에 티타늄 코팅하는 단계(S235)를 통해 미세홈(142)을 형성할 수 있다.As shown, the step of polishing the exhaust member 140 surface (S210), the step of removing foreign matters on the surface of the exhaust member 140 (S220), the fine groove 142 by laser processing on the exhaust member 140 surface The microgroove 142 may be formed through the step S231, the polishing step S233, and the titanium coating on the surface of the exhaust member 140 (S235).

여기서, 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220)는 배기부재(140) 미세홈(142)의 정밀도를 높일 수 있도록 각각의 단계 중간에 실시할 수도 있고, 상기 폴리싱(polishing) 단계(S233) 또한 제작 공정 중간에 삽입 될 수 있다.Here, the step (S220) of removing the foreign matter on the surface of the exhaust member 140 may be performed in the middle of each step to increase the precision of the fine groove 142 of the exhaust member 140, or the polishing (polishing) step ( S233) can also be inserted in the middle of the manufacturing process.

상기 배기부재(140) 표면에 티타늄 코팅하는 단계(S235)를 거치게 되면, 배기부재(140)의 표면에서 발생할 수 있는 부식을 방지할 수 있고, 미세홈(142)이 커지는 현상을 방지할 수 있다.When the titanium coating is performed on the surface of the exhaust member 140 (S235), the corrosion that may occur on the surface of the exhaust member 140 may be prevented and the micro groove 142 may be prevented from growing. .

도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 단계(S239) 전후에 티타늄 코팅 단계(S237)를 거칠 수 있으며, 이는 표면 정밀도를 높이며 가공 후 부식을 방지할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 마찬가지로, 배기부재(140) 표면의 이물질 제거하는 단계(S220)가 배기부재(140)에 형성되는 미세홈(142)의 정밀도를 높일 수 있도록 각각의 단계 중간에 실시할 수도 있다. 상기 폴리싱(polishing) 단계(S233) 또한 제작 공정 중간에 삽입 될 수도 있다.As shown in FIG. 12, the titanium coating step S237 may be performed before and after the laser machining step S239, which enhances the surface precision and prevents corrosion after machining. As shown in FIG. 11, the step S220 of removing the foreign matter on the surface of the exhaust member 140 may be performed in the middle of each step to increase the precision of the fine groove 142 formed in the exhaust member 140. have. The polishing step S233 may also be inserted in the middle of the manufacturing process.

이처럼 레이저 가공으로 미세홈(142)을 형성하게 되면 표면 가공 단계를 거쳐 표면 보다 매끄럽게 가공되어 가스 배출이 보다 원활해 질 수 있다.As such, when the micro grooves 142 are formed by laser processing, the micro grooves 142 may be smoother than the surface through the surface processing step, thereby smoothing the gas discharge.

소형 기계에 사용될 기어 같은 작은 금속부품을 만드는 경우처럼 몇몇 경우에는 주조를 하면 상당히 많은 기계 가공을 해야 하며, 손실되는 금속조각이 많기 때문에 분말야금을 이용하는 것이 보다 경제적일 수 있다. 또한 텅스텐 같은 금속처럼 녹는점이 매우 높거나, 또는 구리와 흑연처럼 서로 녹지 않는 물질로 이루어진 합금을 만드는 경우에도 용융시키는 것이 비실용적이다. 이러한 분말야금법은 액체나 기체가 투과할 수 있는 다공성 물체를 만드는 데 이용되기도 한다.In some cases, for example, the production of small metal parts such as gears for small machines, casting requires a lot of machining, and the use of powder metallurgy can be more economical because of the large amount of metal scrap that is lost. It is also impractical to melt them when making alloys with very high melting points, such as metals such as tungsten, or materials that do not melt together, such as copper and graphite. Powder metallurgy is also used to make porous objects through which liquids or gases can permeate.

이러한 분말야금법 중 소결(sintering)방법을 이용하여 상기 미세홈(142)이 형성된 배기부재(140)를 만들 수 있다. 소결방법으로 배기부재(140)를 형성하게 되면, 정밀하게 상기 배기부재(140)를 형성할 수 있고, 이에 추가하여 상기 미세홈(142)을 형성하면 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함된 가스가 투과할 수 있어 더욱 효과적인 가스 배출을 기대할 수 있다.In the powder metallurgy method, an exhaust member 140 in which the microgrooves 142 are formed may be manufactured using a sintering method. When the exhaust member 140 is formed by the sintering method, the exhaust member 140 may be precisely formed. In addition, when the fine groove 142 is formed, the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 may be formed. It can be permeated and more effective gas emissions can be expected.

도 13은 진공펌프를 이용하여 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있도록 한 구성을 설명하기 위한 사용상태도이다. FIG. 13 is a state diagram used to explain a configuration in which a gas can be forcibly separated from the magnesium alloy molten metal 13 using a vacuum pump.

도시된 바와 같이, 본 발명의 분사어셈블리는 메인몸체(110) 외주면에 진공펌프(150)를 설치하여 마그네슘 합금 용탕(13)으로부터 가스를 강제로 분리할 수 있다. As shown, the spray assembly of the present invention can be forcibly separated from the magnesium alloy molten metal 13 by installing a vacuum pump 150 on the outer peripheral surface of the main body (110).

이같은 구성에 의하면 상기 가스 챔버(145), 분할된 배기부재(140)의 조각 틈새, 상기 제1가이드홈(131)과 제2가이드홈(132) 등으로부터 보다 빠르고 효율적으로 가스를 추출하여 배출할 수 있게 된다.
According to this configuration, the gas can be quickly and efficiently extracted and discharged from the gas chamber 145, the fragmentation gap of the divided exhaust member 140, the first guide groove 131 and the second guide groove 132, and the like. It becomes possible.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반사어셈블리의 작용 및 동작을 첨부한 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.The operation and operation of the reflective assembly according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 도가니(10)로부터 용탕 공급배관(16d)를 통해 메인몸체(110)의 용탕 통로(111)로 공급된 마그네슘 합금 용탕(13)은 연결공(134)을 통하여 제2가이드홈(132)으로 공급되고, 상기 제2가이드홈(132)을 따라 이동한다. 그러나, 상기 제2가이드홈(132)은 그 끝이 막혀 있으므로 상기 마그네슘 합금 용탕(13)은 이동을 제한받으면서 제1가이드홈(131)으로 넘어간 후 제1가이드홈(131)을 따라 이동한다. 이 과정에서 마그네슘 합금 용탕(13)이 얇고 고르게 펴지게 되며, 이때 마그네슘 합금 용탕(13)에 포함되어 있는 가스가 효과적으로 추출된다. The magnesium alloy molten metal 13 supplied from the crucible 10 according to the present invention to the molten metal passage 111 of the main body 110 through the molten metal supply pipe 16d is connected to the second guide groove (134). 132 is supplied to and moved along the second guide groove 132. However, since the end of the second guide groove 132 is blocked, the magnesium alloy molten metal 13 moves along the first guide groove 131 after being moved to the first guide groove 131 while being restricted from movement. In this process, the magnesium alloy molten metal 13 is thinly and evenly spread, and the gas contained in the magnesium alloy molten metal 13 is effectively extracted.

이후, 추출된 가스는 배기부재(140)들 사이에 형성된 틈을 통하여 가스 챔버(145)에 수집된다. 또한, 상기 배기부재(140)를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여도 가스 챔버(145)에 수집된다. 그 후, 수집된 가스는 배기부재(140)를 구성하는 각 조각들 사이의 틈을 통하여 메인몸체(110)의 내주면으로 이동되고, 상기 메인몸체(110)에 형성된 가스 배기구(112)를 통하여 메인몸체(110)의 외부로 최종 배출된다.
Thereafter, the extracted gas is collected in the gas chamber 145 through a gap formed between the exhaust members 140. In addition, the gas chamber 145 is also collected through a gap between the pieces constituting the exhaust member 140. Then, the collected gas is moved to the inner circumferential surface of the main body 110 through the gap between the pieces constituting the exhaust member 140, and the main gas through the gas exhaust port 112 formed in the main body 110 Final discharge to the outside of the body (110).

계속해서 본 발명에 따른 안내부재(130) 및 배기부재(140)의 변형된 구성에 대해 설명하기로 한다. Subsequently, a modified configuration of the guide member 130 and the exhaust member 140 according to the present invention will be described.

도 14는 본 발명에 따른 안내부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 참조사시도이고, 도 15는 도 14의 I-I에 따른 단면도이다. 14 is a reference perspective view for explaining a modified configuration of the guide member according to the present invention, Figure 15 is a cross-sectional view according to I-I of FIG.

도시된 바와 같이, 변형된 안내부재(130-2)는 변형전과 같이 복수의 가이드홈(131-2)이 형성되어 있는 구성에는 변함이 없으나 상기 가이드홈(131-2)은 변형전보다 촘촘하게 밀집되게 형성되고 헤드(120)방향과 그 반대방향 양편으로 모두 뚫려 있는 것을 특징으로 한다. As shown, the deformed guide member 130-2 is not changed in the configuration in which the plurality of guide grooves 131-2 are formed as before deformation, but the guide grooves 131-2 are densely denser than before deformation. It is formed and is characterized in that both of the head 120 and the opposite direction is drilled.

이같은 구성에 따르면 변형전 안내부재(130)와 비교하여 구성이 더욱 간단하여 생산비용을 줄일 수 있는 장점을 갖게 된다.
According to such a configuration, compared with the guide member 130 before deformation, the configuration is simpler, which has the advantage of reducing the production cost.

도 16 내지 도 18은 변형된 형태의 배기부재를 설명하기 위한 참조 정면도이다. 16 to 18 are reference front views for explaining the exhaust member of the deformed form.

도 16의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할된 구성은 동일하나 제1돌기(143)에 형성된 배기공(147)을 제거한 것을 특징으로 한다. 이같이 상기 배기공(147)이 배제되더라도 각 조각들의 틈 사이로 미세한 유로가 형성되어 가스의 배출이 가능하다. In the case of FIG. 16, the configuration divided into several pieces is the same as that of the exhaust member 140 before deformation, but the exhaust hole 147 formed in the first protrusion 143 is removed. As such, even when the exhaust hole 147 is excluded, a minute flow path is formed between the gaps of the pieces so that gas can be discharged.

도 17의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할되지 않은 단일의 몸체로 형성되고 제1돌기(143)에 복수의 배기공(147)이 구비된 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 각 조각들의 틈 사이로 가스의 배출은 이루어지지 않더라도 제1돌기(143)에 구비된 복수의 배기공(147)들에 의해 가스의 배출이 원활하게 이루어진다. In the case of FIG. 17, a plurality of exhaust holes 147 are formed in the first protrusion 143 and are formed as a single body that is not divided into pieces in comparison with the exhaust member 140 before deformation. According to such a configuration, even if the gas is not discharged between the gaps of the pieces, the gas is smoothly discharged by the plurality of exhaust holes 147 provided in the first protrusion 143.

도 18의 경우, 변형전 배기부재(140)와 비교하여 여러 조각들로 분할되지 않은 단일의 몸체로 형성되는 대신 제1돌기(143)가 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 복수의 조각 돌기들로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 상기 배기공(147)과 마찬가지로 각 조각 돌기들의 틈 사이로 가스의 배출이 원활하게 이루어진다.
In the case of FIG. 18, a plurality of pieces are divided at a distance so that the first protrusion 143 may discharge gas, instead of being formed as a single body that is not divided into pieces in comparison with the exhaust member 140 before deformation. It is characterized by consisting of the projections. According to such a configuration, as in the exhaust hole 147, the gas is smoothly discharged between the gaps of the respective projections.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

10 : 도가니 15 : 주입노즐
20 : 금형 21 : 주형
100 : 분사어셈블리 110 : 메인몸체
111 : 용탕 통로 120 : 헤드
130 : 안내부재 140 : 안내부재
10 crucible 15 injection nozzle
20: mold 21: mold
100: injection assembly 110: main body
111: molten metal passage 120: head
130: guide member 140: guide member

Claims (24)

순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 도가니에 장입하여 용융하는 단계와;
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 난연화를 위해 칼슘을 첨가하는 단계와;
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 강도 보강을 위해 희토류 금속을 첨가하는 단계와;
상기 칼슘, 희토류 금속이 첨가된 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하여 주조품을 성형하는 단계와;
상기 마그네슘 합금 용탕을 주형 속에 분사하기 직전에 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법,
Charging and melting pure magnesium or magnesium alloy into the crucible;
Adding calcium to the molten magnesium alloy for flame retardation;
Adding a rare earth metal to the molten magnesium alloy for reinforcing strength;
Forming a casting by spraying a molten magnesium alloy containing the calcium and rare earth metals into a mold;
Eco magnesium alloy manufacturing method comprising the step of extracting and discharging gas from the magnesium alloy molten metal immediately before injecting the molten magnesium alloy into a mold;
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 단계는,
상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 링 형태로 형성된 복수의 배기부재가 감싸도록 함으로써 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 배기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법,
The method of claim 1,
Extracting and discharging the gas from the magnesium alloy molten metal,
Wherein a plurality of exhaust members formed in a ring shape are wrapped around a certain section of the magnesium alloy melt while guiding the magnesium alloy melt to flow through a certain section of the magnesium alloy melt, thereby exhausting the magnesium alloy melt from the magnesium alloy melt.
제2항에 있어서,
상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 2,
The exhaust member may include a first protrusion protruding in a longitudinal direction on one side outer circumferential surface, a second protrusion having a micro groove for exhaust protruding in a longitudinal direction and radially formed on one inner peripheral surface, and between the first protrusion and the second protrusion. Eco magnesium alloy manufacturing method comprising a gas chamber formed.
제3항에 있어서,
상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
The first projection is an eco magnesium alloy manufacturing method, characterized in that formed in the longitudinal direction higher than the second projection.
제3항에 있어서,
상기 배기부재는 복수개의 조각으로 분할된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
And said exhaust member is divided into a plurality of pieces.
제3항에 있어서,
상기 배기부재의 제1돌기에는 가스를 배출할 수 있는 복수의 배기공이 더 구비된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
The first projection of the exhaust member is a method for producing eco magnesium alloy, characterized in that the plurality of exhaust holes for further gas is provided.
제3항에 있어서,
상기 배기부재의 제1돌기는 가스를 배출할 수 있도록 이격을 두고 분할된 다수의 돌기들로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the first protrusion of the exhaust member is composed of a plurality of protrusions that are spaced apart from each other so as to discharge gas.
제3항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하기 위하여, 외측면에 길이방향을 따라 마그네슘 합금 용탕의 이동을 안내하는 가이드홈을 구비한 안내부재를 구비하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
In order to guide the magnesium alloy molten metal to flow for a predetermined period, Eco magnesium alloy manufacturing method characterized in that it is provided with a guide member having a guide groove for guiding the movement of the magnesium alloy molten metal in the longitudinal direction on the outer surface.
제3항에 있어서,
상기 배기부재의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 강제 추출하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
And installing a vacuum pump surrounding the outside of the exhaust member and forcibly extracting gas from the magnesium alloy molten metal by vacuum pressure.
제3항에 있어서,
상기 배기부재의 미세홈은 에칭, 방전 가공, 레이저 가공 중 어느 한 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 3,
The method of claim 1, wherein the fine groove of the exhaust member is formed by any one of etching, discharging, and laser processing.
제10항에 있어서,
상기 미세홈을 에칭으로 형성하는 방법은,
배기부재 상에 레지스트층을 형성하는 단계;
상기 레지스트층에 마이크로 패턴을 형성하는 단계;
상기 배기부재의 표면 일부를 부식시키는 단계; 및
상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 10,
The method of forming the fine grooves by etching includes:
Forming a resist layer on the exhaust member;
Forming a micro pattern on the resist layer;
Corroding a portion of the surface of the exhaust member; And
Eco magnesium alloy manufacturing method comprising the step of removing the resist layer.
제1항에 있어서,
상기 첨가되는 칼슘은 0.3 내지 3중량%인 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 1,
The added calcium is an eco magnesium alloy manufacturing method, characterized in that 0.3 to 3% by weight.
제12항에 있어서,
상기 칼슘의 첨가를 위해 산화칼슘(CaO) 분말을 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 12,
Eco magnesium alloy manufacturing method characterized in that for adding the calcium calcium oxide (CaO) powder is added.
제1항에 있어서,
상기 첨가되는 희토류 금속은 0중량 초과 및 3.0 중량%의 원자번호 57에서 71 중 하나 이상의 원소로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 1,
The rare earth metal to be added is an eco magnesium alloy manufacturing method, characterized in that consisting of more than 0 and 3.0% by weight of one or more elements of atomic number 57 to 71.
제14항에 있어서,
상기 첨가되는 희토류 금속은 가돌리늄(Gd), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
15. The method of claim 14,
The rare earth metal to be added is one of gadolinium (Gd), yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), dysprosium (Dy), characterized in that the eco magnesium alloy manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 용탕의 발화 및 연소 억제를 위하여 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논 중에서 선택된 희유가스(rare gas) 또는 질소가스를 상기 도가니 내에서 마그네슘 합금 용탕이 채워지고 남은 상부 공간에 주입하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 1,
In order to suppress the ignition and combustion of the magnesium alloy molten metal, rare gas (rare gas) or nitrogen gas selected from argon, helium, neon, xenon is injected into the upper space remaining after the magnesium alloy molten metal is filled in the crucible Method for producing eco magnesium alloy.
제16항에 있어서,
상기 희유가스 또는 질소가스를 상기 마그네슘 합금 용탕에 의해 채워진 상기 도가니 내의 하부 공간에도 주입하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
17. The method of claim 16,
The rare magnesium or nitrogen gas is injected into the lower space in the crucible filled with the magnesium alloy molten metal, characterized in that the manufacturing method of eco magnesium alloy.
제1항에 있어서,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 가공성을 부여하기 위하여 리튬(Lithium)을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.
The method of claim 1,
Eco magnesium alloy manufacturing method characterized in that for adding the workability to the molten magnesium alloy molten metal further (Lithium).
제1항에 있어서,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 결정립을 미세화하기 위해 지르코늄(Zr)을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.

The method of claim 1,
Wherein zirconium (Zr) is further added to the molten magnesium alloy melt for finely graining the crystal grains.

제1항에 있어서,
상기 용융된 마그네슘 합금 용탕에 상기 칼슘 첨가로 인한 내식성을 저하를 회복시키기 위해 아연을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조방법.

The method of claim 1,
Eco magnesium alloy manufacturing method characterized in that the zinc is further added to the molten magnesium alloy molten metal in order to recover the degradation of the corrosion resistance due to the addition of calcium.

제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금.
Eco magnesium alloy produced by the method of any one of claims 1 to 20.
순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 용융하여 용탕을 형성하는 도가니와;
상기 도가니에서 형성된 마그네슘 합금 용탕을 분사하는 분사어셈블리와;
상기 분사어셈블리에서 분사되는 마그네슘 합금 용탕을 받아 주조품으로 성형하는 금형을 포함하여 이루어지고,
상기 분사어셈블리는, 상기 마그네슘 합금 용탕을 일정 구간 흐르도록 안내하면서, 그 일정 구간 외측을 감싸주는 링 형태로 형성된 복수의 배기부재를 구비하여 마그네슘 합금 용탕으로부터 가스를 추출하여 배출할 수 있도록 하되, 상기 배기부재는 일측면 외주면에 길이방향으로 돌출된 제1돌기와, 일측면 내주면에 길이방향으로 돌출되고 방사방향으로 형성된 배기용 미세홈을 구비한 제2돌기와, 상기 제1돌기와 제2돌기 사이에 형성된 가스 챔버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조장치.
A crucible for melting pure magnesium or magnesium alloy to form a molten metal;
A spray assembly for spraying the molten magnesium alloy formed in the crucible;
It includes a mold for receiving the magnesium alloy molten metal injected from the injection assembly and molding into a cast product,
The injection assembly may include a plurality of exhaust members formed in a ring shape surrounding the outside of the predetermined section while guiding the magnesium alloy molten metal to flow for a predetermined period so as to extract and discharge gas from the magnesium alloy molten metal. The exhaust member has a first protrusion protruding in the longitudinal direction on one side outer circumferential surface, a second protrusion having a micro groove for exhausting protruding in the longitudinal direction and radially formed on one inner peripheral surface, and formed between the first protrusion and the second protrusion. Eco magnesium alloy manufacturing apparatus comprising a gas chamber.
제22항에 있어서,
상기 제1돌기는 제2돌기에 비해 길이방향으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조장지.
The method of claim 22,
The first projection is eco magnesium alloy manufacturing site, characterized in that formed in the longitudinal direction higher than the second projection.
제22항에 있어서,
상기 도가니의 상부 덮개를 관통하여 삽입되고 하측으로 연장되어 마그네슘 합금 용탕으로 채워진 도가니 내부의 하부 공간에서 희유가스를 주입할 수 있도록 한 역티자형의 주입노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 에코 마그네슘 합금 제조장치.
The method of claim 22,
Eco magnesium alloy manufacturing apparatus characterized in that it is inserted through the upper cover of the crucible and extends downward to inject a rare-tee type injection nozzle for injecting a rare gas in the lower space inside the crucible filled with magnesium alloy molten metal .
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