KR20170095114A - 다이캐스팅용 플런저 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부와 상기 인서트부를 지탱하기 위한 본체로 이루어지되, 상기 인서트부는 두개의 링과 상기 링을 연결하는 하나 이상의 연결대와 상기 링과 연결대에 의해 형성되는 통공을 구비하고, 상기 본체는 인서트부의 삽입공에 삽입되기 위한 삽입돌기와 상기 삽입돌기의 외측면에 일측 간격으로 돌출되어 통공에 끼워져 결합되는 다수개의 걸림돌기를 구비하도록 구성되는 다이캐스팅용 플런저 팁을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 플런저 팁에서 마모가 심한 부분은 내마모성이 우수한 특수강 또는 합금강을 재질로 하는 인서트부를 형성함으로써 고가인 특수강 및 합금강의 사용량을 최소화하여 경제적 비용을 최소화하면서도 최적의 내마모성을 가지게 함으로써 다이캐스팅 작업의 정밀성 및 효율성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

다이캐스팅용 플런저 팁{PLUNGER TIP AND PLUNGER TIP MANUFACTURING MOTHOD FOR DIE CASTING}

본 발명은 다이캐스팅용 플런저 팁에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플런저 팁에서 마모가 심한 부분은 특수강으로 인서트부를 제작하여 플런저 팁의 본체와 합체하여 제작함으로써 경제적 비용을 최소화하면서도 최적의 내마모성을 가지게 하여 다이캐스팅 작업의 정밀성 및 효율성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 다이캐스팅용 플런저 팁에 관한 것이다.

일반적으로, 다이캐스팅은 용융금속에 고온,고속,고압력을 가하여 용융금속을 금형공간에 주입시켜 원하는 형상의 제품을 성형 응고함으로서 복잡하고 얇은 모양의 주물생산이 가능하고, 생산속도가 빨라 자동차, 통신기기, 일용품, 휴대전화 프레임이나 디지털 카메라바디 등 다양한 제품 생산에 적용되고 있다.

이러한 다이캐스팅 장치는 대략 도 1에 도시한 바와 같이 금형(1)의 내부에 형성된 제품 형상과 같은 캐비티(1a)와 연통되도록 슬리브(2)가 형성되고, 상기 슬리브(2)의 일측에는 용융금속이 유입되는 노즐부(3)가 연통되게 형성되며, 상기 슬리브(2)와 일직선상으로는 공압 또는 유압에 의해 작동되는 실린더의 피스톤로드(4)가 전후 이송 가능하게 배치되고, 상기 피스톤로드(4)의 선단부에는 상기 슬리브(2)에 유입된 용융금속을 가압하여 금형(1)의 캐비티(1a)으로주입시키는 플런저 팁(10)이 결합되어 구성된다.

상기 플런저 팁(10)은 대부분 주물이나 SKD-61종 또는 수입에 의존되는 소량의 베릴륨동 등과 같은 소재로 성형되며, 그 구성은 대부분 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 피스톤로드(4)와 결합되는 장착부(11)와, 용융금속을 밀어내는 주입부(12)로 이루어지며, 상기 주입부(12)의 선단부에는 용탕 주입시 압력을 용이하게 수용할 수 있도록 하는 단턱부(12a)가 둘레를 따라 형성되고, 상기 주입부(12)의 내부에는 용탕 주입시 수축상태를 용이하게 수용할 수 있도록 하는 중공부(12b)가 형성되며, 상기 중공부(12b)에 연이어 피스톤로드(4)가 결합되는 나사공(11a)이 형성되고, 상기 장착부(11)는 외측으로 장착이 용이하게 사각 또는 육각 및 팔각형상으로 형성되며, 상기 장착부(11)의 내부에는 피스톤로드(4)가 삽입되는 삽입홀이 형성되어 구성된다.

상기한 플런지 팁(10)은 주로 주철로 이루어져 주조성이 양호하나, 인장강도와 경도가 약해 충격에 쉽게 깨질 수 있고, 두께에 따라 냉각 속도가 다르기 때문에 고른 조직과 강도를 얻기 곤란하기 때문에 쉽게 표면이 마모되거나 손상되어 오래 사용하지 못하고, 자주 새 것으로 교환하여야 하는 문제점이 발생하였다.

따라서 등록실용 20-0357100호와 같이 플런저 팁 본체를 알루미늄 재질로 형성하되, 상기 플런저 팁 본체 표면은 코팅 처리되어 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅층이 형성된 다이캐스팅용 플런저 팁이 공개되어 있으나 이는 미세방전 전해산화법의 일종으로 전해용액 속에서 플라즈마 방전을 표면에 국부적으로 발생시킴으로써 플런저 팁의 표면을 얇은 막의 세라믹으로 코팅하는 기술이어서 이는 마모한계가 있을 수 밖에 없고 피복이 벗겨지면 결국 플런저 팁을 사용할 수 없게 되는 것이어서 내구성이 현저히 떨어지는 단점을 갖는다.

또 등록실용 20-0327496호와 같이 플런저 팁의 일단에 일체로 절곡 연장되어 그 외주면을 따라 나사산이 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 외주면에 특수합금강 및 이중금속을 재질로 하는 커버링부를 나사결합하는 다이캐스팅용 플런저 팁이 개발되어 있기 하나, 이는 플런저 팁 전체를 합금강으로 사용했을 때 발생되는 경제적 낭비를 방지할 수는 있으나 이는 커버링부 전체가 합금강이어서 이역시 상당한 경제적 부담을 피할 수 없는 것이고, 무엇보다 플런저 팁과 커버링부에 모두 나사결합을 위한 나선이 가공된 구조여서 한번 가공된 부위는 취약해질 수 밖에 없고 결국 연결부위가 쉬 파손되는 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 등록실용 20-0357100호

2. 등록실용 20-0327496호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 플런저 팁에서 마모가 심한 부분은 특수강으로 인서트부를 제작하여 플런저 팁의 본체와 합체하여 제작하되, 이들이 서로 다른 열팽창에 의해 균열이 발생하여 손상되는 것을 방지하기 위한 다이캐스팅용 플런저 팁를 제공하는 데에 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부와 상기 인서트부를 지탱하기 위한 본체로 이루어지되, 상기 인서트부는 두개의 링과 상기 링을 연결하는 다수개의 연결대로 이루어지고, 본체에는 상기 인서트부의 링과 연결대에 의해 형성되는 모든 통공에 끼워져 결합되는 다수개의 돌출턱을 구비하도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 한쌍의 링 중 본체의 끝단에 위치하는 링의 폭은 다른 링의 폭보다 길게 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 본체의 내부 공간부에 내측면에 다수개의 리브가 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명 다른 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부를 제조하는 단계와, 상기 인서트부를 금형(미도시)에 인서팅(Inserting)하여 본체를 주조하는 단계와, 상기 일체화된 인서트부와 본체, 즉 플런저 팁을 풀림 열처리하는 단계와, 상기 열처리된 플런저 팁을 황삭 가공하는 단계와, 상기 황삭 가공된 플런저 팁을 진공 열처리하는 단계와, 상기 진공 열처리된 플런저 팁을 정밀 가공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명 다이캐스팅용 플런저 팁의 다른 제조방법으로는 플런저 팁의 본체를 주조하는 단계와, 상기 본체를 금형에 인서팅(Inserting)하여 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부를 제조하는 단계와, 상기 일체화된 인서트부와 본체, 즉 플런저 팁을 풀림 열처리하는 단계와, 상기 열처리된 플런저 팁을 황삭 가공하는 단계와, 상기 황삭 가공된 플런저 팁을 진공 열처리하는 단계와, 상기 진공 열처리된 플런저 팁을 정밀 가공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 플런저 팁에서 마모가 심한 부분은 내마모성이 우수한 특수강 또는 합금강을 재질로 하는 인서트부를 형성함으로써 고가인 특수강 및 합금강의 사용량을 최소화하여 경제적 비용을 최소화하면서도 최적의 내마모성을 가지게 함으로써 다이캐스팅 작업의 정밀성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 내마모성 재질로 인서트부를 제작하고, 이를 지탱하기 위한 본체를 인서트부와 일체로 합체하여 제작하되 이들의 서로 다른 열팽창을 감안하여 진공 열처리함으로써 손상에 의해 파손되는 것을 최소화할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 통상적인 다이캐스팅 장치를 나타낸 구성도.
도 2는 종래에 통상적인 다이캐스팅용 플런저 팁을 나타낸 사시도
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅용 플런저 팁의 분리사시도.
도 5는 도 4의 결합된 상태의 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 도 5의 일부를 절결한 상태의 참고단면도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 다이캐스팅용 플런저 팁에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅용 플런저 팁의 분리사시도이고, 도 5는 도 4의 결합된 상태의 사시도이며, 도 6은 도 5의 단면도이고, 도 7은 도 5의 일부를 절결한 상태의 참고단면도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 다이캐스팅용 플런저 팁(100)은 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부(110)와 상기 인서트부를 지탱하기 위한 본체(120)로 이루어진다.

즉 본 발명 플런저 팁(100)은 두개의 링(111,112)과 상기 링(111,112)을 연결하는 하나 이상의 연결대(113)와, 상기 링(111,112)과 연결대(113)에 의해 형성되는 통공(114)으로 이루어지는 인서트부(110)와, 상기 인서트부(110)의 삽입공(111a)에 삽입되기 위한 삽입돌기(121)와 상기 삽입돌기(121)의 외측면에 일측 간격으로 돌출되어 통공(114)에 끼워져 결합되는 다수개의 걸림돌기(122)를 구비하는 본체(120)로 이루어진다. 이때 본체(120)의 후방에는 피스톤로드와 연결되기 위한 결합부(123)가 형성된다.

본 발명에서 전방 링(111)과 후방 링(112), 두개의 링(111,112)이 필요한 이유는 하나의 링만으로도 본발명의 목적을 달성할 수 있지만 본체(120)의 끝단에 하나의 링만을 형성할 경우 매우 취약한 상태가 되어 본체(120)로 부터 쉬 이탈될 수 있기 때문이다. 따라서 연결대(113)는 상기 전방 링(111)을 후방 링(112)과 연결시켜 전방 링(111)을 잡아주기 위한 구성이다.

또한 두개의 링(111,112)을 약간의 이격거리를 두고 설치하게 되면 하나의 링만 마모되는 것을 방지할 수 있어 내마모성이 더 좋아지기 때문이다.

상기 본체(120)의 재질은 일반적 주물재질인 FCD 55 재질을 사용하고, 인서트부(110)의 재질은 내마모성이 좋은 특수강 또는 합금강을 사용하되, 바람직하기로는 SKD 61을 사용함이 바람직하다.

이때 상기 인서트부(110)의 한쌍의 링, 즉 전방 링(111)과 후방 링(112) 중 본체의 끝단에 위치하는 링, 즉 전방 링(111)의 폭은 후방 링(112)의 폭보다 길게 형성함이 바람직하다. 이는 전방 링(111)의 마모도가 후방 링(112)의 마모도보다 훨씬 크기 때문이다.

또한 본 발명은 상기 전방 링(111)의 폭을 후방 링(112)의 폭보다 길게 형성함으로써 마모도가 높은 전방 링(111)을 보다 강화할 수 있도록 함이 바람직하다.

*본 발명에 있어 상기 인서트부(110)의 삽입공(111a)에 본체(120)의 삽입돌기(121)가 삽입되고, 또 인서트부(110)의 통공(114)에 본체(120)의 걸림돌기(122)가 삽입되도록 하는 것은 인서트(insert)방식의 주조방법에 의해 가능하게 된다.

상기 본체(120)의 내부 공간부(124)에 내측면에 다수개의 리브(124a)가 형성되도록 구성할 수도 있는데, 이는 인서트부(110)의 결합으로 본체(120)의 취약해진 부분을 보강할 수 있도록 함과 동시에 본체(120)의 방열 효과를 높이기 위해 필요한 구성이다.

본 발명 다이캐스팅용 플런저 팁의 제조방법으로는 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부(110)를 제조하는 단계와, 상기 인서트부(110)를 금형(미도시)에 인서팅(Inserting)하여 플런저 팁의 본체(120)를 주조하는 단계와, 상기 일체화된 인서트부와 본체, 즉 플런저 팁을 풀림 열처리하는 단계와, 상기 열처리된 플런저 팁을 황삭 가공하는 단계와, 상기 황삭 가공된 플런저 팁을 진공 열처리하는 단계와, 상기 진공 열처리된 플런저 팁을 정밀 가공하는 단계로 이루어진다.

본 발명 다이캐스팅용 플런저 팁의 다른 제조방법으로는 플런저 팁의 본체를 주조하는 단계와, 상기 본체를 금형에 인서팅(Inserting)하여 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부를 제조하는 단계와, 상기 일체화된 인서트부와 본체, 즉 플런저 팁을 풀림 열처리하는 단계와, 상기 열처리된 플런저 팁을 황삭 가공하는 단계와, 상기 황삭 가공된 플런저 팁을 진공 열처리하는 단계와, 상기 진공 열처리된 플런저 팁을 정밀 가공하는 단계로 이루어진다. 이때 황삭이라 함은 거칠게 가공하는 것을 의미하는 것으로, 본 발명에 있어 황삭 가공하지 않고 진공 열처리될 수도 있음은 당연하다.

상기 진공 열처리는 진공상태에서 이루어지는 모든 열처리를 의미하며, 공지의 기술이어서 상세한 설명은 생략한다.

특히 본원발명에 있어 인서트부(110)와 본체(120)를 일체로 주조하여 플런저 팁을 제조한 후 황삭가공 후 열처리가 매우 중요하다.

이는 고주파 및 침탄, 퀀칭 등 다양한 열처리방법이 있지만 본체(120)의 재질과 인서트부(110)의 재질은 전혀 다른 재질, 즉 본체(120)는 FCD 55 재질을 사용하고, 인서트부(110)는 SKD 61을 주로 사용하는 본 발명 플런저 팁(100)에 위와 같은 방법을 적용하여 사용할 경우 본체와 인서트부의 서로 다른 열팽창으로 인해 플런저 팁이 손상이 발생하는 심각한 문제를 갖기 때문이다.

따라서 수많은 실험을 통해 본 발명에서는 이를 해결할 수 있는 가장 최적의 열처리방법으로 진공 열처리방법을 적용하게 된 것이다. 진공 열처리방법은 본체와 인서트부에 다른 열팽창을 유도하지 않아 손상이 발생하지 않도록 하기 때문이다. 본 발명에 있어 상기 진공 열처리에는 템퍼링 가공을 포함할 수도 있다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100: 본 발명 플런저 팁
110: 인서트부
111: 전방 링 112: 후방 링
113: 연결대 114: 통공
120: 본체
121: 삽입돌기 122: 걸림돌기

Claims (3)

1. 마모가 가장 심한 플런저 팁의 끝단을 커버링하기 위한 인서트부와 상기 인서트부를 지탱하기 위한 본체로 이루어지되,
   상기 인서트부는 두개의 링과 상기 링을 연결하는 하나 이상의 연결대와 상기 링과 연결대에 의해 형성되는 통공을 구비하고,
   상기 본체는 인서트부의 삽입공에 삽입되기 위한 삽입돌기와 상기 삽입돌기의 외측면에 일측 간격으로 돌출되어 통공에 끼워져 결합되는 다수개의 걸림돌기를 구비하도록 구성됨을 특징으로 하는 다이캐스팅용 플런저 팁.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전방 링의 폭은 후방 링의 폭보다 길게 형성됨을 특징으로 하는 다이캐스팅용 플런저 팁.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 본체의 내부 공간부에 내측면에 다수개의 리브가 형성됨을 특징으로 하는 다이캐스팅용 플런저 팁.

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