KR20170129568A - Apparatus for producing semi-solid slurry and process for high pressure die casting - Google Patents

Apparatus for producing semi-solid slurry and process for high pressure die casting Download PDF

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Abstract

Disclosed is a semi-solid slurry production apparatus and a die casting method capable of obtaining a dense structure in an entire cross section of a molded article by dispersing and stirring inert gas evenly in a slurry when compared with a conventional one. The die casting method comprises: generating a semi-solid slurry by immersing a porous rotation diffuser in molten metal contained in a ladle, and supplying inert gas while rotatably stirring the inert gas such that gas bubbles due to the inert gas are evenly dispersed in the molten metal to cool the molten metal; and press-injecting the semi-solid slurry into a mold of a molding device to be molded.

Description

반응고 슬러리 생성장치 및 고압다이캐스팅 방법{Apparatus for producing semi-solid slurry and process for high pressure die casting}[0001] The present invention relates to a reaction slurry producing apparatus and a high pressure die casting method,

본 발명은 비수지상의(non-dendritic) 반응고 슬러리(semi-solid slurry) 생성장치 및 다이캐스팅 방법의 공정 또는 생산기술 개선에 관한 것으로, 특히 래들(ladle)에 담긴 금속 용탕에 침지되어 불활성 가스를 불어 넣어 버블링하여 냉각시키고 수지상 결정을 파괴하여 결정을 미세화된 반응고 슬러리를 얻기 위한 반응고 슬러리 생성장치 및 반응고 상태의 슬러리를 성형기에 주입하여 금형 내부에서 가압 고화시킴으로써 치밀한 조직의 성형품을 얻을 수 있도록 하는 고압다이캐스팅 방법의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a non-dendritic semi-solid slurry and a die casting method, and more particularly to a process for producing a semi-solid slurry and a method for producing the same by immersing the molten metal in a ladle, A reactor slurry production apparatus for bubbling and cooling the slurry to obtain a reaction slurry obtained by breaking the dendritic crystal to obtain a reaction slurry obtained by refining crystals, and a reactor slurry is injected into a molding machine to pressurize and solidify the inside of the mold to obtain a compact structure The present invention relates to an improved high pressure die casting method.

래들에 담긴 금속 용탕에 다공성 디퓨저(porous graphite diffuser)를 담금과 동시에 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 주입하여 버블링(bubbling)을 함으로써 소재 금속을 반응고 슬러리(약 10% 내외의 고상 + 액상의 금속 용탕) 상태로 만들고 이것을 성형기에 고압력으로 주입하고 금형 내부에서 냉각시켜 치밀한 조직의 성형제품을 얻는 성형방법이 국제공개공보 WO2007/092203 A2(발명자: WANNASIN, Jessada 등)에 개시되어 있다. WO2007/092203 A2에 개시된 발명은 일반 용탕(과포화 상태의 100% 액상 용탕)을 사용하는 종래의 다이캐스팅 성형품에서보다 치밀한 조직을 제공할 수 있는 기술이다. 이와 관련된 종래기술을 도 1과 2를 참고하여 설명한다.A porous graphite diffuser is immersed in a molten metal contained in the ladle and bubbling is performed by injecting an inert gas such as nitrogen or argon into the reaction metal slurry (about 10% solid phase + liquid phase Metal melt), injecting it into a molding machine at a high pressure, and cooling it in the mold to obtain a compact molded product is disclosed in International Publication WO2007 / 092203 A2 (inventor: WANNASIN, Jessada et al.). The invention disclosed in WO2007 / 092203 A2 is a technique capable of providing a more dense structure than a conventional die casting product using a general molten metal (100% liquid molten metal in a supersaturated state). The related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1은 기존의 가스 버블링에 의한 반응고 슬러리 생성방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 디퓨저의 장착 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional method for producing a reaction slurry by gas bubbling, and FIG. 2 is a view showing a mounting state of a conventional diffuser.

기존의 반응고 슬러리 생성방법은 래들(10)에 수용된 용탕(12)에 다공성의 그라파이트 디퓨저(Graphite diffuser, 20)를 하강시켜 담근 상태에서 가스용기(30)에 저장된 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 그라파이트 디퓨저(20)를 통해 용탕(12) 속으로 공급하여 용탕(12) 내에 불활성 가스의 버블링을 발생 시키면서 냉각하여 반응고 슬러리를 얻는다. 이때, 용탕(12) 내에 온도센서(T)를 배치하여 용탕(12)의 온도를 측정하고, 이를 기초로 용탕(12)으로 공급하는 불활성 가스의 양과 압력 및 시간을 제어수단(40)에서 조정한다. 호스(32) 등의 불활성 가스 공급경로 상에 밸브(V), 압력게이지(P)와 유량계(F) 등이 설치된다.A conventional method for producing a reaction slurry is a method in which a porous graphite diffuser 20 is lowered into a molten metal 12 accommodated in a ladle 10 and an inert gas such as nitrogen or argon stored in a gas container 30 Is supplied into the molten metal (12) through the graphite diffuser (20) to cool the molten metal (12) while bubbling the inert gas into the molten metal (12) to obtain a reaction slurry. At this time, the temperature sensor T is disposed in the molten metal 12 to measure the temperature of the molten metal 12, and the amount, pressure, and time of the inert gas to be supplied to the molten metal 12 on the basis of the measured temperature are adjusted do. A valve V, a pressure gauge P, and a flow meter F are provided on an inert gas supply path such as the hose 32 or the like.

제어수단(40)은 온도센서(T) 등에서 인가되는 데이터를 통해 용탕(12)이 반응고 상태의 일정 조건에 해당되었다고 판단되면 그라파이트 디퓨저(20)를 상승시켜 래들(10)에서 이탈시키고 가스공급을 중단한다. 이러한 과정으로 반응고 슬러리를 생성한다.The control means 40 ascends the graphite diffuser 20 to release the ladle 10 from the ladle 10 and supply the gas to the ladle 10 through the data input from the temperature sensor T, Lt; / RTI > This process produces a reaction slurry.

하지만, 위에서 언급한 바와 같은 종래기술에서는 그라파이트 디퓨저(20)가 정적인 상태를 유지하면서 단순히 주어진 압력으로 불활성 가스를 용탕(12)으로 버블링하기 때문에 불활성 가스가 그라파이트 디퓨저(20) 주위에만 많이 존재하게 되어 전체 용탕(12)의 고른 버블링과 고른 미세화가 되지 않는다는 문제점이 생긴다.However, in the conventional art as mentioned above, since the graphite diffuser 20 bubbles inert gas into the melt 12 at a given pressure while maintaining the static state, inert gas exists only around the graphite diffuser 20 So that the entire molten metal 12 can not be uniformly bubbled and even finer.

즉, 그라파이트 디퓨저(20) 주변의 용탕(12) 속에는 불활성 가스가 많이 존재하게 되고, 그라파이트 디퓨저(20)와 멀리 떨어진 용탕(12) 속에는 불활성 가스버블링 효과가 발생하지 않아서 결정립미세화가 제대로 되지 않는다는 문제점이 있다. 이러한 문제점이 있는 반응고 슬러리를 이용하여 만든 제품은 그 부위별로 강도 등의 기계적 특성이 다르다는 문제점이 발생한다.That is, a large amount of inert gas is present in the molten metal 12 around the graphite diffuser 20, and inert gas bubbling does not occur in the molten metal 12 remote from the graphite diffuser 20, There is a problem. A product made from a reaction slurry having such a problem has a problem that mechanical properties such as strength vary depending on the site.

또한, 가스 버블링수단으로 사용하는 종래의 그라파이트 디퓨저(20)는 도 2에 나타낸 바와 같이 원통형 형상을 하고 있으며, 반응고 슬러리 생성장치(50)의 플랜지(53)를 가지는 헤드(52)에 여러 개의 볼트와 너트를 통해 고정된다. 이에 따라 그라파이트 디퓨저(20)를 교체할 때 시간이 많이 걸린다. 헤드(52)는 슬러리 생성장치(50)에 마련된 안내부를 따라 승강 가능케 설치되며, 헤드(52)에는 그라파이트 디퓨저(20)로 불활성 가스와 공기를 공급하기 위한 호스(32)가 연결된다.The conventional graphite diffuser 20 used as a gas bubbling means has a cylindrical shape as shown in Fig. 2, and the head 52 having the flange 53 of the reaction slurry producing apparatus 50 is provided with various It is fixed through bolts and nuts. Thus, it takes a long time to replace the graphite diffuser 20. The head 52 is installed so as to be movable along a guide provided in the slurry generator 50. A hose 32 for supplying an inert gas and air to the graphite diffuser 20 is connected to the head 52. [

즉, 종래의 그라파이트 디퓨저(20)는 불활성 가스를 공급받아서 기공들을 통해 용탕 내부로 공급하여 버블링 발생시키는 기능만 수행한다.That is, the conventional graphite diffuser 20 only receives the inert gas and supplies the inert gas to the inside of the molten metal through the pores to perform bubbling.

그리고 그라파이트 디퓨저(20)는 경화 등에 의하여 수명이 짧고 Al-합금 등의 금속 용탕 잔여물이 디퓨저에 붙어서 기공을 막아 가스가 용탕 전체에 균일하게 공급되지 않게 되는 문제가 발생한다. 또는 디퓨저에 붙어 있던 잔여물이 금형에 투입되는 용탕에 혼입되어 균질한 제품 생산을 어렵게 한다. 이러한 반응고 슬러리를 사용하여 제품을 만들면 내부에 결함이 발생한다.The graphite diffuser 20 has a short lifetime due to hardening or the like, and a residue of a molten metal such as an Al-alloy adheres to the diffuser to block the pores, so that the gas is not uniformly supplied to the entire molten metal. Or residues attached to the diffuser are mixed into the molten metal introduced into the mold, making it difficult to produce homogeneous products. When a product is made using such a reaction slurry, a defect is generated inside.

본 발명의 목적은 종래의 것에 비해 다량의 불활성가스를 작은 기포 상태로 분산시켜 용탕 내에 불어 넣어 버블링함으로써 수지상 결정을 파괴하여 미세조직을 달성하여 성형품의 전체 단면에서 치밀한 조직을 얻을 수 있도록 해주는 반응고 슬러리 생성장치와 다이캐스팅 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a process for producing a microstructure in which a large amount of inert gas is dispersed in a small bubble state and blown into a molten metal to bombard the dendritic crystal to achieve a microstructure, A slurry producing device and a die casting method.

본 발명의 다른 목적은 종래의 그라파이트 디퓨저에 비해 알루미늄, Al-합금 또는 Mg-합금 등 금속 슬러리나 용탕이 잘 들러붙지 않아 제품불량을 일으킬 소지가 월등히 작은 반응고 슬러리 생성장치와 다이캐스팅 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a reaction slurry producing apparatus and a die casting method in which a metal slurry or a molten metal such as aluminum, an Al-alloy or a Mg-alloy does not adhere well to a conventional graphite diffuser, There is.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 다이캐스팅방법에 적합하게 사용될 수 있는 다공성 디퓨저를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a porous diffuser that can be suitably used in the die casting method of the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 수명이 길고 쉽게 교체할 수 있는 다공성 디퓨저를 가지는 반응고 슬러리 생성장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a reaction slurry producing apparatus having a porous diffuser which is long and easily replaceable.

본 발명의 또 다른 목적은 자동차 엔진마운트의 인텀 브래킷 등 경량이면서 고강도 자동차 부품을 만드는 데 적합하게 활용될 수 있는 반응고 슬러리 생성장치 및 다이캐스팅 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a reaction slurry producing apparatus and a die casting method which can be suitably utilized for making lightweight and high strength automobile parts such as an end bracket of an automobile engine mount.

본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치는 래들에 담긴 금속 용탕에 불활성가스를 공급하여 반응고 슬러리를 생성하기 위한 반응고 슬러리 생성장치에 있어서, 상기 래들에 담긴 용탕에 잠긴 상태에서 상기 금속 용탕 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 다공성 디퓨저; 상기 다공성 디퓨저로 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스 공급부; 상기 다공성 디퓨저를 회전 가능케 지지하는 회동지지부; 상기 다공성 디퓨저를 회전시키기 위한 회동수단; 상기 회동지지부의 상하 이동을 안내하는 슬라이드 가이드; 상기 회동지지부를 상기 슬라이드 가이드를 따라 승강시키기 위한 승강수단; 및 상기 슬라이드 가이드를 지지하는 가이드 지지수단을 포함하는 구성을 한다.The apparatus for producing a reaction slurry according to the present invention is a reaction slurry producing apparatus for producing a reaction slurry by supplying an inert gas to a molten metal contained in the ladle, A porous diffuser for supplying an inert gas; An inert gas supply unit for supplying an inert gas to the porous diffuser; A pivotal support for rotatably supporting the porous diffuser; Rotating means for rotating the porous diffuser; A slide guide for guiding upward and downward movement of the pivot support portion; Elevating means for elevating and lowering the pivotal support portion along the slide guide; And a guide supporting means for supporting the slide guide.

상기 가이드 지지수단은 포스트 및 상기 슬라이드 가이드와 연결되고 상기 포스트에 지지가 된 수평지지부를 구비하여 구성되고, 상기 수평지지부는 상기 포스트 상에서 수평이동 가능케 설치되고, 상기 수평지지부에는 상기 수평지지부를 수평방향으로 이동시키기 위한 수평이동수단를 구비하여 구성된 것이 바람직하다.Wherein the guide support means comprises a post and a horizontal support portion connected to the slide guide and supported by the post, wherein the horizontal support portion is horizontally movable on the post, and the horizontal support portion is horizontally movable And a horizontal moving means for moving the light source to the light source.

상기 다공성 디퓨저가 회전할 때 상기 용탕을 잘 교반하고 유동시킬 수 있도록 상기 다공성 디퓨저의 외주면을 따라 간격을 두고 임펠러 기능을 하는 홈 또는 돌기가 형성되거나 단면이 다각형으로 형성 되거나 임펠러가 설치되는 것이 바람직하다. 임펠러는 디퓨저 일체형이거나 탈부착 가능한 것을 포함한다.It is preferable that a groove or a projection functioning as an impeller is formed at intervals along the outer circumferential surface of the porous diffuser or a polygonal section or an impeller is installed so that the molten metal can be stirred and flowed when the porous diffuser rotates . The impeller includes a diffuser integral type or a detachable one.

상기 다공성 디퓨저는 세라믹으로 만들어지고 상기 헤드에 분리 탈착 가능케 설치된 것이 좋다.Preferably, the porous diffuser is made of ceramics and detachably attached to the head.

상기 불활성가스 공급부, 상기 회동수단, 상기 승강수단 및 상기 수평이동수단의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 포함하고, 상기 회동지지부에는 상기 용탕의 온도를 측정하여 상기 제어수단으로 인가하는 온도측정부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.And a control unit for controlling operations of the inert gas supply unit, the rotation unit, the elevation unit, and the horizontal movement unit, wherein the rotation support unit is provided with a temperature measurement unit for measuring the temperature of the molten metal and applying the temperature to the control unit .

상기 회동지지부에는 상기 용탕의 회전버블링 효과를 높이기 위하여 상기 디퓨저와 간격을 두고 배플 플레이트가 설치된 것이 바람직하다.The baffle plate may be provided on the pivotal support portion so as to be spaced apart from the diffuser in order to increase the rotational bubbling effect of the molten metal.

본 발명에 따른 다이캐스팅 방법은 래들에 담긴 금속 용탕에 다공성 디퓨저를 담가서 불활성가스를 공급하면서 상기 다공성 디퓨저를 회전시킴으로써 상기 불활성가스에 의한 가스버블이 상기 용탕에 골고루 버블링 되게 하면서 상기 금속 용탕을 냉각하여 반응고 슬러리를 생성하는 과정; 및 상기 반응고 슬러리를 성형기의 금형에 가압 주입하여 성형하는 과정을 포함하는 구성을 한다.The die casting method according to the present invention is characterized in that a porous diffuser is immersed in a molten metal contained in a ladle to rotate the porous diffuser while supplying an inert gas to cool the molten metal while bubbling gas bubbles caused by the inert gas into the molten metal uniformly A process of producing a reaction slurry; And injecting the reaction slurry into a mold of a molding machine under pressure.

상기 용탕은 Al-합금 또는 Mg-합금의 용탕이고, 상기 불활성가스는 아르곤 가스 또는 질소 가스인 것이 바람직하다.It is preferable that the molten metal is a molten metal of an Al-alloy or Mg-alloy, and the inert gas is an argon gas or a nitrogen gas.

상기 반응고 슬러리의 온도가 상기 금속의 액화점 이하의 온도에서 상기 성형기의 플런저에 공급하는 것이 좋다.It is preferable that the temperature of the reaction slurry is supplied to the plunger of the molding machine at a temperature not higher than the liquefaction point of the metal.

상기와 같은 본 발명은 래들(ladle)에 담긴 금속 용탕에 침지되어 회전하는 다공성 디퓨저(porous diffuser)를 통하여 가스를 불어 넣어 용탕을 격하게 교반시키면서 다량의 불활성가스를 작은 기포 상태로 분산시키서 버블링하여 용탕을 냉각시키고 수지상 결정을 파괴하여 결정이 미세화된 반응고 슬러리를 얻을 수 있게 한다.In the present invention as described above, a gas is blown through a porous diffuser, which is immersed in a molten metal contained in a ladle, and stirred, and a large amount of inert gas is dispersed into a small bubble state while stirring the molten metal. Thereby cooling the molten metal and destroying the dendritic crystal to obtain a reaction slurry in which crystals are refined.

위와 같이하여 얻은 반응고 상태의 슬러리를 성형기에 주입하여 금형 내부에서 가압 고화시킴으로써 치밀한 조직의 성형품을 얻을 수 있다.The reaction slurry obtained in the above-described manner is injected into a molding machine and is pressed and solidified in the mold, whereby a compact molded article can be obtained.

본 발명에 따르면, 종래의 것에 비해 불활성 가스를 슬러리 내에 골고루 분산 및 버블링시킴으로써 성형품의 전체 단면에서 치밀한 조직을 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a dense structure in the entire cross section of a molded article by uniformly dispersing and bubbling the inert gas in the slurry compared with the conventional one.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 디퓨저는 종래의 그라파이트 디퓨저에 비해 알루미늄 등 금속 슬러리가 잘 붙지 않아 제품불량을 일으킬 소지가 월등히 작고, 수명이 길고, 쉽게 교체할 수 있다.In addition, the ceramic diffuser according to the present invention is less likely to cause defective products because the metal slurry does not adhere well to the conventional graphite diffusers, and has a long life and can be easily replaced.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 스티킹(Sticking), 스크랩(Scrabps), 핫 존(Hot Zones) 안정화, 낮은 용탕온도로 품질 향상(소착으로 인한 기포 및 균열 억제), 금형 내구수명 증가(1.5배 예상), 래들로부터 용탕을 플런저에 붓는 온도가 60도 이상 낮아짐으로 금형 수명향상(기존 660℃ -> 개선 590℃ ), 금형 표면 온도 감소, 열피로 감소, 열충격 감소, 용손현상 감소 등의 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the method of the present invention, it is possible to improve the quality (stability of bubbles and cracks due to sintering), increase in mold life (1.5) by sticking, scraping, hot zone stabilization, (660 ℃ -> 590 ℃ improvement), mold surface temperature decrease, thermal fatigue reduction, thermal shock reduction, and decrease of the melting loss phenomenon by lowering the temperature of pouring the molten metal from the ladle to the plunger by 60 degrees or more Effect can be obtained.

본 발명에 따르면 다공성 디퓨저(porous diffuser)가 래들(ladle)에 담긴 금속 용탕에 침지되어 회전하면서 불활성 가스를 불어 넣어 용탕을 격하게 교반시키면서 다량의 불활성가스를 작은 기포 상태로 분산시키서 버블링하여 용탕을 냉각시킴에 따라 수지상 결정을 파괴하여 결정이 미세화된 반응고 슬러리를 얻을 수 있다.According to the present invention, a porous diffuser is immersed in a molten metal contained in a ladle, blowing an inert gas while rotating it, stirring the molten metal vigorously, dispersing a large amount of inert gas into a small bubble state and bubbling By cooling the molten metal, the dendritic crystal is destroyed to obtain a reaction slurry in which crystals are refined.

본 발명에 따르면, 위와 같은 반응고 상태의 슬러리를 성형기에 주입하여 금형 내부에서 가압 고화시킴으로써 치밀한 조직의 성형품을 얻을 수 있다.According to the present invention, a slurry of the above reactive state is injected into a molding machine and pressed and solidified in the mold to obtain a compact molded article.

도 1은 일반적인 반응고 슬러리 생성방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 디퓨저의 장착 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치를 설명하기 위한 사진이고,
도 4는 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 내부구성을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 디퓨저 장착부를 나타낸 사진,
도 7은 본 발명에 따른 다공성 디퓨저의 다른 예를 나타낸 확대도면,
도 8은 도 7 다공성 디퓨저의 저면도,
도 9는 도 7 다공성 디퓨저의 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 다이캐스팅 방법을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a general reaction slurry producing method,
2 is a view showing a mounting state of a conventional diffuser,
3 is a photograph for explaining an apparatus for producing a reaction slurry according to the present invention,
4 is a view for explaining the internal structure of the reaction slurry producing apparatus according to the present invention,
5 is a view for explaining the operating state of the reaction slurry producing apparatus according to the present invention,
6 is a photograph showing the diffuser mounting portion of the reaction slurry producing apparatus according to the present invention,
7 is an enlarged view showing another example of the porous diffuser according to the present invention,
Figure 8 is a bottom view of the porous diffuser of Figure 7,
Figure 9 is a top view of the porous diffuser of Figure 7,
10 is a view for explaining a die casting method according to the present invention,
11 is a view showing another example of an apparatus for producing a reaction slurry according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치를 설명하기 위한 사진이고, 도 4는 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 내부구성을 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining an apparatus for producing a reaction slurry according to the present invention, FIG. 4 is a view for explaining the internal structure of the reaction slurry producing apparatus according to the present invention, and FIG. Fig. 8 is a diagram for explaining the operating state of the generating apparatus. Fig.

도 3 내지 5를 참고하면, 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)는 래들(10)에 담긴 Al-합금 또는 Mg-합금 등의 금속 용탕(12)에 불활성가스를 공급하면서 회전하여 반응고 슬러리를 생성하기 위한 장치로서, 회동지지부(110)에 회전 가능케 설치되는 다공성 디퓨저(120)를 구비한다. 이 다공성 디퓨저(120)는 내부에 외부와 연통하는 빈 공간과 빈 공간으로 공급된 아르곤 가스 또는 질소 가스 등의 불활성 가스를 외부 표면 쪽으로 방출하기 위한 무수한 기공들을 가진다. 이 다공성 디퓨저(120)에 대해서는 뒤에서 더 자세히 설명한다.3 to 5, an apparatus 100 for producing a reaction slurry according to the present invention rotates while supplying an inert gas to a molten metal 12 such as an Al-alloy or Mg-alloy contained in the ladle 10, An apparatus for producing a high slurry includes a porous diffuser 120 rotatably installed on a pivot support 110. The porous diffuser 120 has a void space communicating with the outside and innumerable pores for discharging an inert gas such as argon gas or nitrogen gas supplied to the void space toward the outer surface. This porous diffuser 120 is described in more detail below.

위와 같은 다공성 디퓨저(120)는 래들(10)에 담긴 용탕(12) 속으로 하강과 동시에 회전하면서 금속 용탕(12) 내부로 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 공급함으로써 용탕(12)을 냉각시키면서 용탕(12)을 유동시켜 불활성 가스가 용탕(12) 전체에 고른 버블링이 이루어지게 하여 수지상 결정을 파괴하여 용탕(12)이 비수지상으로 되게 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)는 종래의 것에 비해 용탕 전체에 대한 담금질(quenching) 효과, 즉, 미세화를 증대시킨다. 또한, 용탕(12) 전체에 골고루 이루어지는 버블링에 의한 버블(B)은 용탕(12) 전체에서 수소 등 유해가스를 골고루 포집하여 제거할 수 있다.The porous diffuser 120 as described above is cooled and simultaneously flows into the molten metal 12 contained in the ladle 10 to supply an inert gas such as nitrogen or argon into the molten metal 12 to cool the molten metal 12, The molten metal 12 is flowed so that the inert gas bubbles evenly throughout the molten metal 12 to break the dendritic crystal so that the molten metal 12 becomes non-aqueous. Accordingly, the apparatus 100 for producing a reaction slurry according to the present invention increases the quenching effect, that is, the refinement of the entire molten metal, compared to the conventional apparatus. The bubbles B formed by the bubbling uniformly distributed over the entire molten metal 12 can collect and collect harmful gases such as hydrogen evenly throughout the molten metal 12.

다공성 디퓨저(120)는 바람직하게, 반응고 슬러리 생성장치(100)의 헤드(H)에 연결되는 호스 등을 통해 불활성가스를 공급하는 불활성가스 공급부(130) 및 공기 공급을 위한 공기 공급부(135)와 연결된다. 공기 공급부(135)는 디퓨저(120)의 냉각 및 청소를 위하여 구비된다. 바람직하게, 공기 공급과 불활성가스 공급을 자동으로 제어하기 위하여 전자제어 밸브가 이용될 수 있다. 공기 공급부(135)와 불활성가스 공급부(130)는 동일한 하나의 호스를 통해 디퓨저(120)와 연결되는 것이 바람직하다. 이 헤드(H)에 다공성 디퓨저(120)가 회동 가능케 지지되는 회동지지부(110)가 구비된다.The porous diffuser 120 preferably includes an inert gas supply unit 130 for supplying an inert gas through a hose or the like connected to the head H of the reaction slurry production apparatus 100 and an air supply unit 135 for supplying air, Lt; / RTI > The air supply unit 135 is provided for cooling and cleaning the diffuser 120. Preferably, an electronic control valve may be used to automatically control the air supply and the inert gas supply. The air supply unit 135 and the inert gas supply unit 130 are preferably connected to the diffuser 120 through the same single hose. And a pivotal support 110 for supporting the porous diffuser 120 in a rotatable manner.

불활성가스 공급부(130)로는 고압의 가스를 저장할 수 있는 압력용기 등의 창치가 사용된다. 헤드(H)에는 다공성 디퓨저(120)를 용이하게 탈착할 수 있도록 장착부를 구성하는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 뒤에서 더 자세히 설명한다.As the inert gas supply unit 130, a window vessel such as a pressure vessel capable of storing a high-pressure gas is used. The head H is preferably provided with a mounting portion so that the porous diffuser 120 can be easily attached and detached. This is discussed in more detail below.

도시된 바와 같이, 회동지지부(110)를 구비하는 헤드(H)에는 용탕(12)의 온도를 측정하여 제어수단(140)으로 인가하는 온도측정부(150)가 설치될 수 있다. 온도측정을 위한 온도센서 또는 온도측정부는 여타의 다른 위치에 여러 개 설치될 수 있음은 물론이다. As shown in the figure, a temperature measuring unit 150 for measuring the temperature of the molten metal 12 and applying the measured temperature to the control unit 140 may be installed on the head H having the rotation supporting unit 110. It is needless to say that a plurality of temperature sensors or temperature measuring units for temperature measurement may be installed at other positions.

본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)는 다공성 디퓨저(120)를 회전시키기 위한 회동수단(160)과 상하로 설치된 슬라이드 가이드(170)를 가진다. 회동수단(160)은 회동지지부(110)와 함께 슬라이드 가이드(170)를 따라 상하로 승강 가능케 설치된다. 회동수단(160)의 동력원으로는 기어드 모터가 적당하고, 동력전달은 벨트(162)와 풀리(164) 등을 이용하면 된다.The apparatus 100 for producing a reaction slurry according to the present invention has a rotating means 160 for rotating the porous diffuser 120 and a slide guide 170 installed above and below. The pivoting means 160 is installed so as to be vertically movable along the slide guide 170 together with the pivotal support portion 110. A geared motor is suitable as the power source of the rotating means 160, and the belt 162 and the pulley 164 may be used for power transmission.

본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)는 회동지지부(110)와 회동수단(160)을 슬라이드 가이드(170)를 따라 승강시키기 위한 승강수단(180)을 갖춘다.The apparatus 100 for producing a reaction slurry according to the present invention is provided with a lifting means 180 for lifting and lowering the pivotal support 110 and the pivoting means 160 along the slide guide 170.

승강수단(180)으로는 서보모터(181)와 슬라이드 가이드(170)를 따라 상하방향으로 배치되고 서보모터(181)에 의해 회전되는 볼스크루(미도시)로 구성될 수 있다. 물론, 회동지지부(110)와 회동수단(110)이 탑재되는 승강부재(112)에는 볼스크루에 맞물려 볼스크루의 회전 방향에 따라 승강부재(112)가 승강될 수 있도록 기어 또는 나선이 형성되어 있어야 한다. 승강수단으로서, 볼스크루 방식 외에 기존에 알려진 여타의 다른 방식이 이용될 수 있음은 물론이다.The elevating means 180 may be constituted by a servo motor 181 and a ball screw (not shown) arranged in the vertical direction along the slide guide 170 and rotated by a servo motor 181. Of course, the elevating member 112 on which the pivotal support 110 and the pivoting means 110 are mounted is provided with a gear or a spiral so that the elevating member 112 can be moved up and down according to the rotating direction of the ball screw do. It is needless to say that, as the elevating means, other known methods other than the ball screw method may be used.

슬라이드 가이드(170)는 가이드 지지수단(190)의 지지를 받고 있으며, 가이드 지지수단(190)은 포스트(191) 및 슬라이드 가이드(170)와 연결된 수평지지부(193)를 구비한다. 수평지지부(193)는 포스트(191) 상에서 수평이동 가능케 설치되고, 수평지지부(193)에는 수평지지부(193)를 수평방향으로 이동시키기 위한 수평이동수단(200)을 갖춘다.The slide guide 170 is supported by the guide support means 190 and the guide support means 190 has a horizontal support portion 193 connected to the post 191 and the slide guide 170. The horizontal support 193 is horizontally movable on the post 191 and the horizontal support 193 is provided with horizontal movement means 200 for moving the horizontal support 193 in the horizontal direction.

수평이동수단(200)은 기어드모터(202)와 나선 또는 기어이가 형성된 수평축(204)과 수평축(204)의 나선 또는 기어 이에 맞물려 회전 방향에 따라 앞뒤로 이동하는 볼스크루(206) 및 기어드모터(202)의 동력을 볼스크루(206)로 전달하는 풀리(207)와 벨트(208)를 구비하여 구성된다. 수평지지부(193)는 기어드모터(202)의 작동으로 설정된 위치까지 이동할 수 있게 한다. 수평지지부(193)의 이동위치는 포토센서 등을 통해 감지하여 제어수단(140)으로 인가하여 기어드모터(202)의 동작을 멈출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The horizontally moving means 200 includes a ball screw 206 and a geared motor 202 which are meshed with a geared motor 202 and a spiral or gear of a horizontal axis 204 and a spiral or geared horizontal axis 204, And a belt 208 for transmitting the power of the ball screw 206 to the ball screw 206. The horizontal support 193 allows movement of the geared motor 202 to the set position. It is preferable that the movement position of the horizontal support 193 is sensed through a photosensor or the like and is applied to the control means 140 so that the operation of the geared motor 202 can be stopped.

또한, 수평지지부(193)는 포스트(191) 상단의 수직축(192)을 통해 좌우 회동 가능케 설치되어 있고, 수직축(192)의 회동각도는 포스트(191)에 설치된 각도조절구(195)를 손으로 회동시켜서 잠금을 해제하고 각도 조절 후 각도조절구(195)를 잠가서 조정할 수 있도록 되어 있다. 이러한 수평이동수단(200) 역시 볼스크루 방식 외의 기존에 알려진 여타의 수평이동수단이 이용될 수 있다.The angle of rotation of the vertical axis 192 is adjusted by turning the angle adjuster 195 provided on the post 191 by hand It is possible to release the lock and adjust the angle, and to adjust the angle adjuster 195 by locking it. The horizontal moving means 200 may also be any other known horizontal moving means other than the ball screw type.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)는 바람직하게, 회동수단(160)과 승강수단(180)의 동작을 제어하기 위한 제어수단(140)을 구비한다. 제어수단(140)은 필요에 따라 불활성가스 공급부(130)와 공기 공급부(135)에 설치된 전자밸브, 수평이동수단(200)의 동작도 함께 제어할 수 있게 하는 것이 좋다. 이러한 구성요소들은 때에 따라 개별적으로 작업자가 스위치나 밸브를 수동으로 작동시켜 구동할 수 있게 구성할 수 있음은 물론이다. 또한 반응고 슬러리 생성장치(100)에는 수평이동수단(200)이 없이 회동수단(160)과 승강수단(180)을 구비하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the reaction slurry producing apparatus 100 according to the present invention preferably includes a control means 140 for controlling the operation of the rotating means 160 and the elevating means 180. The control means 140 may control the operation of the electromagnetic valve and the horizontal movement means 200 installed in the inert gas supply portion 130 and the air supply portion 135 as necessary. Of course, these components can sometimes be individually configured to allow the operator to manually actuate the switch or valve. In addition, the reaction slurry producing apparatus 100 may be provided with the rotating means 160 and the elevating means 180 without the horizontal moving means 200.

포스트(191)는 상방으로 가다가 측방으로 꺾인 후 다시 상방으로 연장된 것이 바람직하다. 이렇게 하면 래들(10)에서 충분히 떨어진 위치에 포스트(191)를 설치하여 반응고 슬러리 생성장치(100)를 운용할 수 있다. 또한 포스트(191)는 아치형태의 트러스 구조나 I 자형태의 기둥이 될 수 있다.It is preferable that the post 191 goes upward, then sideways, and then extends upward. In this way, the reaction slurry producing apparatus 100 can be operated by installing the post 191 at a position sufficiently away from the ladle 10. The post 191 may also be an arch-shaped truss structure or an I-shaped post.

도 6은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 다공성 디퓨저 장착부를 나타낸 사진, 도 7은 본 발명에 따른 다공성 디퓨저의 다른 예를 나타낸 확대 사시도, 도 8은 도 7 다공성 디퓨저의 저면도, 도 9는 도 7 다공성 디퓨저의 평면도이다.FIG. 6 is a photograph showing the porous diffuser mounting portion of the reaction slurry producing apparatus according to the present invention, FIG. 7 is an enlarged perspective view showing another example of the porous diffuser according to the present invention, FIG. 8 is a bottom view of the porous diffuser, 7 is a top view of the porous diffuser.

도 6에 나타낸 바와 같이, 헤드(H)에는 회전축(111)이 설치되어 있고, 회전축(111)에는 다공성 디퓨저 장착부(113)가 설치되어 있다. 이 다공성 디퓨저 장착부(113)로는 나사결합방식을 이용한 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 장착부(113) 외주면과 불활성 가스를 공급하기 위한 다공성 디퓨저(120) 내부의 빈 공간(120a) 내주면에 나선(113a, 120b)을 형성하여 나사결합 할 수 있게 하면 된다.6, the head H is provided with a rotating shaft 111, and the rotating shaft 111 is provided with a porous diffuser mounting portion 113. [ As the porous diffuser mounting portion 113, a screw coupling method is preferably used. For this purpose, it is sufficient that the spiral lines 113a and 120b are formed on the inner circumferential surface of the hollow space 120a inside the porous diffuser 120 for supplying the inert gas with the outer circumferential surface of the mounting portion 113,

그리고 다공성 디퓨저(120)는 다공성 디퓨저(120)가 회전할 때 용탕을 잘 유동시킬 수 있도록 다공성 디퓨저(120)의 외주면을 따라 간격을 두고 홈(123) 또는 돌기를 형성하여 임펠러 기능을 가지도록 한다. 이들은 용탕(12)을 교반하는 날개의 역할을 한다. 다공성 디퓨저(120)가 회전 시 용탕(12)이 교반되는 효과가 증대 되도록 디퓨저(120) 외주면에 홈(123) 또는 돌기를 형성하거나 디퓨저(120)의 외주면을 다각형으로 형성할 수 있고, 이러한 임펠러 역할을 하는 부분은 다공성 디퓨저(120)의 하단부에 형성하는 것이 바람직하다. 또한 디퓨저(120)가 임펠러 기능을 가지도록 디퓨저(120)의 단면을 8각형, 7각형, 6각형, 5각형 4각형 등의 다각형으로 할 수 있다. 도 4와 5에 나타낸 디퓨저(150)는 8각형 단면모양을 가지는 것을 나타낸 것이다.The porous diffuser 120 has grooves 123 or protrusions spaced along the outer circumferential surface of the porous diffuser 120 so as to allow the molten metal to flow well when the porous diffuser 120 rotates to have an impeller function . These serve as wings for stirring the molten metal 12. Grooves 123 or protrusions may be formed on the outer circumferential surface of the diffuser 120 or the outer circumferential surface of the diffuser 120 may be formed in a polygonal shape so as to increase the effect of stirring the molten metal 12 during rotation of the porous diffuser 120, The porous diffuser 120 is preferably formed at the lower end of the porous diffuser 120. In addition, the cross-section of the diffuser 120 may be a polygonal shape such as an octagonal, a hexagonal, a hexagonal, or a quadrangle so that the diffuser 120 functions as an impeller. The diffuser 150 shown in Figs. 4 and 5 has an octagonal cross-sectional shape.

그리고 본 발명에 따른 다공성 디퓨저(120)는 세라믹으로 만들어진 것이 바람직하다. 세라믹은 용탕이 잘 들러붙지 않는 특성이 있고 수명도 길다. 또한 내부 빈 공간(120a)으로 공급된 불활성 가스가 외부로 노출될 수 있게 하는 미세 기공들은 다공성 디퓨저(120a)의 외관을 형성한 후 굽기 전에 형성해둔다.The porous diffuser 120 according to the present invention is preferably made of ceramic. Ceramics have characteristics that the molten metal does not adhere well and have a long lifetime. The micropores that allow the inert gas supplied to the inner hollow space 120a to be exposed to the outside are formed before forming the outer surface of the porous diffuser 120a and then baking.

앞의 도 3 내지 6을 함께 참고하면서 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.The operation of the reaction slurry producing apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치(100)의 제어수단(140)은 수평이동수단(200)을 작동시켜 다공성 디퓨저(120)를 정위치에 정지한 래들(12) 위로 수평 이동 시켜서 래들과 부딪히지 않게 정위치하여 정지시킨다. 주조 작업을 위하여 용탕을 담은 래들(12)이 설정된 정위치, 또는 다공성 디퓨저(120) 아래에 도착하면 승강수단(180)을 작동시켜 다공성 디퓨저(120)를 하강시킴과 동시에 회동수단(160)으로 다공성 디퓨저(120)를 화살표로 나타낸 바와 같이 회전시키고, 불활성가스 공급부(130)의 밸브를 열어 불활성가스 공급부(130)의 불활성 가스를 공급하면서 용탕(12) 속으로 잠기게 한다. 이때 디퓨저(120)는 래들의 내부 바닥면과 부딪히지 않게 설정한 위치까지 하강한다.The control means 140 of the reaction slurry producing apparatus 100 according to the present invention operates the horizontal moving means 200 to move the porous diffuser 120 horizontally over the ladle 12 stopped at a predetermined position, Stop and stop. When the ladle 12 containing the molten metal arrives at the set position or under the porous diffuser 120 for casting operation, the elevating means 180 is operated to lower the porous diffuser 120, and at the same time, The porous diffuser 120 is rotated as indicated by the arrow and the valve of the inert gas supply unit 130 is opened to immerse the inert gas in the molten metal 12 while supplying inert gas of the inert gas supply unit 130. At this time, the diffuser 120 descends to a position set not to collide with the inner bottom surface of the ladle.

다공성 디퓨저(120)가 회전함에 따라 용탕(12)에 회전유동이 일어나고, 용탕(12) 속으로 공급된 불활성가스는 용탕(12) 전체를 골고루 버블링 하게 된다. 특히, 본 발명에 따른 다공성 디퓨저(120)에 형성된 홈(123) 또는 돌기 또는 다각형이 날개(blade) 또는 임펠러(impeller) 역할을 하여 용탕(12)을 원활하게 교반시켜 불활성 가스가 용탕(12) 속으로 골고루 잘 침투되게 한다.As the porous diffuser 120 rotates, rotational flow occurs in the molten metal 12, and the inert gas supplied into the molten metal 12 bubbles the molten metal 12 evenly. In particular, the grooves 123 formed in the porous diffuser 120 according to the present invention or the projections or polygons serve as blades or impellers to smoothly stir the molten metal 12, It is well penetrated into the inside.

그리고 회동수단(160)을 구성하는 기어드모터로는 양 방향 구동이 가능한 것을 사용하여 다공성 디퓨저(120)의 회전방향을 바꾸어 주어 불활성 가스가 전체 용탕(12)에 골고루 분산과 교반이 되게 할 수 있어 더욱 좋다. 또한 회전 구동에 의한 버블링 효과를 증대하기 위하여 다공성 디퓨저(120) 주변으로 버플 플레이트(Baffle plate)를 더 배치할 수 있는데, 이에 대해서는 뒤에서 더 자세히 설명한다.As the geared motor constituting the rotating means 160, a rotating direction of the porous diffuser 120 can be changed by using a device capable of bi-directional driving so that the inert gas can be uniformly dispersed and stirred in the entire molten metal 12 It is better. Further, a baffle plate may be further disposed around the porous diffuser 120 to increase the bubbling effect by the rotation driving operation, which will be described later in detail.

위와 같은 방식으로 다공성 디퓨저(120)를 회전시키면서 불활성 가스를 일정 시간 동안 또는 용탕(12)의 온도가 일정 온도까지 떨어질 때까지 용탕(12)속으로 공급한다. 바람직하게, 온도측정부(150)에서 인가되는 용탕(12)의 온도가 목표 온도까지 떨어지면 불활성가스공급부(130)의 밸브를 잠가서 불활성 가스의 공급을 멈추고, 회동수단(160)의 동작을 멈추고, 승강수단(180)을 작동하여 다공성 디퓨저(120)를 상승 시킨 후, 다음 공정 수행을 위해 공기 공급부(135)에서 공기를 디퓨저(120) 내부로 공급하여 디퓨저(120)를 냉각시킴과 아울러 청결을 유지하면서 다음 공정 수행을 위해 대기한다.The inert gas is supplied into the molten metal 12 for a predetermined time or until the temperature of the molten metal 12 falls to a predetermined temperature while rotating the porous diffuser 120 in the above manner. Preferably, when the temperature of the molten metal 12 applied by the temperature measuring unit 150 falls to the target temperature, the valve of the inert gas supply unit 130 is locked to stop the supply of the inert gas, the operation of the turning unit 160 is stopped The air diffuser 120 is operated to raise the porous diffuser 120 and then the air is supplied from the air supply unit 135 to the inside of the diffuser 120 to cool the diffuser 120, While waiting for the next process to be performed.

위와 같이 하면, 불활성 가스가 전체 용탕(12)에 골고루 침투되고 용탕 전체에 양호한 담금질(quenching) 효과를 가지는 슬러리를 얻을 수 있다.In this manner, it is possible to obtain a slurry in which an inert gas is evenly penetrated into the entire molten metal 12 and has a good quenching effect on the entire molten metal.

도 10은 본 발명에 따른 다이캐스팅 방법을 설명하기 위한 도면이다. 앞의 도 3내지 9를 함께 참고하면서 설명한다.10 is a view for explaining a die casting method according to the present invention. 3 to 9 will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 9를 통해 설명한 반응고 슬러리 생성장치(100)에서 수평이동수단(200)을 통해 다공성 디퓨저(120)를 래들(10) 위로 전진, 승강수단(180)을 통해 다공성 디퓨저(120)를 하강시켜 용탕(12)에 잠기게 하고, 회동수단(160)으로 다공성 디퓨저(120)를 회전시키면서 불활성 가스를 용탕(12) 속으로 공급한다.3 to 9, the porous diffuser 120 is moved to the upper side of the ladle 10 through the horizontal moving means 200 and the porous diffuser 120 is moved up and down through the lifting means 180 And the inert gas is supplied into the molten metal 12 while the porous diffuser 120 is rotated by the rotating means 160.

다공성 디퓨저(120)가 회전함에 따라 용탕(12)에 유동과 교반이 일어나고, 용탕(12) 속으로 공급된 불활성가스는 용탕(12) 전체에 골고루 버블링 된다. 회동수단(160)으로 양 방향 구동이 가능한 모터를 사용하여 다공성 디퓨저(120)의 회전방향을 바꾸어 주면 불활성 가스가 전체 용탕(12)에 더 골고루 분산되어 전체 용탕이 골고루 교반되고 양호한 담금질(quenching) 효과를 가지는 슬러리를 얻을 수 있다. 또한 회전 구동에 의한 버블링 효과를 증대하기 위하여 디퓨저(120) 주변으로 배플 플레이트를 배치할 수 있다.As the porous diffuser 120 rotates, the molten metal 12 flows and agitates and the inert gas supplied into the molten metal 12 bubbles evenly throughout the molten metal 12. If the direction of rotation of the porous diffuser 120 is changed by using a motor capable of being bi-directionally driven by the rotating means 160, the inert gas is evenly dispersed in the whole of the molten metal 12 so that the entire molten metal is uniformly stirred, A slurry having an effect can be obtained. Further, the baffle plate may be disposed around the diffuser 120 to increase the bubbling effect by the rotational driving.

용탕(12)의 온도가 목표 온도까지 떨어지면 불활성 가스의 공급을 멈추고, 회동수단(160)의 동작을 멈추고, 승강수단(180)을 작동하여 다공성 디퓨저(120)를 상승 시킨 다음 공기를 디퓨저(120) 내부로 공급하여 디퓨저(120)를 냉각하면서 청결을 유지한다.When the temperature of the molten metal 12 drops to the target temperature, the supply of the inert gas is stopped, the operation of the pivoting means 160 is stopped, the elevating means 180 is operated to raise the porous diffuser 120, So that the diffuser 120 is cooled while maintaining the cleanliness thereof.

위와 같이 하여 생성한 래들(10)에 담긴 반응고 슬러리(S)를 다이캐스팅장비(220)의 플런저(221)에 부어서 피스톤(222)으로 금형(223)에 고압으로 주입하여 성형하면 치밀한 조직의 제품을 얻을 수 있다. 이때, 반응고 슬러리(S)의 온도는 금속의 액화점 이하의 온도에서 다이캐스팅장비(220)의 플런저(221)에 공급하는 것이 바람직하다.When the reaction slurry S contained in the ladle 10 formed as described above is poured into the plunger 221 of the die casting machine 220 and is injected into the mold 223 at a high pressure by the piston 222 to form a dense structure product Can be obtained. At this time, it is preferable that the temperature of the reaction slurry S is supplied to the plunger 221 of the die casting equipment 220 at a temperature not higher than the liquefaction point of the metal.

도 11은 본 발명에 따른 반응고 슬러리 생성장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.11 is a view showing another example of an apparatus for producing a reaction slurry according to the present invention.

때에 따라, 회동지지부(110)를 이루는 헤드(H) 에 다공성 디퓨저(120) 측방으로 이격하여 배치되게 배플 플레이트(baffle plate, BP)를 설치하면 다공성 디퓨저(120)의 회전에 의해 래들 내에서 회전운동하는 용탕의 회전운동을 제어하여 금속 용탕 전체에 교반 버블링이 잘 이루어질 수 있다. 배플 플레이트(BP)의 설치 개수는 복수개 설치될 수 있다. 나머지는 도 3 내지 5을 통해서 설명한 것과 같다.When a baffle plate BP is disposed so as to be spaced laterally of the porous diffuser 120 in the head H constituting the pivot supporting portion 110, rotation of the porous diffuser 120 in the ladle Stirring bubbling can be well performed throughout the molten metal by controlling the rotational motion of the molten metal. A plurality of baffle plates (BP) can be installed. The rest are the same as those described with reference to Figs.

본 발명자는 위와 같은 본 발명의 방법에 따라 반응고 슬러리 고압다이캐스팅에 따른 시편을 제작하고 그 물성치 데이터를 얻었다. 이에 대해 설명하면 아래와 같다.The present inventors fabricated specimens according to the method of the present invention as described above and subjected to high-pressure die casting of reaction slurry, and obtained physical property data thereof. This is described below.

1) 반응고 슬러리 고압다이캐스팅에 의한 시편의 인장강도1) Tensile Strength of Specimen by High Pressure Die Casting in Reactor Slurry

① 시편은 ASTM B 557의 규격에 맞게 시편금형을 제작하여 시편을 제작하였다.(1) Specimens were manufactured in accordance with ASTM B 557 standards.

② 시편제작에 사용된 합금은 (ADC10(A380, AlSi8Cu3Fe)으로서 액화점(Liquid temperature)은 598℃, 공정온도는 572℃이고 탈가스 처리 후 용탕온도 680℃이다.(2) The alloy used for the specimen preparation is ADC10 (A380, AlSi8Cu3Fe), which has a liquid temperature of 598 ° C, a process temperature of 572 ° C, and a molten metal temperature of 680 ° C after degassing.

○ 래들에 담긴 용탕에 대하여 반응고 슬러리를 얻기 위하여 공정을 다음과 같이 실시하였고, 디퓨저의 재료는 다공질 세라믹으로서 밀도 2.7g/㎤, 기공율 20%, 굽힘강도 17MPa이다.The process was performed as follows to obtain a reaction slurry for the molten metal contained in the ladle. The material of the diffuser was a porous ceramic having a density of 2.7 g / cm 3, a porosity of 20%, and a bending strength of 17 MPa.

- 불활성가스(N2)의 가스 버블링 및 회전에 의한 용탕 담금질(quenching) 시작온도는 625℃, 640℃이고 각각의 담금질(quenching) 시간은 10초, 15초, 25초, 30초이다. 기존의 고압다이캐스팅을 위한 용탕의 온도는 660℃이다.- The starting temperature of the quenching of the molten metal by inert gas (N2) gas bubbling and rotation is 625 ℃ and 640 ℃, respectively, and the quenching time is 10 seconds, 15 seconds, 25 seconds and 30 seconds respectively. The temperature of the conventional molten metal for high pressure die casting is 660 ° C.

- 담금질(quenching) 후 플런저에 공급하기 전의 온도는 585℃- 594℃로 액화점 이하이다.- The temperature before quenching and before feeding to the plunger is between 585 ° C and 594 ° C below the liquefaction point.

- 표 1에서 항복강도가 190MPa 이상 되는 경우는 플런저에 공급하기 전의 온도가 재료의 액화점 이하의 온도이다.- In Table 1, when the yield strength is 190 MPa or more, the temperature before supplying to the plunger is the temperature below the liquefaction point of the material.

- 즉, 불활성가스(N2)의 버블링 및 회전에 의한 담금질(quenching) 후 용탕의 온도가 합금의 액화점온도와 공정온도 사이에 이르렀을 때 반응고 슬러리 효과가 나타나는 것을 표 1은 보여 준다.That is, Table 1 shows that when the temperature of the molten metal reached between the liquefying point temperature and the process temperature of the alloy after bubbling and quenching of the inert gas (N2), the reaction slurry effect was exhibited.

○ 표 1로부터 반응고 슬러리 처리된 AlSi8Cu3Fe(ADC10)의 항복강도(192MPa)와 인장강도(292MPa)가 기존의 고압다이캐스팅 제품의 강도(항복/인장 = 166/279MPa) 값보다 인장강도는 4%, 항복강도는 15%이상 향상되었고, 신율은 기존 고압 다이캐스팅과 비교하면 3.4%에서 2.4%으로 감소하였다.○ From Table 1, the yield strength (192 MPa) and tensile strength (292 MPa) of AlSi8Cu3Fe (ADC10) treated with reaction slurry were 4% higher than the strength (yield / tensile strength = 166/279 MPa) The yield strength was improved by more than 15% and the elongation was reduced from 3.4% to 2.4% as compared with the conventional high pressure die casting.

○ 표 1의 용탕온도 측정은 K - type 서머 커플을 사용하여 측정하였다.○ The temperature of the melt in Table 1 was measured using a K - type thermocouple.

Figure pat00001
Figure pat00001

반응고Reaction column 슬러리 시편의 인장시험 결과 Tensile test results of slurry specimens

본 발명은 Al-합금 또는 Mg-합금 등 경량금속으로 높은 강도와 고연신율이 필요한 자동차 부품을 만드는 데 이용될 가능성이 있다. 자동차 부품뿐만 아니라 여타의 다이캐스팅 제품을 만드는 데 이용될 가능성도 있다.The present invention is likely to be used to make automotive parts that require high strength and high elongation as lightweight metals such as Al-alloys or Mg-alloys. There is also a possibility that it can be used to make automobile parts as well as other die casting products.

10: 래들 12: 용탕
100: 반응고 슬러리 생성장치 110: 회동지지부
120: 다공성 디퓨저 130: 불활성 가스 공급부
140: 제어수단 150: 온도측정부
160: 회동수단 170: 슬라이드 가이드
180: 승강수단 190: 가이드 지지수단
200: 수평이동수단 220: 다이캐스팅 장비10: ladle 12: melt
100: reaction slurry producing apparatus 110:
120: Porous diffuser 130: Inert gas supply part
140: control means 150: temperature measuring unit
160: rotation means 170: slide guide
180: elevating means 190: guide supporting means
200: horizontal moving means 220: die casting equipment

Claims (12)

래들에 담긴 금속 용탕에 불활성가스를 공급하여 반응고 슬러리를 생성하기 위한 반응고 슬러리 생성장치에 있어서,
상기 래들에 담긴 용탕에 잠긴 상태에서 상기 금속 용탕 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 다공성 디퓨저;
상기 다공성 디퓨저로 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스 공급부;
상기 다공성 디퓨저를 회전 가능케 지지하는 회동지지부;
상기 다공성 디퓨저를 회전시키기 위한 회동수단;
상기 회동지지부의 상하 이동을 안내하는 슬라이드 가이드;
상기 회동지지부를 상기 슬라이드 가이드를 따라 승강시키기 위한 승강수단; 및
상기 슬라이드 가이드를 지지하는 가이드 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.A reaction slurry producing apparatus for producing a reaction slurry by supplying an inert gas to a molten metal contained in the ladle,
A porous diffuser for supplying an inert gas into the molten metal in a state of being immersed in the molten metal contained in the ladle;
An inert gas supply unit for supplying an inert gas to the porous diffuser;
A pivotal support for rotatably supporting the porous diffuser;
Rotating means for rotating the porous diffuser;
A slide guide for guiding upward and downward movement of the pivot support portion;
Elevating means for elevating and lowering the pivotal support portion along the slide guide; And
And a guide supporting means for supporting the slide guide. 제1항에서, 상기 가이드 지지수단은 포스트 및 상기 슬라이드 가이드와 연결되고 상기 포스트에 지지가 된 수평지지부를 구비하여 구성되고,
상기 수평지지부는 상기 포스트 상에서 수평이동 가능케 설치되고, 상기 수평지지부에는 상기 수평지지부를 수평방향으로 이동시키기 위한 수평이동수단를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The apparatus of claim 1, wherein the guide support means comprises a post and a horizontal support connected to the slide guide and supported by the post,
Wherein the horizontal support part is horizontally movable on the post, and the horizontal support part comprises a horizontal moving part for horizontally moving the horizontal support part. 제1항에서, 상기 회동수단 및 상기 승강수단의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The reaction slurry producing apparatus according to claim 1, comprising control means for controlling the operation of the rotating means and the elevating means. 제1항에서, 상기 다공성 디퓨저가 회전할 때 상기 용탕을 잘 교반하고 유동시킬 수 있도록 상기 다공성 디퓨저의 외주면을 따라 간격을 두고 임펠러 기능을 하는 홈 또는 돌기가 형성되거나 단면이 다각형으로 형성 되거나 임펠러가 설치된 것(임펠러는 디퓨저 일체형이거나 탈부착 가능한 것을 포함)을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성 장치.The porous diffuser as claimed in claim 1, wherein grooves or projections functioning as an impeller are formed at intervals along the outer circumferential surface of the porous diffuser so that the molten metal can be agitated and flowed when the porous diffuser rotates, Wherein the impeller is a diffuser integrated type or a detachable type impeller. 제1항에서, 상기 다공성 디퓨저는 세라믹으로 만들어지고 상기 헤드에 분리 탈착 가능케 설치된 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The apparatus of claim 1, wherein the porous diffuser is made of ceramic and is detachably attached to the head. 제2항에서, 상기 불활성가스 공급부, 상기 회동수단, 상기 승강수단 및 상기 수평이동수단의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 포함하고,
상기 회동지지부에는 상기 용탕의 온도를 측정하여 상기 제어수단으로 인가하는 온도측정부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The control system according to claim 2, further comprising control means for controlling operations of the inert gas supply unit, the rotation means, the elevation means, and the horizontal movement means,
Wherein the rotation support portion is provided with a temperature measuring portion for measuring the temperature of the molten metal and applying the temperature to the control means. 제1항에서, 상기 다공성 디퓨저가 회전할 때 상기 용탕을 잘 유동시킬 수 있도록 상기 다공성 디퓨저는 전체 또는 일부 단면이 다각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The apparatus for producing a reaction slurry according to claim 1, wherein the porous diffuser is formed in a polygonal shape in whole or in part so that the molten metal can flow well when the porous diffuser rotates. 제1항에서, 상기 회동지지부에는 상기 용탕의 회전 버블링 효과를 높이기 위하여 상기 디퓨저와 간격을 두고 배플 플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 반응고 슬러리 생성장치.The apparatus for producing a reaction slurry according to claim 1, wherein a baffle plate is installed on the pivotal support portion at an interval from the diffuser in order to enhance a rotary bubbling effect of the molten metal. 래들에 담긴 금속 용탕에 다공성 디퓨저를 담가서 불활성가스를 공급하면서 상기 다공성 디퓨저를 회전시킴으로써 상기 불활성가스에 의한 가스버블이 상기 용탕에 골고루 버블링 되게 하면서 상기 금속 용탕을 냉각하여 반응고 슬러리를 생성하는 과정; 및
상기 반응고 슬러리를 성형기의 금형에 가압 주입하여 성형하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 고압다이캐스팅 방법.The porous diffuser is immersed in a molten metal contained in the ladle to rotate the porous diffuser while supplying an inert gas so that the molten metal bubbles are uniformly bubbled into the molten metal by the inert gas while the molten metal slurry is formed ; And
And pressurizing and injecting the reaction slurry into a mold of a molding machine. 제9항에서, 상기 용탕은 Al-합금 또는 Mg-합금의 용탕이고, 상기 불활성가스는 아르곤 가스 또는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 고압다이캐스팅 방법.The high pressure die casting method according to claim 9, wherein the molten metal is an Al-alloy or Mg-alloy molten metal, and the inert gas is an argon gas or a nitrogen gas. 제9항에서, 상기 반응고 슬러리의 온도가 상기 금속의 액화점 이하의 온도에서 상기 성형기의 플런저에 공급하는 것을 특징으로 하는 고압다이캐스팅 방법.The high pressure die casting method according to claim 9, wherein the temperature of the reaction slurry is supplied to the plunger of the molding machine at a temperature not higher than the liquefaction point of the metal. 제9항에서, 상기 래들 내부에 상기 디퓨저와 간격을 두고 배플 플레이트를 배치하여 상기 용탕의 회전 버블링 효과를 높이는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압다이캐스팅 방법.The high pressure die casting method according to claim 9, further comprising the step of increasing the rotary bubbling effect of the molten metal by disposing a baffle plate in the ladle with an interval from the diffuser.
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