KR20180076355A - Manufacturing method for mold for casting titanium alloy and mold for casting titanium alloy thereof - Google Patents

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KR20180076355A
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titanium alloy
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정재옥
조규철
김민철
배근수
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한국피아이엠(주)
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Abstract

The present invention relates to a mold manufacturing method for casting a titanium alloy and a mold for casting a titanium alloy manufactured by the same, which can reduce manufacturing costs and increase productivity. The mold manufacturing method for casting a titanium alloy according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: dipping a wax molded article defining a cavity shape in a first slurry, applying first sand for casting, and drying the wax molded article to form a first chemically resistant coating layer; repeating a process of dipping the wax molded article, on which the first chemically resistant coating layer is formed, in a second slurry, applying second sand for casting, and drying the wax molded article several times so as to form a plurality of second chemically resistant coating layers; manufacturing a backup mold by dipping the surface of the second chemically resistant coating layer in the second slurry and drying the wax molded article to form a backup coating layer; and heating the backup mold to dewax and burning the backup mold.

Description

티타늄 합금 주조용 주형 제조방법 및 이에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형 {MANUFACTURING METHOD FOR MOLD FOR CASTING TITANIUM ALLOY AND MOLD FOR CASTING TITANIUM ALLOY THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a casting mold for casting a titanium alloy, and a casting mold for casting a titanium alloy,

본 발명은 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법 및 이에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 티타늄계 합금의 원심가압 정밀 주조에 사용되는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법 및 이에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a mold for casting a titanium alloy and a mold for casting the same. More particularly, the present invention relates to a method for producing a mold for casting a titanium alloy used in centrifugal pressure precision casting of a titanium-based alloy, and a mold for casting a titanium alloy produced thereby.

최근 차량의 연비 및 배출가스 등의 규제가 강제 이행되도록 강화되고 있다. 따라서 차체의 경량화뿐 아니라 차량 내 엔진 부품의 경량화도 요구되고 있는 실정이다. Recently, regulations such as fuel consumption and exhaust gas emission of vehicles have been strengthened. Therefore, not only the weight of the vehicle body but also the weight of the engine parts in the vehicle are required to be reduced.

차량의 파워트레인(powertrain)은 차량의 엔진 및 구동바퀴 사이의 모든 기관을 총칭하는 것으로, 차체 중량의 약 25%를 차지하고 있으며, 이러한 차량 파워트레인의 경량화는, 차체 경량화에 비해 10배 이상의 연비 향상 효과를 얻을 수 있다.The powertrain of the vehicle collectively refers to all the engines between the engine and the driving wheels of the vehicle and occupies about 25% of the weight of the vehicle body. The light weight of the vehicle powertrain is 10 times or more higher than the weight of the vehicle Effect can be obtained.

엔진의 경량화를 위해 단순히 엔진 크기만 줄여서는 안되며, 엔진의 소형화 및 고출력화로 인한 연비의 향상이 필수적이다. 기존의 소재를 그대로 이용하면서 엔진 디자인 변경만으로 경량화를 달성하는 것은 한계가 있으며, 경량화 소재로 주로 사용되는 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 등의 소재는 내열, 내산화성, 강도 등의 문제로 엔진 소재로는 적합하지 못한 문제가 있었다. 이를 위해 티타늄(Ti) 합금 소재를 적용시, 엔진 경량성 달성에 보다 효과적임이 입증된 바 있다. 그러나, 이러한 티타늄 합금을 이용한 엔진 소재 제조는, 현재의 제조 공법으로는 제조단가가 너무 비싸기 때문에 일반적인 차종에 적용되기 위해서는 제조단가의 감소가 필요한 실정이다.In order to reduce the weight of the engine, it is not necessary to reduce the size of the engine. It is essential to improve the fuel efficiency by reducing the size of the engine and increasing the output. Aluminum (Al) and magnesium (Mg) materials, which are mainly used as lightweight materials, are difficult to achieve by weight reduction by simply changing the engine design while using the existing materials as they are. Due to problems such as heat resistance, oxidation resistance, There was a problem that was not suitable as material. For this purpose, titanium (Ti) alloy material has been proven to be more effective in achieving light weight of the engine. However, in the production of engine materials using such a titanium alloy, since the manufacturing cost is too high in the current manufacturing method, it is necessary to reduce the manufacturing cost in order to be applied to a general type of vehicle.

한편 티타늄(Ti)은 항공우주분야에서부터 자동차, 에너지, 화학, 해양, 발전, 스포츠 레져 및 의공학 분야에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다. 상기 티타늄은 상온에서 비강도(specific strength)가 높고, 내산성 및 내식성이 탁월한 특징이 있다. 그러나, 상기 티타늄은 용융 상태에서 산소, 수소 및 질소 등과 친화력이 매우 높아, 통상적인 주조 기술을 적용시 청정한 용탕을 얻기 어렵다. 또한, 상온에서 가공이 어려워 제조 공정이 복잡한 문제가 있으며, 단순 절삭 가공만으로 제조하게 될 경우 가공비가 매우 높다.Titanium (Ti), on the other hand, is used extensively in aerospace, automotive, energy, chemical, marine, power generation, sports leisure and biomedical applications. The titanium has a high specific strength at room temperature, and is excellent in acid resistance and corrosion resistance. However, titanium has a very high affinity with oxygen, hydrogen and nitrogen in a molten state, and it is difficult to obtain a pure melt when a conventional casting technique is applied. In addition, there is a problem in that the manufacturing process is complicated due to difficulty in processing at room temperature, and the processing cost is very high if it is manufactured only by simple cutting.

티타늄 합금체는, 항온 단조, 분말 야금 및 주조 등의 방법으로 제조할 수 있다. 상기 항온 단조는 잉곳을 용해 주조하여 다단계의 단조 공정을 통하여 제조되며, 항공기 부품과 같이 복잡한 형상의 부품을 제조시, 다단계의 단조 공정을 통해서 최종 제품을 사용하여야 하기 때문에 고가의 생산설비가 필요하며, 원재료의 회수율이 매우 낮아 경제성이 낮은 문제점이 있었다. 예를 들면, 티타늄(Ti)계 합금인 Ti-6Al-4V 합금을 항온 단조 방법을 이용하여 제품 가공시, 빌렛에서부터 제품의 수율이 20% 이하로 스크랩이 대량으로 발생하게 된다.The titanium alloy body can be manufactured by a method such as constant temperature forging, powder metallurgy and casting. The above-mentioned constant-temperature forging is manufactured through a multi-step forging process by melting and casting an ingot. When manufacturing complex parts such as aircraft parts, the final product must be used through a multi-step forging process, , There is a problem that the recovery rate of the raw material is very low and the economical efficiency is low. For example, when a Ti-6Al-4V alloy, which is a titanium (Ti) alloy, is subjected to a constant temperature forging process, a large amount of scrap is produced in a yield of 20% or less from a billet.

분말 야금은 분말을 이용한 정형 가공 방법으로, 복잡한 형상의 제품 제조가 가능하나 원료로 사용되는 고순도의 티타늄 봉재 및 티타늄 분말을 제조하기가 어렵고, 분포가 고른 티타늄 분말을 대량 생산하기 어렵다. 또한 분말 야금으로 제조된 부품은 최종 제품의 밀도가 완전하지 못하여, 결함을 제거하기 위하여 소결 후 정수압(hot isostatic pressing, HIP) 처리가 반드시 필요하다.Powder metallurgy is a method of shaping using powders, which makes it possible to produce products with complex shapes, but it is difficult to produce high-purity titanium rod and titanium powder used as raw materials, and it is difficult to mass-produce titanium powder having a uniform distribution. In addition, the parts made of powder metallurgy are not completely densified, and hot isostatic pressing (HIP) treatment is absolutely necessary after sintering to remove defects.

주조는 사형주조, 금형주조 및 로스트왁스를 사용하는 정밀주조 등이 있다. 정밀 주조(Investment casting)는 열팽창률이 적은 세라믹을 이용하여 주형을 제조하고, 상기 주형에 용융 금속을 주입하여 주조하는 방법이다.Castings include casting, mold casting and precision casting using roast wax. Investment casting is a method of producing a mold by using a ceramic having a low coefficient of thermal expansion, and injecting molten metal into the mold for casting.

상기 정밀 주조는, 우선 주조용 왁스를 이용해 만들고자 하는 제품의 왁스 패턴(wax pattern) 및 스푸루, 런너 등을 왁스로 사출하는 왁스 사출단계가 이루어진다. 그리고 상기 왁스 패턴 및 스푸루, 런너등을 적절한 주조방안으로 연결해 왁스 트리(wax tree)로 만드는 왁스트리 제작단계가 이루어진다. 그리고 상기 제작한 왁스트리 위에 내화재 슬러리 및 샌드를 단계별로 코팅하는 주형 코팅 공정이 이루어지며, 이러한 코팅층은 필요로 하는 제품에 따라서 적절한 두께로 코팅층을 형성하게 된다. 다음으로 상기 코팅된 주형은 내부의 왁스를 가열에 의해 제거하는 탈왁스 공정이 이루어지고, 이로써 내부에 만들고자 하는 제품과 동일한 형상을 가진 중공형의 주형이 된다. 그리고 상기 주형은 포함하고 있는 수분의 제거 및 적절한 강도의 부여를 위해 일정 온도로 소성되게 되며, 이로써 정밀주조를 위한 틀인 주형이 완성되게 된다. 그리고, 이렇게 만들어진 주형에 용융된 금속을 주입하는 주조 단계, 주조 후 남아있는 주형을 제거하는 탈사단계와, 제품을 게이트에서 잘라내고, 원하는 형상, 치수로 가공하는 가공단계를 거쳐 제품이 만들어지게 된다.In the precision casting, first, a wax injection step of injecting a wax pattern, a spur, a runner, and the like of a product to be made by casting wax with wax is performed. Then, a wax tree making step is performed in which the wax pattern, spruce, runner and the like are connected by a suitable casting method to make a wax tree. Then, a mold coating process is performed in which the refractory slurry and the sand are coated on the wax tree in a stepwise manner, and the coating layer forms a coating layer having an appropriate thickness according to the required product. Next, the coated mold is subjected to a dewaxing process in which the wax therein is removed by heating, thereby forming a hollow mold having the same shape as the product to be produced therein. Then, the mold is fired at a predetermined temperature for removal of moisture and imparting appropriate strength to the mold, thereby completing the mold for precise casting. Then, the product is produced through a casting step of injecting molten metal into the mold thus formed, a degreasing step of removing the remaining mold after casting, and a processing step of cutting the product from the gate and processing it into a desired shape and dimensions .

티타늄계 합금은, 주조재의 기계적 성질이 전신재(가공품)과 유사하거나 더 우수한 특성을 가지기 때문에, 최종 제품과 유사한 형상(near net shape)을 제조할 수 있는 성형 방법으로써 정밀주조 방식이 보다 적합한 것으로 알려져 있다.Titanium-based alloys are known to be more suited to precision casting as a molding method capable of producing a near net shape because the mechanical properties of the casting material are similar or superior to those of the whole product (processed product). have.

그러나, 이러한 정밀 주조 공정시에도 주형 및 용탕 사이에 반응이 일어나게 되는데, 주형에서 분해된 산소가 침입형 원자로 고용되어 알파 케이스(α-case)라는 반응층을 형성하게 된다. 티타늄 합금의 알파 케이스는 경하고 취성이 강하여, 쉽게 깨져 표면에 균열을 형성할 수 있으며, 이러한 균열은 노치 역할을 하여 제품의 기계적 물성을 저하시킬 수 있다. 이러한 알파 케이스 제거를 위하여 기계적 가공 및 강산에 의한 산세 등 화학적 연마 공정이 추가로 요구되며, 이들 공정의 비용이 티타늄 주조품 단가의 약 27%를 차지하고 있어 단가 상승의 원인이 된다.However, even in such a precise casting process, a reaction occurs between the mold and the melt, and oxygen decomposed in the mold is solved as an intercalation-type atom to form a reaction layer called an alpha-case. The alpha case of the titanium alloy is light and brittle, and can easily crack to form cracks on the surface, and such cracks can reduce the mechanical properties of the product by acting as a notch. In order to remove the alpha case, a chemical polishing process such as mechanical machining and pickling with strong acid is additionally required, and the cost of these processes is about 27% of the price of the titanium casting product, which causes a rise in the unit price.

또한, 티타늄 합금 용탕의 유동성은 낮아서, 주조시 내부에 수축공 및 기포 등의 주조결함이 발생하기 쉽고, 이러한 주조 결함을 제거하기 위해 불활성 분위기 내에서 고온 및 고압을 가해 내부 결함을 제거하는 HIP 처리를 필요로 하며, 이로 인한 비용이 추가적으로 발생하는 문제점이 있다.Further, since the flowability of the titanium alloy melt is low, casting defects such as shrinkage voids and bubbles are likely to occur in the casting during casting. In order to remove such casting defects, HIP treatment to remove internal defects by applying high temperature and high pressure in an inert atmosphere And there is a problem in that additional cost is incurred.

이러한 알파 케이스 제거 및 HIP 공정은 주조품의 제조 단가의 약 63%를 차지하고 있기 때문에 이로 인한 단가 상승을 최소화하기 위해, 알파 케이스 제거 공정 및 HIP 공정을 필요로 하지 않는 주조 공정이 필요한 실정이다. 따라서 티타늄 합금 주조용 주형의 연구 방향은 표면 반응층인 알파 케이스를 제어하기 위한 것이 대부분으로, 다양한 소재를 이용한 연구가 진행되고 있다.Since the alpha case removal and the HIP process account for about 63% of the production cost of the casting, there is a need for a casting process that does not require the alpha case removal process and HIP process in order to minimize the increase in the unit price. Therefore, the research direction of the casting mold for titanium alloy is mostly to control the alpha case, which is the surface reaction layer, and research using various materials is being carried out.

본 발명과 관련한 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1364563호(2014.02.18 공고, 발명의 명칭: 주형 및 그 제조 방법)에 개시되어 있다.Prior art relating to the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1364563 (published on Apr. 21, 2014, entitled " Mold and Method of Manufacturing the Invention ").

본 발명의 목적은 티타늄 합금 주조시, 주조품 계면에 알파-케이스 반응층 형성을 억제할 수 있는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a casting mold for a titanium alloy casting which can suppress formation of an alpha-case reaction layer at a casting interface at the time of casting a titanium alloy.

본 발명의 다른 목적은 미충전, 수축결함, 기포결함 및 기타 주조결함을 최소화할 수 있는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a mold for a titanium alloy casting which can minimize unfilled, shrinkage defects, bubble defects and other casting defects.

본 발명의 또 다른 목적은 제품 정밀도가 우수하고, 복잡한 형상의 제품 제조가 가능한 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing a mold for casting a titanium alloy, which is excellent in product precision and can be manufactured in a complicated shape.

본 발명의 또 다른 목적은 원가절감 및 생산성 증대 효과를 가질 수 있는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a casting mold for casting a titanium alloy, which can reduce costs and increase productivity.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a mold for casting a titanium alloy produced by the above-described method for producing a mold for casting a titanium alloy.

본 발명의 하나의 관점은 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은 캐비티 형상을 규정하는 왁스 성형체를 제1 슬러리에 디핑한 다음 제1 주형용 모래를 도포하고, 건조하여 제1 내화코팅층을 형성하는 단계; 상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 건조하는 과정을 복수 회 반복하여, 복수 개의 제2 내화코팅층을 형성하는 단계; 상기 제2 내화코팅층의 표면을 제2 슬러리에 디핑하고 건조하여 백업코팅층을 형성하여 예비 주형을 제작하는 단계; 및 상기 예비 주형을 가열하여 탈왁스한 후 소성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 슬러리는 평균입경 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상 포함하고, 상기 제2 슬러리는 지르콘(zircon) 분말 및 콜로이달 실리카를 포함하며, 상기 제1 및 제2 주형용 모래는 지르콘사 및 샤모트사 중에서 하나 이상을 포함한다.One aspect of the invention relates to a method of making a mold for casting a titanium alloy. In one embodiment, the method for casting a titanium alloy casting includes dipping a wax-formed body defining a cavity shape into a first slurry, applying a first casting sand, and drying to form a first refractory coating layer; Forming a plurality of second refractory coating layers by repeating a process of dipping the wax-formed body formed with the first refractory coating layer into a second slurry, applying the second mold sand, and drying the same; Dipping the surface of the second refractory coating layer in a second slurry and drying the refractory coating layer to form a preliminary mold; And dewaxing and firing the preliminary mold, wherein the first slurry is a graphite powder having an average particle size of 20 탆 or less, Wherein the first slurry contains zircon powder and colloidal silica, and the first and second sand have at least one of zircon and chamois; and at least one of zircon and zircon powder, zircon powder, and zircon powder. .

다른 구체예에서 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은 금속 모재 내부에 형성된 캐비티에, 제1 슬러리를 도포하고 건조하여 내부코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매와, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상 포함한다.In another embodiment, the method for casting a titanium alloy casting includes coating a first slurry on a cavity formed in a metal base material and drying to form an inner coating layer, wherein the first slurry has an average size of 20 mu m or less Graphite powder, solvent, zircon powder and binder.

또 다른 구체예에서 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은 그래파이트 모재를 소정의 형상으로 가공하는 단계;를 포함한다.In another embodiment, the casting method for casting the titanium alloy casting includes processing the graphite base material into a predetermined shape.

한 구체예에서 상기 제1 슬러리는 지르콘 분말 및 그래파이트 분말을 1:1~3:1 부피비로 포함할 수 있다.In one embodiment, the first slurry may comprise zircon powder and graphite powder in a volume ratio of 1: 1 to 3: 1.

한 구체예에서 상기 용매는 알코올계, 케톤계 및 에스테르계 용매 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the solvent may include one or more of alcohol-based, ketone-based, and ester-based solvents.

한 구체예에서 상기 제1 슬러리는 그래파이트 분말 15~60 부피%, 용매 30~85 부피%, 지르콘 분말 4~25 부피% 및 점결제 0.001~5 부피%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first slurry may comprise from 15 to 60 vol% of graphite powder, from 30 to 85 vol% of solvent, from 4 to 25 vol% of zircon powder, and from 0.001 to 5 vol% of binder.

한 구체예에서 상기 제2 슬러리는 콜로이달 실리카 50~90 부피% 및 지르콘 분말 10~50 부피%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second slurry may comprise 50-90 vol% colloidal silica and 10-50 vol% zircon powder.

한 구체예에서 상기 제1 주형용 모래는 그래파이트 분말, 카본 분말, 및 활성탄 분말 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the sand for the first casting mold may further include at least one of graphite powder, carbon powder, and activated carbon powder.

한 구체예에서 상기 제2 슬러리는 계면활성제 및 소포제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the second slurry may further comprise at least one of a surfactant and a defoamer.

한 구체예에서 상기 제1 슬러리 및 제2 슬러리는 잔컵점도계 #4를 이용한 점도가 각각 18~25초 및 15~20초일 수 있다.In one embodiment, the viscosity of the first slurry and the second slurry using the cup viscometer # 4 may be 18 to 25 seconds and 15 to 20 seconds, respectively.

본 발명의 다른 관점은 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 의해 제조된 티타늄 합금용 주형에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a mold for a titanium alloy produced by the above-described method for manufacturing a mold for a titanium alloy casting.

본 발명의 티타늄 합금 주조용 주형은, 원심 가압 정밀 주조시 주조품 계면에 알파-케이스 반응층 형성을 억제하며, 미충전, 수축결함, 기포결함 및 기타 주조결함을 최소할 수 있고, 제품 정밀도가 우수하고, 복잡한 형상의 제품 제조가 가능하며, 최종 제품과 유사한 형상(near net shape)을 제조할 수 있어, 추가적인 화학적 연마 및 기계적 가공 등의 후 가공 공정을 최소화하여 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.The mold for casting a titanium alloy of the present invention suppresses formation of an alpha-case reaction layer at the casting interface at the time of centrifugal pressure precision casting, minimizes uncharged, shrinkage defects, bubble defects and other casting defects, It is possible to manufacture a complicated shape product, and a near net shape similar to that of the final product can be manufactured, so that the post-processing such as additional chemical polishing and mechanical processing can be minimized and productivity and economy can be excellent.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 대한 비교예의 따른 티타늄 합금 주조용 주형을 이용하여 제조된 티타늄 합금 주조품을 나타낸 것이다.
도 3(a)는 본 발명에 따른 실시예를 통해 제조된 티타늄 합금 주형을 나타낸 것이고, 도 3(b)는 상기 실시예의 티타늄 합금 주형을 통해 제조된 티타늄 합금 주조품을 나타낸 것이고, 도 3(b)는 상기 실시예를 통해 제조된 티타늄 합금 주조품을 취출한 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a method of manufacturing a mold for casting a titanium alloy according to one embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows a titanium alloy casting manufactured using a mold for casting a titanium alloy according to an embodiment according to the present invention and a comparative example according to the present invention.
FIG. 3 (a) shows a titanium alloy mold manufactured by the embodiment of the present invention, FIG. 3 (b) shows a titanium alloy casting manufactured through the titanium alloy mold of the above embodiment, ) Is a photograph of the titanium alloy casting manufactured through the above embodiment.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

티타늄 합금 주조용 주형 제조방법Titanium alloy casting mold manufacturing method

본 발명의 하나의 관점은 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서 상기 "티타늄 합금"은, 티타늄 및 티타늄을 포함하는 합금을 모두 포함하는 것으로 정의하도록 한다.One aspect of the invention relates to a method of making a mold for casting a titanium alloy. In the present invention, the "titanium alloy" is defined to include all alloys including titanium and titanium.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은 (S10) 제1 내화코팅층 형성단계; (S20) 제2 내화코팅층 형성단계; (S30) 백업코팅층 형성단계; 및 (S40) 탈왁스 및 소성 단계;를 포함한다. 좀 더 구체적으로 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은 (S10) 캐비티 형상을 규정하는 왁스 성형체를 제1 슬러리에 디핑한 다음 제1 주형용 모래를 도포하고, 건조하여 제1 내화코팅층을 형성하는 단계; (S20) 상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 건조하는 과정을 복수 회 반복하여, 복수 개의 제2 내화코팅층을 형성하는 단계; (S30) 상기 제2 내화코팅층의 표면을 제2 슬러리에 디핑하고 건조하여 백업코팅층을 형성하여 예비 주형을 제작하는 단계; 및 (S40) 상기 예비 주형을 가열하여 탈왁스한 후 소성하는 단계;를 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a method of manufacturing a mold for casting a titanium alloy according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the titanium alloy casting mold manufacturing method includes the steps of: (S10) forming a first refractory coating layer; (S20) forming a second refractory coating layer; (S30) forming a backup coating layer; And (S40) a dewaxing and firing step. More specifically, the method for producing a casting mold for titanium alloy casting comprises the steps of (S10) dipping a wax-formed body defining a cavity shape into a first slurry, coating the first casting sand, and drying to form a first refractory coating layer ; (S20) forming a plurality of second refractory coating layers by repeating a process of dipping the wax-formed body having the first refractory coating layer in a second slurry, applying and drying the second mold sand; (S30) dipping the surface of the second refractory coating layer in a second slurry and drying the refractory coating layer to form a preliminary mold; And (S40) heating the preliminary mold to dewax and firing the preform.

상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매와, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 슬러리는 지르콘(zircon) 분말 및 콜로이달 실리카를 포함하며, 상기 제1 및 제2 주형용 모래는 지르콘사 및 샤모트사 중에서 하나 이상을 포함한다.Wherein the first slurry comprises at least one of a graphite powder having an average size of 20 탆 or less, a solvent, a zircon powder and a binder, the second slurry comprising zircon powder and colloidal silica, The second sand for molding includes at least one of zircon yarn and chamois yarn.

이하, 본 발명의 한 구체예에 따른 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a casting mold for casting a titanium alloy according to one embodiment of the present invention will be described step by step.

(S10) 제1 내화코팅층 형성단계(S10) forming a first refractory coating layer

상기 단계는 캐비티 형상을 규정하는 왁스 성형체를 제1 슬러리에 디핑한 다음 제1 주형용 모래를 도포하고, 건조하여 제1 내화코팅층을 형성하는 단계이다.In this step, the wax-formed body defining the cavity shape is dipped in the first slurry, and then the first casting sand is coated and dried to form the first refractory coating layer.

제1 슬러리The first slurry

한 구체예에서 상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매와, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상을 포함한다. 한 구체예에서 상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말 15~60 부피%, 용매 30~85 부피%, 지르콘 분말 4~25 부피% 및 점결제 0.001~5 부피%를 포함할 수 있다. 상기 조성에서, 용탕과의 반응성을 최소화하여 주조결함을 방지하는 효과가 우수하다.In one embodiment, the first slurry comprises at least one of graphite powder, solvent, zircon powder and binder, having an average size of 20 탆 or less. In one embodiment, the first slurry may comprise 15-60 vol% graphite powder having an average size of 20 microns or less, 30-85 vol% solvent, 4- 25 vol% zircon powder, and 0.001-5 vol% rhodium. In the above composition, the reactivity with the molten metal is minimized, and the effect of preventing casting defects is excellent.

상기 그래파이트 분말은 고결정성 그래파이트(graphite) 구조로 이루어질 수 있다. 한 구체예에서 상기 그래파이트 분말은 열분해 그래파이트, 구상 그래파이트, 인편상(鱗片狀) 그래파이트, 괴상 그래파이트, 토상(土狀) 그래파이트, 인조 그래파이트 및 팽창 그래파이트 중 하나 이상 사용할 수 있다. 상기 그래파이트 분말을 적용시 티타늄 합금 용탕 및 제1 내화코팅층의 반응을 최소화할 수 있어, 티타늄 합금 주조품 표면의 알파-케이스 반응층 형성을 억제할 수 있으며, 주조 결함을 방지할 수 있다.The graphite powder may have a high crystalline graphite structure. In one embodiment, the graphite powder may use at least one of pyrolytic graphite, spherical graphite, scaly graphite, massive graphite, earthy graphite, artificial graphite and expanded graphite. When the graphite powder is applied, the reaction of the titanium alloy melt and the first refractory coating layer can be minimized, and alpha-case reaction layer formation on the surface of the titanium alloy casting can be suppressed, and casting defects can be prevented.

한 구체예에서 상기 그래파이트 분말의 평균크기(D50)는 20㎛ 이하인 것을 사용한다. 상기 "크기"는, 상기 그래파이트 분말의 "최대길이"인 것으로 정의하도록 한다. 상기 평균크기를 벗어난 그래파이트 분말을 적용하는 경우, 상기 제1 내화코팅층의 내구성이 저하되어 주조 결함이 발생할 수 있다. 예를 들면 3~10㎛일 수 있다.In one embodiment, the mean size (D50) of the graphite powder is 20 mu m or less. The "size" is defined as being the "maximum length" of the graphite powder. When the graphite powder having an average size out of the above range is applied, the durability of the first refractory coating layer may be lowered to cause casting defects. For example, 3 to 10 mu m.

한 구체예에서 상기 그래파이트 분말은 상기 제1 슬러리 전체 부피에 대하여 15~60 부피% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제1 내화코팅층과 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하면서, 경제성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the graphite powder may comprise 15 to 60% by volume of the total volume of the first slurry. Within the above-mentioned range, the reactivity between the first refractory coating layer and the titanium alloy melt can be minimized, and the economical efficiency can be improved.

상기 용매는 상기 제1 슬러리 구성 성분의 균질성 및 분산성을 향상시킨다. 상기 용매는 알코올계, 케톤계 및 에스테르계 용매 중 하나 이상 포함한다. 상기 알코올계 용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 케톤계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란 및 테트라히드로퓨란 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 에스테르계 용매로는 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 1,1-디메틸에틸 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide) 및 발레로락톤 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 알코올계 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매를 적용시 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하면서, 분산성 및 균질성이 우수할 수 있다.The solvent improves the homogeneity and dispersibility of the first slurry component. The solvent includes at least one of an alcohol-based solvent, a ketone-based solvent, and an ester-based solvent. The alcohol-based solvent may include at least one of methanol, ethanol, propanol, and butanol. The ketone-based solvent may include at least one of dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran. Examples of the ester solvents include acetates, ethyl acetate, n-propyl acetate, 1,1-dimethyl ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide and valerolactone ≪ / RTI > For example, an alcohol-based solvent. When the solvent is applied, the reactivity with the titanium alloy melt can be minimized, and the dispersibility and homogeneity can be excellent.

한 구체예에서 상기 용매는 상기 제1 슬러리 전체 부피에 대하여 15~60 부피% 포함될 수 있다. 상기 부피로 포함시 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the solvent may comprise from 15 to 60% by volume of the total volume of the first slurry. When contained in the above volume, the dispersibility and the mixing property can be excellent.

상기 지르콘(Zircon) 분말은 규산지르코늄(ZrSiO4)을 주성분으로 포함하며, 화학적 안정성이 우수하여, 상기 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하여 주조품 표면의 알파-케이스 반응층 형성 억제 및 주조 결함 방지를 목적으로 더 포함될 수 있다.The zircon powder contains zirconium silicate (ZrSiO 4 ) as a main component and has excellent chemical stability. Therefore, the reactivity with the titanium alloy melt is minimized to suppress formation of alpha-case reaction layer on the surface of the casting and prevention of casting defects May be included for further purposes.

한 구체예에서 상기 지르콘 분말의 평균 크기는 45㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위에서 혼합성 및 화학적 안정성이 우수할 수 있다. 예를 들면 3~7㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the average size of the zircon powder may be less than or equal to 45 탆. The mixing and chemical stability may be excellent in the above range. For example, 3 to 7 mu m.

한 구체예에서 상기 지르콘 분말은 상기 제1 슬러리 전체 부피에 대하여 4~25 부피% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 화학적 안정성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the zircon powder may comprise from 4 to 25% by volume of the total volume of the first slurry. When included in the above range, chemical stability may be excellent.

한 구체예에서 상기 제1 슬러리는, 지르콘 분말 및 그래파이트 분말을 1:1~3:1 부피비로 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함시, 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하며, 화학적 안정성이 우수하고, 주조 결함 방지 효과가 우수하면서, 경제성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the first slurry may comprise zircon powder and graphite powder in a volume ratio of 1: 1 to 3: 1. Within the above range, the reactivity with the titanium alloy melt is minimized, the chemical stability is excellent, the casting defect prevention effect is excellent, and the economical efficiency can be excellent.

한 구체예에서 상기 점결제는 유기계 점결제 및 무기계 점결제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 유기계 점결제는 폴리머 수지를 포함할 수 있다. 상기 무기계 점결제로는 콜로이달 지르코니아, 콜로이달 그라파이트 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 점결제는, 페놀계 수지를 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 페놀계 수지는 페놀, 크레졸, 레조르신, 비스페놀 A, 비스페놀 C, 비스페놀 E, 및 비스페놀 F 등을 들 수 있고, 이들 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 상기 점결제를 적용시, 상기 제1 내화코팅층의 성형성이 우수하면서, 내구성 및 내크랙성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the dot-payment may include at least one of an organic-based payment and an inorganic-based payment. For example, organic based binders may include polymeric resins. The inorganic binder may include at least one of colloidal zirconia and colloidal graphite. For example, the above-mentioned viscous solution may contain a phenolic resin. In one embodiment, the phenolic resin includes phenol, cresol, resorcin, bisphenol A, bisphenol C, bisphenol E, and bisphenol F, and may include at least one of the above. When the above-mentioned viscous solution is applied, the moldability of the first refractory coating layer is excellent, and durability and crack resistance can be excellent.

한 구체예에서 상기 점결제는 상기 제1 슬러리 전체 부피에 대하여 0.001~5 부피% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 성형성이 우수하면서, 제1 내화코팅층의 내구성 및 내크랙성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the tackifier may comprise from 0.001% to 5% by volume of the total volume of the first slurry. When it is included in the above range, the first refractory coating layer is excellent in moldability and durability and crack resistance.

한 구체예에서 상기 제1 슬러리는 잔(zahn)컵점도계 #4를 이용한 점도가 18~25초일 수 있다. 상기 조건에서 상기 제1 슬러리의 혼합성 및 유동성과, 제1 내화코팅층의 성형성 및 내구성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the first slurry may have a viscosity of 18-25 seconds using zahn cup viscometer # 4. The mixing and flowability of the first slurry and the moldability and durability of the first refractory coating layer can be excellent under the above conditions.

제1 주형용 모래Sand for first molding

상기 제1 주형용 모래는 지르콘사 및 샤모트(chamotte)사 중에서 하나 이상을 포함한다. 예를 들면, 지르콘사를 포함할 수 있다.The first sand for molding includes at least one of zircon yarn and chamotte yarn. For example, zircon yarns.

한 구체예에서 상기 지르콘사(Zircon Sand)는 50~80 중량%의 지르코니아(ZrO2), 20~45 중량%의 실리카(SiO2), 및 잔부의 불순물을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 지르콘사(Zircon Sand)의 평균 크기는 10~500㎛ 이하일 수 있다. 예를 들면, 120~200㎛일 수 있다.In one embodiment, the zircon sand may include 50-80 wt% zirconia (ZrO 2 ), 20-45 wt% silica (SiO 2 ), and the balance impurities. In one embodiment, the average size of the zircon sand may be 10 to 500 탆 or less. For example, 120 to 200 mu m.

한 구체예에서 상기 샤모트사는 점토를 소성 후 분쇄한 것으로, 실리카(SiO2), 40~60 중량%, 알루미나(Al2O3) 30~50 중량%, 산화철(Fe2O3) 0.1~5 중량% 및 잔부의 불순물을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 샤모트사의 평균 크기는 10~500㎛ 이하일 수 있다.In one embodiment, the chamois is obtained by calcining and pulverizing clay, which comprises silica (SiO 2 ), 40-60 wt%, alumina (Al 2 O 3 ) 30-50 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) By weight, and the balance of impurities. In one embodiment, the average size of the chamois yarns may range from 10 to 500 microns or less.

한 구체예에서 상기 왁스 성형체를 제1 슬러리에 디핑한 다음, 제1 주형용 모래를 도포하고, 1~5시간 동안 건조하여 제1 내화코팅층을 형성할 수 있다. 한 구체예에서 15~35℃의 온도에서 2~4시간 동안 건조하여 제1 내화코팅층을 형성할 수 있다.In one embodiment, the first refractory coating layer may be formed by dipping the wax-formed body into the first slurry, applying the first casting sand, and drying the first casting mold for 1 to 5 hours. In one embodiment, the first refractory coating layer can be formed by drying at a temperature of 15 to 35 ° C for 2 to 4 hours.

한 구체예에서 상기 제1 주형용 모래는 그래파이트 분말, 카본 분말, 및 활성탄 분말 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 그래파이트 분말, 카본 분말, 및 활성탄 분말 등을 더 포함시, 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하며, 화학적 안정성이 우수하고, 주조 결함 방지 효과가 우수할 수 있다.In one embodiment, the sand for the first casting mold may further include at least one of graphite powder, carbon powder, and activated carbon powder. When the graphite powder, the carbon powder, and the activated carbon powder are further included, the reactivity with the titanium alloy melt is minimized, the chemical stability is excellent, and the effect of preventing casting defects is excellent.

한 구체예에서 상기 그래파이트 분말은, 평균크기(D50)가 20㎛ 초과인 것을 포함할 수 있다. 상기 범위에서 상기 제1 내화코팅층의 내구성이 우수하면서, 상기 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하여, 주조 결함 방지 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면, 120~200㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the graphite powder may include those having an average size (D50) greater than 20 microns. In this range, the first refractory coating layer is excellent in durability and reactivity with the titanium alloy melt is minimized, so that the effect of preventing casting defects can be excellent. For example, 120 to 200 mu m.

상기 카본 분말로는 카본 블랙을 포함할 수 있다. 상기 카본 블랙은, 평균 입경이 수십 나노미터의 일차 입자가 서로 융착하여 구조를 형성하고, 또한 구조끼리 반데르발스 힘에 의해 결합한 구조체(응집체(agglomerate))로서 존재할 수 있다.The carbon powder may include carbon black. The carbon black may exist as a structure (agglomerate) in which primary particles having an average particle diameter of several tens of nanometers are fused to each other to form a structure, and the structures are bonded by van der Waals force.

한 구체예에서 상기 카본 블랙으로 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 아세틸렌 블랙, 램프 블랙 및 써멀 블랙 중 하나 이상을 사용할 수 있다. In one embodiment, the carbon black may be at least one of furnace black, channel black, acetylene black, lamp black, and thermal black.

한 구체예에서 상기 활성탄(active carbon) 분말은 제조방법은 목재, 갈탄 및 이탄(泥炭) 등을, 활성화제인 염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리하여, 건조시키거나 목탄을 수증기로 활성화시킨 다음, 이를 분말화 하여 사용할 수 있다.In one embodiment, the active carbon powder is prepared by treating wood, lignite and peat with chemicals such as zinc chloride or phosphoric acid, which is an activator, by drying, or by activating charcoal with water vapor, It can be used in powder form.

한 구체예에서 상기 카본 분말 및 활성탄 분말은 평균 크기가 0.5~500㎛인 것을 사용할 수 있다. 상기 조건에서 상기 제1 내화코팅층의 내구성이 우수하면서, 상기 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하여, 주조 결함 방지 효과가 우수할 수 있다.In one embodiment, the carbon powder and activated carbon powder having an average size of 0.5 to 500 mu m can be used. Under the above conditions, the first refractory coating layer is excellent in durability, and reactivity with the titanium alloy melt is minimized, so that the effect of preventing casting defects can be excellent.

한 구체예에서 상기 제1 내화코팅층의 두께는 150~500㎛ 일 수 있다. 상기 범위에서 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하면서, 내구성 및 내화학성이 우수할 수 있다. 예를 들면 200~300㎛일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the first refractory coating layer may be 150 to 500 탆. In this range, the durability and the chemical resistance can be excellent while minimizing the reactivity with the titanium alloy melt. For example, 200 to 300 mu m.

(S20) 제2 내화코팅층 형성단계(S20) Second refractory coating layer forming step

상기 단계는 상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 건조하는 과정을 복수 회 반복하여, 복수 개의 제2 내화코팅층을 형성하는 단계이다.The step of dipping the wax-formed body having the first refractory coating layer in the second slurry, applying the second casting sand, and drying the wax-formed body is repeated a plurality of times to form a plurality of second refractory coating layers.

제2 슬러리The second slurry

상기 제2 슬러리는 지르콘(zircon) 분말 및 콜로이달 실리카를 포함한다. 예를 들면 상기 제2 슬러리는 지르콘 분말 10~50 부피% 및 콜로이달 시리카 50~90 부피% 포함할 수 있다.The second slurry includes zircon powder and colloidal silica. For example, the second slurry may comprise 10-50 vol% zircon powder and 50-90 vol% colloidal silica.

상기 지르콘(Zircon) 분말은 규산지르코늄(ZrSiO4)을 주성분으로 포함하며, 화학적 안정성이 우수하여, 상기 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하여 주조품 표면의 알파-케이스 반응층 형성 억제 및 주조 결함 방지를 목적으로 더 포함될 수 있다.The zircon powder contains zirconium silicate (ZrSiO 4 ) as a main component and has excellent chemical stability. Therefore, the reactivity with the titanium alloy melt is minimized to suppress formation of alpha-case reaction layer on the surface of the casting and prevention of casting defects May be included for further purposes.

한 구체예에서 상기 지르콘 분말의 평균 크기는 45㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위에서 혼합성 및 화학적 안정성이 우수할 수 있다. 예를 들면 3~7㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the average size of the zircon powder may be less than or equal to 45 탆. The mixing and chemical stability may be excellent in the above range. For example, 3 to 7 mu m.

한 구체예에서 상기 지르콘 분말은 상기 제2 슬러리 전체 부피에 대하여 10~50 부피% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 화학적 안정성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the zircon powder may comprise 10 to 50% by volume of the total volume of the second slurry. When included in the above range, chemical stability may be excellent.

상기 콜로이달 실리카(colloidal silica)는 음(-)으로 하전된 Si-O-Si 구조의 실리카 입자가 물속에서 분산되어 콜로이드 상태로 된 액체이며, 실리카 입자의 크기는 0.01~10㎛일 수 있다.The colloidal silica is a liquid in which silica particles of negative Si-O-Si structure are dispersed in water to form a colloidal state, and the size of the silica particles may be 0.01 to 10 탆.

한 구체예에서 상기 콜로이달 실리카는 상기 제2 슬러리 전체 부피에 대하여 50~90 부피% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 제2 내화코팅층의 안정성 및 내구성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the colloidal silica may comprise from 50 to 90% by volume of the total volume of the second slurry. When it is in the above range, the stability and durability of the second refractory coating layer can be excellent.

한 구체예에서 상기 제2 슬러리는 계면활성제 및 소포제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the second slurry may further comprise at least one of a surfactant and a defoamer.

한 구체예에서 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the surfactant may comprise at least one of an anionic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant.

상기 음이온 계면활성제로는 지방산 나트륨, 모노알킬 황산염, 직쇄 알킬벤젠술폰산나트륨, 라우릴황산나트륨, 및 에테르황산나트륨 등이 있다. 상기 비이온 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 소르비탄 에스테르 및 알킬폴리글루코사이드 등이 있다. 상기 양성 계면활성제로는 코카미드 프로필 베타인, 코카미드 프로필 히드록시 설테인(cocamidopropyl hydroxysultaine) 및 라우릴 디메틸 아미노 아세트산 베타인 등이 있다.Examples of the anionic surfactant include sodium fatty acid, monoalkylsulfate, sodium alkylbenzenesulfonate, sodium laurylsulfate, and sodium ether sulfate. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, fatty acid sorbitan ester, and alkyl polyglucoside. Examples of the amphoteric surfactant include cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultaine and lauryldimethylaminoacetic acid betaine.

한 구체예에서 상기 계면활성제는 상기 제2 슬러리 전체부피에 대하여 0.01~5 부피%로 포함될 수 있다. 예를 들면 0.01~0.3 부피% 포함될 수 있다.In one embodiment, the surfactant may be present in an amount of 0.01 to 5% by volume based on the total volume of the second slurry. For example, 0.01 to 0.3% by volume.

상기 소포제(defoamer)는 상기 제2 슬러리를 이용한 제2 내화코팅층 형성시, 기포 형성을 억제하기 위해 포함될 수 있다. 기포가 형성되는 경우 제2 내화코팅층의 두께가 불균질하며, 기공(hole)이 발생할 수 있다. 상기 소포제는 알코올계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제 및 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다. 상기 소포제는 상기 제2 슬러리 전체부피에 대하여 0.01~5 부피%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 제2 내화코팅층의 기포 형성 억제 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.01~0.3 부피% 포함될 수 있다.The defoamer may be included in order to suppress bubble formation at the time of forming the second refractory coating layer using the second slurry. When bubbles are formed, the thickness of the second refractory coating layer may be non-uniform and holes may be generated. The defoaming agent may be an alcohol defoaming agent, a silicone defoaming agent, a fatty acid defoaming agent, an oil defoaming agent, an ester defoaming agent, and an oxyalkylene defoaming agent. Examples of the silicone defoaming agent include dimethyl silicone oil, polyorganosiloxane, and fluorosilicone oil. Examples of the fatty acid defoaming agent include stearic acid and oleic acid. Examples of the oil-based antifoaming agent include kerosene, animal and plant oil, castor oil, and the ester-based antifoaming agents include solitol trioleate and glycerol monoricinolate. Examples of the oxyalkylene antifoaming agents include polyoxyalkylene, acetylene ethers, polyoxyalkylene diazoxide esters, polyoxyalkylene alkylamines, and the like. Examples of the antifoaming agent include glycol. The antifoaming agent may be contained in an amount of 0.01 to 5% by volume based on the total volume of the second slurry. The bubble formation inhibiting effect of the second refractory coating layer can be excellent in the above range. For example, 0.01 to 0.3% by volume.

한 구체예에서 상기 제2 슬러리는 잔(zahn)컵점도계 #4를 이용한 점도가 15~20초일 수 있다. 상기 조건에서 상기 제2 슬러리의 혼합성 및 유동성과, 제2 내화코팅층의 성형성 및 내구성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the second slurry may have a viscosity of 15-20 seconds using zahn cup viscometer # 4. The mixing and fluidity of the second slurry and the moldability and durability of the second refractory coating layer can be excellent under the above conditions.

제2 주형용 모래Secondary sand

상기 제2 주형용 모래는 지르콘사 및 샤모트(chamotte)사 중에서 하나 이상을 포함한다. 예를 들면, 샤모트사를 포함할 수 있다. 상기 제2 주형용 모래는, 전술한 제1 주형용 모래와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The second sand for molding includes at least one of zircon yarn and chamotte yarn. For example, it may include Chamoth Company. The sand for the second casting mold is the same as the sand for the first casting mold described above, so a detailed description thereof will be omitted.

한 구체예에서 상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 건조하는 과정을 복수 회 반복하여, 복수 개의 제2 내화코팅층을 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 내화코팅층은 5~10개 층으로 형성될 수 있다.In one embodiment, a plurality of second refractory coating layers may be formed by repeating the process of dipping the wax-formed body formed with the first refractory coating layer into the second slurry, applying the second casting sand and drying the same plural times . For example, the second refractory coating layer may be formed of 5 to 10 layers.

한 구체예에서 15~35℃의 온도에서 3~5시간 동안 건조하여 제2 내화코팅층을 형성할 수 있다.In one embodiment, the second refractory coating layer may be formed by drying at a temperature of 15 to 35 ° C. for 3 to 5 hours.

한 구체예에서 상기 제2 내화코팅층의 두께는, 50~500㎛일 수 있다. 상기 범위에서 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하면서, 내구성 및 내화학성이 우수할 수 있다. 예를 들면 100~300㎛일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the second refractory coating layer may be 50 to 500 탆. In this range, the durability and the chemical resistance can be excellent while minimizing the reactivity with the titanium alloy melt. For example, 100 to 300 mu m.

(S30) 백업코팅층 형성단계(S30) Backup coating layer forming step

상기 단계는 상기 제2 내화코팅층의 표면을 제2 슬러리에 디핑하고 건조하여 백업코팅층을 형성하여 예비 주형을 제작하는 단계이다.In this step, the surface of the second refractory coating layer is dipped in a second slurry and dried to form a backup coating layer, thereby preparing a preliminary mold.

상기 제2 슬러리는, 전술한 바와 동일한 성분 및 함량을 사용할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. 한 구체예에서 15~35℃의 온도에서 5~20시간 동안 건조하여 백업코팅층을 형성할 수 있다.Since the second slurry can use the same components and contents as those described above, a detailed description thereof will be omitted. In one embodiment, the back coating layer can be formed by drying at a temperature of 15 to 35 DEG C for 5 to 20 hours.

한 구체예에서 상기 백업코팅층의 두께는, 50~500㎛일 수 있다. 상기 범위에서 티타늄 합금 용탕과의 반응성을 최소화하면서, 내구성 및 내화학성이 우수할 수 있다. 예를 들면 100~300㎛일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the backup coating layer may be 50 to 500 mu m. In this range, the durability and the chemical resistance can be excellent while minimizing the reactivity with the titanium alloy melt. For example, 100 to 300 mu m.

(S40) (S40) 탈왁스Tallow wax 및 소성단계 And firing step

상기 단계는 상기 예비 주형을 가열하여 탈왁스한 후 소성하는 단계이다. 예를 들면, 상기 탈왁스는 150~250℃의 온도에서 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 왁스성분이 용이하게 제거될 수 있다. 예를 들면 150~200℃에서 이루어질 수 있다.The above step is a step of heating the preliminary mold, dewaxing and firing. For example, the dewaxing may be performed at a temperature of 150 to 250 ° C. Under these conditions, the wax component can be easily removed. For example, at 150 to 200 ° C.

한 구체예에서 상기 소성은 600~1000℃에서 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 티타늄 합금 주조용 주형의 기계적 강도가 우수할 수 있다.In one embodiment, the calcination may be performed at 600-1000 < 0 > C. The mechanical strength of the mold for casting the titanium alloy of the present invention under the above conditions can be excellent.

본 발명의 다른 구체예에 따른 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은, (S11) 금속 모재 내부에 형성된 캐비티에, 제1 슬러리를 도포하고 건조하여 내부코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다. 상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매와, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상 포함한다. 한 구체예에서 15~35℃의 온도에서 3~5시간 동안 건조하여 내부코팅층을 형성할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mold for casting a titanium alloy, comprising the steps of: (S11) applying a first slurry to a cavity formed in a metal base material and drying to form an inner coating layer. The first slurry includes at least one of graphite powder, solvent, zircon powder, and binder having an average size of 20 mu m or less. In one embodiment, the inner coating layer can be formed by drying at a temperature of 15 to 35 DEG C for 3 to 5 hours.

본 발명의 또 다른 구체예에 따른 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법은, (S12) 그래파이트 모재를 소정의 형상으로 가공하는 단계;를 포함한다. 상기 그래파이트 모재를 이용하여 주형 제조시, 티타늄 합금 용탕과 반응성을 최소화하여, 주조품 계면에 알파-케이스 반응층 형성을 억제하는 효과가 우수할 수 있다.The method for manufacturing a mold for casting a titanium alloy according to another embodiment of the present invention includes: (S12) machining a graphite base material into a predetermined shape. The reactivity with the molten titanium alloy is minimized during the production of the mold using the graphite base material, and the effect of suppressing the formation of the alpha-case reaction layer at the casting interface can be excellent.

티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형A titanium alloy casting mold manufactured by a casting mold for casting a titanium alloy

본 발명의 다른 관점은 상기 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 의해 제조된 티타늄 합금 주조용 주형에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a mold for casting a titanium alloy by the above-described method for producing a casting mold for casting a titanium alloy.

본 발명의 티타늄 합금 주조용 주형은, 원심 가압 정밀 주조시 주조품 계면에 알파-케이스 반응층 형성을 억제하며, 미충전, 수축결함, 기포결함 및 기타 주조결함을 최소할 수 있고, 제품 정밀도가 우수하고, 복잡한 형상의 제품 제조가 가능하며, 최종 제품과 유사한 형상(near net shape)을 제조할 수 있어, 추가적인 화학적 연마 및 기계적 가공 등의 후 가공 공정을 최소화하여 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.The mold for casting a titanium alloy of the present invention suppresses formation of an alpha-case reaction layer at the casting interface at the time of centrifugal pressure precision casting, minimizes uncharged, shrinkage defects, bubble defects and other casting defects, It is possible to manufacture a complicated shape product, and a near net shape similar to that of the final product can be manufactured, so that the post-processing such as additional chemical polishing and mechanical processing can be minimized and productivity and economy can be excellent.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

실시예Example  And 비교예Comparative Example

하기 실시예 및 비교예에서 사용된 성분은 하기와 같다.The ingredients used in the following Examples and Comparative Examples are as follows.

제1 슬러리The first slurry

(A) 그래파이트 분말: 평균크기가 4~6㎛인 구상의 그래파이트 분말(제품명: MG 5, 제조사: 삼정씨앤지 주식회사)을 사용하였다.(A) Graphite powder: A spherical graphite powder having an average size of 4 to 6 占 퐉 (product name: MG 5, manufactured by Samjong C & G Co., Ltd.) was used.

(B) 용매(B) Solvent

(B1) 에탄올을 사용하였다. (B2) 물을 사용하였다.(B1) ethanol was used. (B2) water was used.

(C) 지르콘 분말: 평균크기가 5㎛인 지르콘 분말을 사용하였다.(C) Zircon powder: Zircon powder having an average size of 5 탆 was used.

(D) 점결제: 페놀 수지를 사용하였다(제품명: TD-850, 제조사: 강남화성사).(D) Dispersion: phenol resin (product name: TD-850, manufactured by Kangnam Hwaseong Co.).

(E) 소포제: 실리콘계 소포제를 사용하였다.(E) Antifoaming agent: A silicone antifoaming agent was used.

(F) 계면활성제(F) Surfactant

제1 주형용 모래: 평균크기가 100㎛인 지르콘사를 사용하였다.Sand for first casting: Zircon yarn having an average size of 100 탆 was used.

제2 슬러리The second slurry

지르콘 분말: 평균크기가 5㎛인 지르콘 분말을 사용하였다.Zircon powder: Zircon powder having an average size of 5 탆 was used.

콜로이달 실리카를 사용하였다.Colloidal silica was used.

제2 주형용 모래: 평균크기가 100㎛인 샤모트사를 사용하였다.Secondary sand: Chamot yarn having an average size of 100 mu m was used.

실시예Example 1 One

제1 내화코팅층 형성: 소정의 캐비티 형상을 규정하는 왁스 성형체를 통상의 방법으로 제작하였다.Formation of first refractory coating layer: A wax-formed article defining a predetermined cavity shape was produced by a conventional method.

에탄올 79 부피%, 그래파이트 분말 6 부피%, 지르콘 분말 14 부피% 및 페놀 수지 1 부피%를 포함하며, 점도가 잔컵4호 기준 18~25초를 갖는 제1 슬러리를 제조하였다. 그 다음에, 상기 왁스 성형체를 상기 제1 슬러리에 디핑한 다음 제1 주형용 모래를 도포하고, 23℃에서 2~4 시간 동안 건조하여 두께 150㎛의 제1 내화코팅층을 형성하였다.A first slurry was prepared, which contained 79 vol% of ethanol, 6 vol% of graphite powder, 14 vol% of zircon powder and 1 vol% of phenol resin, and having a viscosity of 18 to 25 seconds based on Cup No. 4. Then, the wax-formed body was dipped in the first slurry, and then the first casting sand was coated and dried at 23 ° C for 2 to 4 hours to form a first refractory coating layer having a thickness of 150 μm.

제2 내화코팅층 형성: 지르콘 분말 41.65 부피%, 콜로이달 실리카 58.2 부피%, 계면활성제 0.08 부피% 및 소포제 0.07 부피%를 포함하며, 점도가 잔컵4호 기준 16~20초를 갖는 제2 슬러리를 제조하였다. 그 다음에 상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 23℃에서 2~4 시간 동안 건조하여 두께 150㎛의 제2 내화코팅층을 형성하였다. 상기 과정을 5회 반복하여, 5개의 내화코팅층을 포함하는, 제2 내화코팅층을 제조하였다.Second refractory coating layer formation: A second slurry containing 41.65% by volume of zircon powder, 58.2% by volume of colloidal silica, 0.08% by volume of surfactant and 0.07% by volume of defoamer and having a viscosity of 16-20 seconds Respectively. Next, the wax-formed body having the first refractory coating layer formed thereon was dipped in a second slurry, and then the second casting sand was coated and dried at 23 ° C for 2 to 4 hours to form a second fireproof coating layer having a thickness of 150 μm . The above procedure was repeated five times to prepare a second refractory coating layer including five refractory coating layers.

그 다음에, 상기 제2 내화코팅층의 표면을 제2 슬러리에 디핑하고 23℃에서 12시간 동안 건조하여 두께 200㎛의 백업코팅층을 형성하여 예비 주형을 형성하였다. 그 다음에 상기 예비 주형을 가열하여 탈왁스한 다음, 700~1000℃로 소성하여 주형을 제조하였다.Then, the surface of the second refractory coating layer was dipped in a second slurry and dried at 23 DEG C for 12 hours to form a backup coating layer having a thickness of 200 mu m to form a preliminary mold. Then, the preliminary mold was heated and dewaxed, and then fired at 700 to 1000 ° C to prepare a mold.

실시예Example 2 2

하기 표 1과 같은 함량의 제1 슬러리를 이용하여 제1 내화코팅층을 형성한 것을 제외하고, 티타늄 합금 주조용 주형을 제조하였다.Except that the first refractory coating layer was formed by using the first slurry having the contents as shown in Table 1 below, a mold for casting a titanium alloy was prepared.

실시예Example 3 3

내부코팅층 형성: 금속 모재 내부에 형성된 캐비티에, 하기 표 1의 성분 및 함량의 제1 슬러리를 도포하고 건조하여 내부코팅층을 형성하여, 티타늄 합금 주조용 주형을 제조하였다.Formation of an inner coating layer: A first slurry having the components and contents shown in Table 1 below was applied to a cavity formed in a metal base material, and the inner coating layer was formed by drying to form a mold for casting the titanium alloy.

비교예Comparative Example 1~7 1 to 7

하기 표 1과 같은 함량의 제1 슬러리를 이용하여 제1 내화코팅층을 형성한 것을 제외하고, 티타늄 합금 주조용 주형을 제조하였다.Except that the first refractory coating layer was formed by using the first slurry having the contents as shown in Table 1 below, a mold for casting a titanium alloy was prepared.

티타늄 합금 주조품 제조Manufacture of titanium alloy castings

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~7 주형 내 캐비티에 티타늄 합금 용탕을 주입하여 티타늄 합금 주조품을 주조하였다.Titanium alloy castings were cast by injecting a titanium alloy melt into the cavities in the molds of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~7에 대하여, 하기와 같이 물성을 평가하였다.The properties of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7 were evaluated as follows.

(1) 제1 슬러리 유동성: 잔컵점도계 #4를 이용하여 점도를 측정하였다. 상기 점도가 18~25초인 경우: ◎, 점도가 18초 미만 또는 25초 초과인 경우: X로 판정하여 나타내었다.(1) Flowability of first slurry: Viscosity was measured using a cup viscometer # 4. When the viscosity is 18 to 25 seconds:?, When the viscosity is less than 18 seconds or more than 25 seconds: X is determined.

(2) 제1 내화코팅층 접착성: 제1 내화코팅층과 제2 내화코팅층 사이의 접착성을 평가하여, 양호: ◎, 불량: X로 판정하여 나타내었다.(2) Adhesiveness of the first refractory coating layer: The adhesiveness between the first refractory coating layer and the second refractory coating layer was evaluated and evaluated as good: good and poor: X.

(3) 탈왁스 작업성: 탈왁스시 상기 제1 내화코팅층이 용이하게 탈왁스 되는지 평가하여, 양호: ◎, 불량: X로 판정하여 나타내었다.(3) Dewaxing workability: Evaluation was made as to whether or not the first refractory coating layer was easily dewaxed upon dewaxing.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~3에 따른 제1 슬러리를 적용시, 유동성이 우수하였으며, 제1 내화코팅층의 접착성과, 탈왁스 작업성이 우수함을 알 수 있었다. 반면, 본 발명과 상이한 용매를 적용하거나, 본 발명의 제1 슬러리 성분을 미포함하는 비교예 1~7의 경우, 슬러리 점도가 본 발명의 범위를 벗어나 제1 내화코팅층이 용이하게 형성되지 않거나, 내화코팅층 사이의 접착성이 저하되거나, 탈왁스가 용이하게 이루어지지 않는 것을 알 수 있었다.Referring to the results of Table 2, it was found that when the first slurry according to Examples 1 to 3 of the present invention was applied, the fluidity was excellent, and the adhesion of the first refractory coating layer and the dewaxing workability were excellent. On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 7 in which a solvent different from that of the present invention is applied or in which the first slurry component of the present invention is not included, the first refractory coating layer is not easily formed, It was found that the adhesion between the coating layers was deteriorated and the dewaxing was not easily performed.

실시예Example 4 4

그래파이트 모재를 소정의 형상으로 가공하여, 티타늄 합금 주조용 주형을 제조하였다.The graphite base material was processed into a predetermined shape to prepare a mold for casting a titanium alloy.

도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1~3의 티타늄 합금 주조용 주형을 이용하여 제조된 티타늄 합금 주조품을 나타낸 것이며, 도 3(a)는 상기 실시예 4를 통해 제조된 티타늄 합금 주형을 나타낸 것이고, 도 3(b)는 상기 실시예 4의 티타늄 합금 주형을 통해 제조된 티타늄 합금 주조품을 나타낸 것이고, 도 3(b)는 상기 실시예 4를 통해 제조된 티타늄 합금 주조품을 취출한 사진이다.Fig. 2 shows a titanium alloy casting manufactured using the casting mold for titanium alloy according to Example 1 of the present invention and Comparative Examples 1 to 3. Fig. 3 (a) shows the titanium alloy casting produced through Example 4, FIG. 3 (b) shows a titanium alloy casting manufactured through the titanium alloy mold of Example 4, FIG. 3 (b) is a photograph of the titanium alloy casting manufactured through Example 4 to be.

상기 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 티타늄 합금 주조용 주형을 적용시, 주형과 티타늄 용탕의 반응을 최소화하여 깨끗한 표면상태의 주조품이 얻어져 반응층 제거 공정을 필요로 하지 않아 단가 감소 효과가 우수함을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 조건을 벗어난 비교예의 경우, 주조 결함이 발생하여 주조품의 표면 품질이 현저히 저하됨을 알 수 있었다.2 and 3, when the casting mold for casting a titanium alloy according to the present invention is applied, the reaction between the casting mold and the titanium molten metal is minimized to obtain a cast product with a clean surface state, It was found that the reduction effect was excellent. On the other hand, in the case of the comparative example deviating from the condition of the present invention, it was found that casting defects occurred and the surface quality of the cast article was remarkably lowered.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (11)

캐비티 형상을 규정하는 왁스 성형체를 제1 슬러리에 디핑한 다음 제1 주형용 모래를 도포하고, 건조하여 제1 내화코팅층을 형성하는 단계;
상기 제1 내화코팅층이 형성된 왁스 성형체를 제2 슬러리에 디핑한 다음 제2 주형용 모래를 도포하고, 건조하는 과정을 복수 회 반복하여, 복수 개의 제2 내화코팅층을 형성하는 단계;
상기 제2 내화코팅층의 표면을 제2 슬러리에 디핑하고 건조하여 백업코팅층을 형성하여 예비 주형을 제작하는 단계; 및
상기 예비 주형을 가열하여 탈왁스한 후 소성하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 슬러리는 평균입경 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상 포함하고,
상기 제2 슬러리는 지르콘(zircon) 분말 및 콜로이달 실리카를 포함하며,
상기 제1 및 제2 주형용 모래는 지르콘사 및 샤모트사 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
Forming a first refractory coating layer by dipping a wax-formed body defining a cavity shape into a first slurry, applying a first casting sand, and drying the first refractory coating layer;
Forming a plurality of second refractory coating layers by repeating a process of dipping the wax-formed body having the first refractory coating layer on the second slurry, applying the second mold sand, and drying the same;
Dipping the surface of the second refractory coating layer in a second slurry and drying the refractory coating layer to form a preliminary mold; And
Heating the preliminary mold, dewaxing and firing the preliminary mold,
The first slurry may be a graphite powder having an average particle size of 20 탆 or less, A solvent, a zircon powder, and a binder,
Wherein the second slurry comprises zircon powder and colloidal silica,
Wherein the first and second casting sands comprise at least one of zircon yarn and chamois yarn.
금속 모재 내부에 형성된 캐비티에, 제1 슬러리를 도포하고 건조하여 내부코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 슬러리는 평균크기 20㎛ 이하인 그래파이트 분말, 용매와, 지르콘 분말 및 점결제중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
Applying a first slurry to a cavity formed in the metal base material and drying to form an inner coating layer,
Wherein the first slurry contains at least one of graphite powder, solvent, zircon powder, and tackifier having an average size of 20 mu m or less.
그래파이트 모재를 소정의 형상으로 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
And processing the graphite base material into a predetermined shape. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항 및 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 슬러리는 지르콘 분말 및 그래파이트 분말을 1:1~3:1 부피비로 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method according to any one of claims 1 and 2, wherein the first slurry comprises zircon powder and graphite powder in a volume ratio of 1: 1 to 3: 1.
제1항 및 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 알코올계, 케톤계 및 에스테르계 용매 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The process for producing a casting mold for a titanium alloy casting according to any one of claims 1 and 2, wherein the solvent comprises at least one of alcohol, ketone and ester solvents.
제1항 및 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 슬러리는 그래파이트 분말 15~60 부피%, 용매 30~85 부피%, 지르콘 분말 4~25 부피% 및 점결제 0.001~5 부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method of any one of claims 1 and 2, wherein the first slurry comprises 15-60 vol% graphite powder, 30-85 vol% solvent, 4- 25 vol% zircon powder, and 0.001-5 vol% Wherein the casting mold is made of a titanium alloy.
제1항에 있어서, 상기 제2 슬러리는 콜로이달 실리카 50~90 부피% 및 지르콘 분말 10~50 부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method of claim 1, wherein the second slurry comprises 50 to 90 vol% colloidal silica and 10 to 50 vol% zircon powder.
제1항에 있어서, 상기 제1 주형용 모래는 그래파이트 분말, 카본 분말, 및 활성탄 분말 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the first casting sand further comprises at least one of graphite powder, carbon powder, and activated carbon powder.
제1항에 있어서, 상기 제2 슬러리는 계면활성제 및 소포제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method of claim 1, wherein the second slurry further comprises at least one of a surfactant and a defoaming agent.
제1항에 있어서, 상기 제1 슬러리 및 제2 슬러리는 잔컵점도계 #4를 이용한 점도가 각각 18~25초, 및 15~20초인 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법.
The method of claim 1, wherein the first slurry and the second slurry have viscosities of 18 to 25 seconds and 15 to 20 seconds, respectively, using a cup viscometer # 4.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항의 티타늄 합금 주조용 주형 제조방법에 의해 제조된 티타늄 합금용 주형.
A mold for a titanium alloy produced by a method for manufacturing a mold for casting a titanium alloy according to any one of claims 1 to 3.
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