KR20200008193A - Manufacturing apparatus for an allumium alloy flange and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고전압차단기 탱크(tank)에 사용되는 알루미늄 합금 플랜지(flange)제조를 위한 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 금형에 공급되는 용탕을 일반적인 공압식 저압주조 방식과 달리 전자석과 인덕터의 조합으로 발생되는 전자력에 의한 공급방식을 적용함으로서, 매끈한 표면을 유지하면서 일정이상의 기계적인 강도와 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 합금 플랜지를 제조하는 것이 가능한 알루미늄 합금 플랜지 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an aluminum alloy flange used in a high voltage circuit breaker tank and a method of manufacturing the same. In particular, a combination of an electromagnet and an inductor is used for a molten metal supplied to a mold, unlike a general pneumatic low pressure casting method. The present invention relates to an aluminum alloy flange manufacturing apparatus and a method for manufacturing the aluminum alloy flange capable of manufacturing an aluminum alloy flange having a certain mechanical strength and a dense structure while maintaining a smooth surface by applying a supply method by the electromagnetic force generated by the.
일반적으로 변전소 송전과정의 차단용 탱크에는 알루미늄 합금 플랜지가 적용되고 있는데, 알루미늄 합금 플랜지는 고전압에 노출이 되어 있는 관계로 전기가 집중되지 않는 매끈한 표면을 유지해야 하며, 일정이상의 기계적인 강도와 치밀한 조직이 요구된다.In general, aluminum alloy flanges are applied to the blocking tanks of substation power transmission. Aluminum alloy flanges are exposed to high voltage and must maintain a smooth surface where electricity is not concentrated. Is required.
이러한 알루미늄 합금 플랜지 제작을 위해 종래에는 사형주조 방법을 사용하여 제작하여 왔다. 그러나 사형주조는 목형을 이용하여 모래로 상하형의 주형을 만들고 합형하여 사람이 직접 용해로로부터 용탕을 떠서 주형에 주입하는 전통적인 방법으로서, 정교하고 복잡한 형상의 제품에는 적합하나 엄청난 양의 스크랩 발생으로 비용부담이 크며 작업성이 떨어져 대량생산에는 부적합하고, 기능자의 전문적인 감각에 의해 제작되어야 하는 관계로 초보자가 쉽게 접근할 수 없는 문제가 있다.In order to manufacture such an aluminum alloy flange, conventionally, a sand casting method has been used. However, the sand casting is a traditional method in which molds of upper and lower molds are made from sand using a wooden die, and then molded together to inject the molten metal directly from the melting furnace into the mold, which is suitable for a sophisticated and complicated product, but generates a large amount of scrap. There is a problem that the beginners are not easily accessible because the burden is large and the workability is not suitable for mass production, and must be produced by the professional sense of the skilled person.
사형주조에서 발생하였던 여러 가지 문제점을 해소시키기 위하여 대량생산이 가능하고, 분진발생이 저감되어 친환경적이고, 오랜 경험을 요하지 않는 초보자도 쉽게 접근할 수 있는 저압주조 방식의 채택이 강구되어 왔고, 현재 공압식 저압주조 방식이 일부에서 사용되어 오고 있다.In order to solve various problems that occurred in sand casting, mass production is possible. Low pressure casting methods have been used in some cases.
잘 알려진 바와 같이, 저압주조는 용융금속을 형틀의 하부에서 저압으로 서서히 주입하여 응고시키는 기술을 말하는 것으로서, 주조결함과 산화물등의 이물질 혼입이 적고, 정밀한 주조품의 제조가 가능하다는 장점으로 인해 엔진블록, 실린더헤드등의 제조에 주로 사용되는 공법이다.As is well known, low pressure casting refers to a technique of slowly injecting molten metal at a low pressure from the bottom of a mold to solidify it. This is the method mainly used for manufacturing cylinder heads.
저압주조와 관련한 종래 일반적인 구조는 내부에 성형공간 즉, 케비티(cavity)를 가지는 금형과, 상기 금형 아래에 위치하며 일정량의 용탕이 저장되는 보온로 및 상기 보온로로 일정압력의 공기를 공급하는 공기가압유닛을 구비한다. Conventional general structure related to the low pressure casting is a mold having a molding space, that is, a cavity (cavity) therein, and a heat supply furnace located below the mold to store a certain amount of molten metal and supplying a constant pressure air An air pressure unit is provided.
즉, 상기한 구조의 저압주조장치는 공기가압유닛을 통해 일정압력의 공기를 보온로로 공급하면 보온로에 저장되어 있는 용탕은 공기의 가압으로 주입구를 통해 금형내로 공급되고, 일정시간의 응고과정을 거친 후, 금형을 개방하여 제품을 취출하는 동작을 행하게 된다.That is, in the low pressure casting device having the above-described structure, when air of a predetermined pressure is supplied to the insulating furnace through the air pressurizing unit, the molten metal stored in the insulating furnace is supplied into the mold through the inlet by pressurizing the air, and the solidification process of the predetermined time is performed. After passing through, the mold is opened to take out the product.
하지만 종래 저압주조장치는 사용과정에서 다음과 같은 문제점을 야기시키게 된다.However, the conventional low pressure casting device causes the following problems in use.
첫 번째로 종래 저압주조장치는 단순히 공기의 압력에 의해서만 용탕이 금형내로 공급되도록 구성함에 따라, 만일 공기의 압력량을 균일하게 설정하지 못할 경우에는 용탕의 공급량 역시 불균일하게 이루어짐으로서 제품불량률이 높아지는 문제점이 있고,First, the conventional low pressure casting device is configured to supply the molten metal into the mold only by the pressure of the air, so that if the pressure of the air cannot be set uniformly, the supply of the molten metal is also made uneven, resulting in a high product defect rate. There is this,
두 번째로 공급되는 공기중에는 수분이 함유되어 있는 데, 이러한 수분을 제거하지 않은 상태에서 보온로로 공기를 공급하게 되면 상기 수분에 의해 용탕이 산화될 수 있다는 문제점이 있고,Secondly, the air is supplied with moisture, but when the air is supplied to the heating furnace without removing the moisture, the molten metal may be oxidized by the moisture.
세 번째로 작업이 완료된 후의 금형내에는 중자(코어)의 연소에 따른 가스등이 잔류하고 있으며, 이러한 가스를 제거하지 않은 상태에서 다시 금형내로 용탕을 공급하게 되면 가스가 가지는 채적에 의해 제품에 기공 등의 결함이 발생하게 되며, 따라서 낮은 연신률과 높은 기공률에 의해 고 물성치를 요구하는 부품 등에는 접목시켜 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.Thirdly, after the work is completed, gas, etc., due to the combustion of the core (core) remains in the mold, and when molten metal is supplied into the mold again without removing such gas, pores may be generated in the product by the accumulation of gas. Defects are generated, and therefore, there is a problem in that it cannot be used in combination with parts requiring high physical properties due to low elongation and high porosity.
이러한 문제를 해결하기 위하여 완전히 밀폐된 로내에서 용탕을 가압하는 가압장치 등을 추가로 설치하는 기술이 개발되어 적용되고 있다.In order to solve this problem, a technology for additionally installing a pressurizing device for pressurizing the molten metal in a completely closed furnace has been developed and applied.
그러나 진공로 등의 설치에 따른 설비비가 높아져서 제조단가가 상승되고, 또한, 알루미늄 합금 플랜지에서 요구하고 있는 표면이 메끄러우면서도 일정한 강도를 보유하고, 조직이 치밀해야 하는 특성을 맞추기에는 여러 가지 기술적인 어려움이 있어 아직까지는 저압주조 방식의 채용이 어려운 실정이다.However, the manufacturing cost is increased due to the increase in the equipment cost according to the installation of the vacuum furnace, and the surface required by the aluminum alloy flange is smooth and has a certain strength, and various technical characteristics are required to meet the precise structure. Due to the difficulty, it is still difficult to adopt the low pressure casting method.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the above problems,
종래의 공기 가압수단을 이용한 저압주조 방식 대신에 전자기 교반장치에 의한 전자력을 이용하여 용탕을 금형에 공급하는 저압주조 장치 및 그 제조방법을 제공하여, 표면이 메끄러우면서 일정한 기계적 강도를 갖고, 조직이 치밀한 특성을 갖는 알루미늄 합금 플랜지를 제조하기 위한 장치 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Instead of the conventional low pressure casting method using the air pressurizing means, a low pressure casting device for supplying a molten metal to a mold by using an electromagnetic force by an electromagnetic stirring device and a manufacturing method thereof, the surface is smooth and has a constant mechanical strength, An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing the aluminum alloy flange having this dense property.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알루미늄 합금 플랜지 제조장치는,Aluminum alloy flange manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object,
알루미늄 합금 플랜지 제조를 위한 금형(8)과, 상기 금형을 지지하기 위한 지지수단과, 상기 금형에 알루미늄 합금 용탕을 공급하기 위한 용탕공급장치로 구성된 알루미늄 합금 플랜지 제조장치에 있어서,In the aluminum alloy flange manufacturing apparatus comprising a mold (8) for producing an aluminum alloy flange, a support means for supporting the mold, and a molten metal supply device for supplying an aluminum alloy molten metal to the mold,
상기 금형(8)은, 상형(21)과 하형(22)으로 분리되어 있되, 상기 하형의 하부에는 용탕주입구(22-1)가 형성되어 있으며, The
상기 금형을 지지하기 위한 지지수단은, 상기 금형을 지지하기 위한 주조대골조프레임(6)과, 상기 금형의 상형을 상하 이동하기 위한 금형 상형 상하실린더(10)와, 상기 금형의 제품(코어)을 탈형하기 위한 금형 에젝터 실린더(9)와, 상기 탈형된 제품(코어)을 취출하기 위한 회전식 제품 취출대(7)로 구성되어 있으며,The support means for supporting the mold includes a
상기 용탕공급장치는, 상기 알루미늄 합금 용탕을 보온하기 위한 보온로(11)와, 상기 보온로의 하부에 위치하면서 상기 합금용탕을 보온, 교반 및 금형에 공급하기 위한 전자교반장치로 구성되는 것을 특징으로 한다. The molten metal supply device is composed of a
여기에서 상기 보온로(11)는 그 하부면을 관통하는 W타입의 채널(15)을 구비하되, 상기 W타입의 채널(15)은 상기 보온로의 하부면과 연통되는 2개의 분리관(15-1) 및 중앙분리관(15-2)으로 구성되며, 상기 중앙분리관(15-2)의 상부에는 상기 보온로(11)의 상부로 연통되는 세라믹튜브(13)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고,Here, the
상기 전자교반장치는 인덕터(16)와 전자석(18)을 구비하되, 상기 인덕터(16)는 상기 2개의 분리관(15-1)에 코일로 감겨져 설치되어 있으며, 상기 전자석(18)은 서로 이격된 한 쌍의 자극을 구비하며 상기 중앙분리관(15-2)에 직교되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하고,The electromagnetic stirrer includes an
상기 전자교반장치는 컨트롤 판넬(2)과 전원공급장치(1)와 결선되어 작동되는 것을 특징으로 하고,The electronic stirring device is characterized in that the operation is connected to the control panel (2) and the power supply (1),
상기 컨트롤 판넬(2)은 입출력 전압과 전류를 제어하는 것에 의해 상기 합금 용탕의 온도, 교반, 분사속도, 분사압력, 분사량 등을 조절하는 것을 특징으로 한다.The
또한 본 발명의 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법은,In addition, the manufacturing method of the aluminum alloy flange of the present invention,
알루미늄 합금 용탕을 보온로(11)에 장입하는 단계,Charging the aluminum alloy molten metal into the
상기 용탕이 장입된 보온로(11)를 주조대골조프레임(6) 하부로 이동시켜 보온로의 세라믹튜브(13)와 금형(8)의 하형에 형성된 용탕주입구(22-1)를 결합 조립하는 단계,The molten metal is charged into the thermal furnace (11) to the lower portion of the casting frame frame (6) to combine and assemble the
상기 보온로(11)에 장입된 합금 용탕을 보온 및 교반하는 단계,Insulating and stirring the alloy molten metal charged into the
상기 교반된 용탕을 세라믹 튜브(13)와 용탕주입구(22-1)를 통하여 금형(8)에 주입하는 단계,Injecting the stirred molten metal into the
상기 주입된 용탕을 공랭시켜 응고시키는 단계,Air-cooled the injected molten metal,
상기 응고된 제품을 금형으로부터 탈형하고 취출하는 단계로 Demolding and taking out the solidified product from a mold
구성되는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that the configuration.
여기에서 상기 보온 및 교반하는 단계는, 상기 보온로(11)의 하부에 장착된 전자교반장치에 의해 이루어지며, 용탕의 온도를 740~760℃로 유지하는 것을 특징으로 하고,Here, the step of keeping warm and stirring is made by an electronic stirrer mounted on the lower portion of the
상기 용탕주입단계는, 상기 전자교반장치의 작동에 따른 전자기력에 의해 용탕이 상기 세라믹튜브(13)를 통해 금형의 하형(22)에 형성된 용탕주입구(22-1)로 상향하면서 금형(8)내로 주입하는 것을 특징으로 하고,In the molten metal injection step, the molten metal is raised into the
상기 용탕주입단계 이전에 상기 금형(8)을 예열하여 금형의 온도가 330~350℃로 유지하는 단계를 더 포함하며, 상기 용탕주입은 170~190초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하고,It further comprises the step of preheating the mold (8) before the molten metal injection step to maintain the temperature of the mold at 330 ~ 350 ℃, the molten metal is characterized in that made for 170 ~ 190 seconds,
상기 응고시키는 단계는, 220~260초 동안 공랭하는 것을 특징으로 한다. The solidifying step, characterized in that air-cooled for 220 ~ 260 seconds.
본 발명에 따르면, 종래의 저압주조 방식을 채택하고 있기는 하지만, 공기 가압수단이 생략되어 설비비용을 절감할 수 있고, 전자기 교반장치의 전류의 세기 등을 조절하는 것에 의해 용탕의 보온 및 금형으로의 분사속도 압력 등을 자유롭게 조절할 수 있어 용이하게 표면이 매끈하면서도 일정이상의 기계적 강도를 갖으며, 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 합금 플랜지를 제조하는 것이 가능하다.According to the present invention, although the conventional low pressure casting method is adopted, the air pressurization means can be omitted, thereby reducing the installation cost, and controlling the strength of the electric current of the electromagnetic stirring device, etc. It is possible to freely control the injection speed, pressure, etc. of the surface is smooth and has a certain mechanical strength or more, it is possible to manufacture an aluminum alloy flange having a dense structure.
도1은 본 발명에 따른 금형이 주조대 골조프레임에 결합된 상태를 나타내는 상태도
도2는 본 발명에 따른 알루미늄 합금 플랜지 제작 장치의 개념도
도3은 본 발명에 따른 용탕공급장치의 단면도
도4는 본 발명에 따른 알루미늄 합금 플랜지 제작용 도면
도5는 본 발명에 따른 알루미늄 합금 플랜지 제품사진1 is a state diagram showing a state in which the mold according to the invention coupled to the cast frame frame frame
Figure 2 is a conceptual diagram of the aluminum alloy flange manufacturing apparatus according to the present invention
Figure 3 is a cross-sectional view of the molten metal supply apparatus according to the present invention
Figure 4 is a view for producing an aluminum alloy flange according to the present invention
5 is an aluminum alloy flange product picture according to the present invention
이하 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 알루미늄 합금 플랜지 제조장치는 금형(8)과, 금형을 지지하는 지지대와, 금형에 용탕을 공급하는 용탕공급장치와, 용탕공급장치의 전자력을 조절하는 컨트롤 판넬로 구성된다.The aluminum alloy flange manufacturing apparatus of this invention is comprised from the metal mold |
알루미늄합금 플랜지 제조를 위한 금형(8)의 제작도면이 도4에 도시되어 있고, 그 제품 사진이 도5에 도시되어 있다.A manufacturing drawing of a
도4에 따르면 금형(8)은 상형(21)과 하형(22)으로 구성되어 합형되며, 하형(22) 하부는 용탕주입구(22-1)가 형성되어 있고, 이 용탕주입구(22-1)를 통하여 용탕(12)이 상승하면서 금형(8)내에 주입된다.According to Fig. 4, the
도5의 사진에 따르면 본 발명에 따른 알루미늄 합금 플랜지는 매끄러운 표면을 갖고, 소정의 강도를 갖는 조직이 치밀한 제품임을 알 수 있다.According to the photograph of FIG. 5, it can be seen that the aluminum alloy flange according to the present invention has a smooth surface, and a tissue having a predetermined strength is a dense product.
도1에 본 발명 금형(8)이 주조대 골조프레임(6)에 결합되어 있는 상태도가 나타나 있다. 도1에 따르면, 주조대 골조프레임(6)은 2층구조로 되어 2층 바닥에 금형(8)의 하형(22)이 위치하고 있고, 금형(8)의 상형(21)은 금형상형(21)을 상하로 이동시키도록 된 상형 상하실린더(10)와 결합 설치되어 있다.1 shows a state diagram in which the
도2에 본 발명 주조장치의 개념도가 도시되어 있다. 도2에 따르면, 2층구조의 주조대골조프레임(6)에 금형(8)의 하형(22)이 설치되어 있고, 상형(21)은 상하로 이동할 수 있는 상형 상하실린더(10)와 결합되어 있고, 상부에 금형 코어(제품)를 이형시키기 위한 금형코어 에젝터실린더(9)가 설치되어 있다.2 is a conceptual diagram of the present invention casting apparatus. According to Fig. 2, the
주조대 골조프레임(6)에는 제품을 취출하기 위한 회전식 제품 취출대(7)가 설치되어 있다.The casting
주조대 골조프레임(6)의 1층에는 용탕공급장치가 위치하는데, 용탕공급장치는 보온로(11)와 보온로의 하부에 결합되어 있는 전자교반장치가 결합되어 있으며,The molten metal supply device is located on the first floor of the casting
용탕공급장치는 바퀴가 달려있어 레일위를 이동할 수 있도록 되어 있다.The molten metal supply device is equipped with wheels to move on rails.
용탕공급장치의 전자교반장치는 전류 및 전압을 제어하는 컨트롤 판넬(2)과 결선되어 있고, 컨트롤 판넬(2)은 전원공급장치(1)와 결선되어 있다. 여기에서 사용되는 전자교반장치는 본 출원인이 보유하고 있는 등록특허 10-1806146호의 전자기 교반장치로서 인덕터(5)와 전자석(4)이 설치되어 있다.The electronic stirrer of the molten metal supply device is connected to a
도3에 본 발명 용탕공급장치의 개략 단면도가 도시되어 있다. 보온로(11)는 알루미늄합금 용탕(12)을 보온하기 위한 장치로서, 하부에는 W형상의 채널(15)이 형성되어 있는데, W형상의 채널(15)은 보온로(11) 하부면과 연통하는 2개의 분기관(15-1) 및 1개의 중앙분기관(15-2)으로 된 관형태로서 알루미늄합금 용탕이 자유롭게 이동가능하도록 모두 연통되어 있다.3 is a schematic cross-sectional view of the molten metal supplying apparatus of the present invention. The
그리고 상부에는 보온로 뚜껑(14)이 덮혀 있고, 뚜껑 중앙에는 세라믹튜브(13)가 설치되어 있고, 세라믹튜브(13)는 금형(8) 하형(22)의 용탕주입구(22-1)와 결합된다. 세라믹튜브(13)는 알루미늄합금 용탕(12)을 하형의 용탕주입구(22-1)를 통하여 금형(8)내로 주입시키는 역할을 한다.And the upper part is covered with a
W형상의 채널(15)을 이루는 2개의 분기관(15-1)에는 인덕터(16)가 설치되고, 1개의 중앙분기관(15-2)에는 전자석(18)이 설치되어 있다. 인덕터(16)는 코일로 분기관(15-1)을 감싸는 형태로 되어 있으며, 전자석(18)은 서로 이격된 한 쌍의 자극을 구비하며 채널수단(15)과 수직으로 배치되도록 중앙분기관(15-2)에 설치된다.The
전자석과 인덕터는 컨트롤 판넬(2)에 입력된 값에 의해 작동된다.The electromagnets and inductors are operated by the values entered in the control panel (2).
이와 같이 구성된 본 발명의 장치의 작동에 관하여 설명한다.The operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be described.
먼저 보온로(11)에 알루미늄 합금 용탕을 장입한 후 주조대 골조프레임(6)으로 이동한다. 보온로(11)의 세라믹 튜브(13)를 금형(8)의 하형에 형성된 용탕주입구(22-1)와 결합한다.First, the aluminum alloy molten metal is charged into the
컨트롤 판넬(2)을 작동시켜 전자석(4)과 인덕터(5)의 작용으로 알루미늄합금 용탕(12)을 전자기 작용에 의한 발열작용으로 일정온도로 보온한다.By operating the control panel (2) and the action of the electromagnet (4) and the inductor (5) to keep the aluminum alloy molten metal (12) at a constant temperature by the heat generated by the electromagnetic action.
일정온도로 보온 유지가 되면, 전자석과 인덕터의 전자기 방향을 변화시켜 용탕을 교반하고, 교반이 완료되면 전자석과 인덕터의 전자기 방향을 변화시켜 용탕이 세라믹튜브를 통하여 상승하게 하여 상승하는 용탕을 금형(8)에 주입한다.When the temperature is maintained at a constant temperature, the electromagnetic direction of the electromagnet and the inductor is changed to stir the molten metal. When the stirring is completed, the electromagnetic direction of the electromagnet and the inductor is changed to cause the molten metal to rise through the ceramic tube. 8) inject.
금형에 용탕의 주입이 완료되면 금형을 공랭하여 용탕을 응고시킨다. 용탕의 응고가 완료되면 전자기교반장치의 작동을 멈춘다. 작동이 멈추면 세라믹튜브에 있던 용탕이 보온로로 다시 환원한다.After the injection of the molten metal into the mold, the mold is cooled by air to solidify the molten metal. When the solidification of the molten metal is completed, the electromagnetic stirrer stops working. When the operation stops, the molten metal in the ceramic tube is reduced back to the heating furnace.
응고된 제품이 있는 상형을 상하실린더(10)를 사용하여 위로 이동하고, 금형코어 에젝터실린더(9)를 사용하여 제품을 이형하여 회전식 제품취출대(7)로 취출하고, 제품은 이후의 후가공공정에 투입된다.The upper mold with the solidified product is moved upward using the upper and
이하에 본 발명의 제조방법에 대하여 기술한다.The manufacturing method of this invention is described below.
본 발명의 제조방법은, 알루미늄 합금 용탕을 보온로(11)에 장입하는 단계,The manufacturing method of the present invention, the step of charging the aluminum alloy molten metal into the
상기 용탕이 장입된 보온로를 주조대 골조프레임(6) 하부로 이동시켜 보온로의 세라믹튜브(13)와 금형의 하형에 형성된 용탕주입구(22-1)를 결합 조립하는 단계,Moving the thermally charged furnace into which the molten metal is charged to the lower part of the casting
상기 보온로에 장입된 합금 용탕을 보온 및 교반하는 단계,Insulating and stirring the alloy molten metal charged into the thermal furnace,
상기 교반된 용탕을 세라믹 튜브와 용탕주입구를 통하여 금형(8)에 주입하는 단계,Injecting the stirred molten metal into a
상기 금형에 주입된 용탕을 공랭시켜 응고시키는 단계,Air-cooling the molten metal injected into the mold,
상기 응고된 제품을 금형으로부터 탈형하고 취출하는 단계로 Demolding and taking out the solidified product from a mold
구성되는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that the configuration.
여기에서 상기 보온 및 교반하는 단계는, 상기 보온로의 하부에 장착된 전자교반장치에 의해 이루어지며, 용탕의 온도를 740~760℃로 유지하는 것을 특징으로 하고 있는데, 알루미늄의 녹는점이 658℃이며 용탕을 교반후, 용탕 온도를 740~760℃로 유지 시켰을 때 제품제작에 가장 적당한 온도이다. 금형에 용탕 주입시 기준온도 이하일 경우 용탕 유동성이 떨어져 미완형태의 불량품이 발생하며 반대로 용탕온도가 과도하게 높을 경우 용탕 유동성은 양호한 반면 보온로의 수명이 단축된다.Here, the step of keeping warm and stirring is made by an electronic stirrer mounted on the lower portion of the heating furnace, characterized in that the temperature of the molten metal is maintained at 740 ~ 760 ℃, the melting point of aluminum is 658 ℃ After stirring the molten metal, it is the most suitable temperature for manufacturing the product when the molten metal is maintained at 740 ~ 760 ℃. If the molten metal is below the reference temperature, the molten liquid is inferior in the form of defective products. On the contrary, if the molten metal temperature is excessively high, the molten metal has good melt flow and shortens the life of the heating furnace.
상기 용탕주입단계는, 상기 전자교반장치의 작동에 의해 용탕이 상기 세라믹튜브를 통해 상향하면서 금형의 하형에 형성된 용탕주입구를 통하여 금형내로 주입하는 것을 특징으로 하는데, 세라믹튜브는 세라믹을 주성분으로 하기 때문에 상당히 높은 강도와 녹는점(대략 2000~3000℃)을 가지고 있어서 고온 용탕의 접촉부에 사용하기에 적합하다.The molten metal injection step is characterized in that the molten metal is injected into the mold through the molten metal injection hole formed in the lower mold of the mold by the operation of the electronic stirring device, since the ceramic tube is mainly composed of ceramic It has a very high strength and melting point (approximately 2000 ~ 3000 ℃), making it suitable for use in hot melt contacts.
상기 용탕주입단계 이전에 상기 금형을 예열하여 금형의 온도가 330~350℃로 유지하는 단계를 더 포함하며, 상기 용탕주입은 170~190초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는데, It further comprises the step of preheating the mold before the molten metal injection step to maintain the temperature of the mold at 330 ~ 350 ℃, the molten metal injection is characterized in that made for 170 ~ 190 seconds,
금형의 온도가 330~350℃에서 제품제작에 이상적이며 만약 예열이 충분하지 않은 상태로Ideal for manufacturing products at mold temperatures of 330-350 ° C. If preheating is not sufficient
주조작업 진행시 용탕온도가 낮은 상태에서 작업이 이루어지는 같은 결과로 미완형태의 불량품이 발생하며 무엇보다 알루미늄 특성상 고온의 알루미늄 용탕이 차가운 물채에 접촉시 폭발의 위험성이 있으므로 충분한 예열은 필수적이다. As the result of working in the state of low melt temperature during casting operation, unfinished product is generated. Above all, sufficient preheating is essential because there is a risk of explosion when the high temperature molten aluminum comes into contact with cold water.
상기 용탕의 주입시간을 170~190초 동안 행하는 이유는 제품마다 용탕 주입시간은 다른데 The reason why the injection time of the molten metal is performed for 170 to 190 seconds is different for each product.
플랜지는 3분가량 주입시 가장 이상적인 제품 제작시간으로 주입시간이 짧을경우 추진 압력부족으로 미성형이 발생하며 과할 경우에는 생산성이 떨어진다.Flange is the most ideal product manufacturing time for 3 minutes injection. If the injection time is short, unforming occurs due to lack of propulsion pressure.
용탕의 분사압력은 0.2~0.3㎏/㎠으로 0.03~0.05㎏/㎠간격으로 미세조정이 가능하며 이 구간에서 제품제작에 최적화 되어있다.The injection pressure of the molten metal is 0.2 ~ 0.3㎏ / ㎠ and can be finely adjusted at intervals of 0.03 ~ 0.05㎏ / ㎠ and it is optimized for product manufacturing in this section.
금형을 급냉시키는 방법에는 수냉과 공냉으로 냉각 시키는 방법이 있는데 수냉은 설치구조가 복잡하고 비용이 많이드는 단점이 있으며 용탕이 물과 접촉시 폭발의 위험이 있어 안전상의 문제로 선호하지 않는 반면 공랭식은 비용과 안전상의 문제가 없으며 동일한 효과를 볼 수 있다. There are two methods of quenching the mold using water cooling and air cooling. Water cooling has the disadvantage of complicated installation structure and high cost, and it is not preferred as a safety problem because the molten metal has a risk of explosion when it comes in contact with water. There is no cost and safety problem and the same effect can be achieved.
제품을 응고시키는 단계는, 220~260초 동안 공랭하는 것을 특징으로 하는데, 단면이 얇은 부위는 빨리 냉각되는 반면 두꺼운 부위일수록 냉각속도가 떨어져 완성제품의 단면을 절단후 조직검사를 했을 때 얇은 부위에 비해 상당히 조대한 조직을 가지고 있고 시험 결과가 치밀한 조직에 비해 기계적인 강도가 많이 떨어짐을 알 수 있다. 그래서 큰 제품일수록 단면이 두꺼운 제품일수록 냉각속도를 고르게 해주는 기술이 필요하며 많은 노력들을 기울이고 있다. 본 플랜지 제품은 약4분가량 공냉시 가장 이상적인 냉각시간이며 냉각시간이 짧으면 미성형이 발생하고 과다하게 길어지면 상하형 분리 및 제품취출시 금형에 고착되어 불량품을 발생시킨다. The step of coagulating the product is characterized by air cooling for 220 to 260 seconds, where the thin section is cooled quickly, while the thicker the section, the lower the cooling rate. Compared to the dense tissue and the test results, the mechanical strength is much lower. Therefore, the bigger the product is, the thicker the product is, and the technology to even the cooling speed is required, and much effort is being made. This flange product is the most ideal cooling time when air cooling for about 4 minutes. If the cooling time is short, unmolding occurs, and if it is too long, it is stuck to the mold when separating the upper and lower molds and taking out the product.
이와 같은 본 발명의 장치와 방법에 따라 제조된 알루미늄 합금 플랜지는 조직이 치밀하면서도 소정의 강도를 가지며, 경력자가 아닌 초보자라도 용이하게 취급하는 것이 가능하고, 제조단가를 대폭 낮출수 있는 효과가 있다.The aluminum alloy flange manufactured according to the apparatus and method of the present invention has a dense structure and a predetermined strength, and even a beginner who is not experienced can easily handle it, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
1: 전원공급장치 2: 컨트로 판넬
4: 전자석 5: 인덕터
6: 주조대 골조프레임 7: 회전식제품 취출대
8: 금형 9: 금형코어 에젝터 실린더
10: 금형 상형 상하실린더 11: 보온로
12: 알루미늄합금 용탕 13: 세라믹 튜브
14: 보온로 뚜껑 15: W형상의 채널
15-1: 분기관 15-2: 중앙분기관
16: 인덕터 18: 전자석1: power supply 2: control panel
4: electromagnet 5: inductor
6: casting frame frame 7: rotary product take-out
8: Mold 9: Mold Core Ejector Cylinder
10: mold hieroglyphic upper cylinder 11: insulation furnace
12: molten aluminum alloy 13: ceramic tube
14: thermos cover 15: W-shaped channel
15-1: Branch pipe 15-2: Central branch pipe
16: inductor 18: electromagnet
Claims (10)
상기 금형(8)은,
상형(21)과 하형(22)으로 분리되어 있되, 상기 하형의 하부에는 용탕주입구(22-1)가 형성되어 있으며,
상기 금형을 지지하기 위한 지지수단은,
상기 금형을 지지하는 주조대골조프레임(6)과, 상기 금형의 상형을 상하 이동하기 위한 금형 상형 상하실린더(10)와, 상기 금형의 제품(코어)을 탈형하기 위한 금형 에젝터 실린더(9)와, 상기 탈형된 제품(코어)를 취출하기 위한 회전식 제품 취출대(7)로 구성되어 있으며,
상기 용탕공급장치는,
상기 알루미늄 합금 용탕을 보온하기 위한 보온로(11)와, 상기 보온로의 하부에 위치하면서 상기 합금용탕을 보온, 교반 및 금형에 공급하기 위한 전자교반장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지 제조장치In the aluminum alloy flange manufacturing apparatus comprising a mold for manufacturing an aluminum alloy flange, a support means for supporting the mold, and a molten metal supply device for supplying an aluminum alloy molten metal to the mold,
The mold 8 is,
The upper mold 21 and the lower mold 22 are separated, but the lower portion of the lower mold is formed with a molten metal inlet 22-1,
Support means for supporting the mold,
A casting frame frame frame 6 supporting the mold, a mold upper mold upper and lower cylinder 10 for vertically moving the upper mold of the mold, and a mold ejector cylinder 9 for demolding the product (core) of the mold. And, it consists of a rotary product take-out stand (7) for taking out the demolded product (core),
The molten metal supply apparatus,
Aluminum alloy flange manufacturing, characterized in that consisting of a heating furnace 11 for insulating the aluminum alloy molten metal, and an electronic stirrer for supplying the alloy molten metal to the mold while being located at the lower portion of the heating furnace Device
상기 보온로(11)는 그 하부면과 연통되는 2개의 분리관(15-1)과 1개의 중앙분리관(15-2)으로 이루어진 W타입의 채널(15)을 구비하며,
상기 중앙분리관(15-2)의 상부에는 상기 보온로의 상부로 연통되는 세라믹튜브(13)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조장치The method of claim 1,
The thermal insulation furnace 11 has a W-type channel 15 composed of two separation tubes 15-1 and one central separation tube 15-2 communicating with the lower surface thereof.
An apparatus for producing an aluminum alloy flange, characterized in that the upper portion of the central separation pipe (15-2) is provided with a ceramic tube (13) which communicates with the upper portion of the heat insulating furnace.
상기 전자교반장치는 인덕터(16)와 전자석(18)을 구비하되, 상기 인덕터(16)는 상기 2개의 분리관(15-1)에 코일로 감겨져 설치되어 있으며, 상기 전자석(18)은 서로 이격된 항 쌍의 자극이 상기 중앙분리관(15-2)에 직교되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조장치The method according to claim 1 or 2,
The electromagnetic stirrer includes an inductor 16 and an electromagnet 18. The inductor 16 is wound around a coil in the two separation pipes 15-1, and the electromagnets 18 are spaced apart from each other. Apparatus for manufacturing an aluminum alloy flange, characterized in that the magnetic pole of the pair is installed so as to be orthogonal to the central separation pipe (15-2)
상기 전자교반장치는 컨트롤 판넬(2)과 전원공급장치(1)와 결선되어 작동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조장치The method of claim 3,
The electronic stirring device is a device for manufacturing an aluminum alloy flange, characterized in that the operation is connected to the control panel (2) and the power supply (1).
상기 컨트롤 판넬(2)은 입출력 전압과 전류를 특정하는 것에 의해 상기 알루미늄 합금 용탕의 온도, 교반, 분사속도, 분사압력, 분사량을 조절하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조장치The method of claim 4, wherein
The control panel 2 is a device for producing an aluminum alloy flange, characterized in that for controlling the temperature, stirring, spraying speed, spraying pressure, injection amount of the aluminum alloy molten metal by specifying the input and output voltage and current
상기 알루미늄 합금 용탕이 장입된 보온로(11)를 주조대골조프레임(6) 하부로 이동시켜 상기 보온로에 설치된 세라믹튜브(13)와 금형의 하형에 형성된 용탕주입구(22-1)를 결합 조립하는 단계,
상기 보온로에 장입된 알루미늄합금 용탕을 보온 및 교반하는 단계,
상기 교반된 알루미늄합금 용탕을 세라믹 튜브(13)와 용탕주입구(22-1)를 통하여 금형(8)에 주입하는 단계,
상기 금형(8)에 주입된 알루미늄합금 용탕을 공랭시켜 응고시키는 단계,
상기 응고된 제품을 금형으로부터 탈형하고 취출하는 단계로
구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법Charging the aluminum alloy molten metal into the thermal furnace 11,
The thermal furnace 11 loaded with the aluminum alloy molten metal is moved to the lower portion of the casting frame frame 6 to assemble the ceramic tube 13 installed in the thermal furnace and the molten metal inlet 22-1 formed in the lower mold of the mold. Steps,
Insulating and stirring the aluminum alloy molten metal charged in the thermal furnace,
Injecting the stirred aluminum alloy into the mold 8 through the ceramic tube 13 and the molten metal inlet 22-1;
Air-cooling and solidifying the aluminum alloy molten metal injected into the mold (8),
Demolding and taking out the solidified product from a mold
Manufacturing method of aluminum alloy flange, characterized in that
상기 보온 및 교반하는 단계는,
상기 보온로의 하부에 장착된 전자교반장치에 의해 이루어지며, 알루미늄합금 용탕의 온도는 740~760℃로 보온 유지하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법The method of claim 6,
The step of keeping warm and stirring,
A method of manufacturing an aluminum alloy flange, which is made by an electronic stirrer mounted on a lower portion of the heat insulating furnace, and the temperature of the aluminum alloy molten metal is maintained at 740 to 760 ° C.
상기 용탕주입단계는,
상기 전자교반장치의 작동에 따른 전자기력에 의해 알루미늄합금 용탕이 상기 세라믹튜브를 통해 금형의 하형에 형성된 용탕주입구로 상향하면서 금형내로 주입하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법.The formulation according to claim 6 or 7,
The molten metal injection step,
The method of manufacturing an aluminum alloy flange, characterized in that the injection of the aluminum alloy molten metal through the ceramic tube to the molten metal inlet formed in the lower mold of the mold by the electromagnetic force according to the operation of the electronic stirring device.
상기 용탕주입단계 이전에 상기 금형을 예열하여 금형의 온도가 330~350℃로 유지하는 단계를 더 포함하며,
상기 알루미늄합금 용탕주입은 170~190초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법.The method of claim 8,
Preheating the mold before the molten metal injection step further comprises maintaining the temperature of the mold at 330 ~ 350 ℃,
The molten aluminum alloy injection method for producing an aluminum alloy flange, characterized in that made for 170 ~ 190 seconds.
상기 응고시키는 단계는, 220~260초 동안 공랭하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 플랜지의 제조방법The method of claim 8,
The solidifying step, the manufacturing method of the aluminum alloy flange, characterized in that air-cooled for 220 ~ 260 seconds.
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