KR20210054328A - 진공 고압주조 방법 및 진공 고압주조용 금형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정금형 및 가동금형을 합형하는 단계, 상기 고정금형 또는 상기 가동금형의 하부 일측에 형성된 슬리브 내에서 동작되는 사출 플런저에 의해 상기 슬리브에 형성된 용탕 주탕구를 폐쇄시키는 단계, 상기 고정금형 및 상기 가동금형의 상부에 구비된 칠 벤트 블록과 연결된 진공 감압 장치에 의해 상기 고정금형 및 상기 가동금형 내부에 형성된 캐비티 내를 진공 감압하는 단계, 상기 진공 감압하는 단계 종료 후 상기 칠 벤트 블록과 연결된 산소 공급 장치에 의해 상기 캐비티 내에 산소를 공급하는 단계 및 상기 용탕 주탕구를 통해 용탕을 급탕하는 단계를 포함하는 진공 고압주조 방법으로서, 본 발명에 의하면, 고가의 장비를 채용하지 않고도 금형 캐비티의 공기를 제거하여 고품질, 고강도의 부품을 제조할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 고압주조 방법과 금형 장치에 관한 것으로서, 특히 캐비티 내 진공을 형성하여 고압주조하는 방법과 장치에 관한 것이다.
통상 고압주조(다이캐스팅 Die Casting)는 알루미늄, 마그네슘, 아연 등의 경량 비철금속합금을 용해한 용탕을 주탕 슬리브의 주탕구를 통해 주입하고, 사출 플런저에 의해 고속 고압으로 금형 캐비티(cavity) 내로 충전하여 사출 성형한다.
이 과정에서 캐비티 내에 충만해 있는 공기, 수증기 등의 가스가 고속으로 충전 압입되는 용탕에 혼입되어 잔류하게 된다. 특히, 복잡한 형상을 갖는 제품의 경우, 캐비티 내부의 공기나 수증기, 잔류가스의 배출이 더욱 어렵게 되고, 이렇게 용탕에 혼입된 공기, 수증기와 캐비티에 잔류된 가스는 금형 내에서 용탕이 냉각 응고하는 과정에 주조결함(블로홀, 수축결함 등)을 야기하고, 이는 제품의 강도를 낮추는 원인이 된다.
이 같은 고압주조로 제조된 제품의 기포를 획기적으로 낮추는 기술에는 고진공 다이캐스팅이 있다. 이 기술은 금형을 실링하여 금형 캐비티 내의 공기를 진공펌프를 통해 50mbar 이하로 낮추어 진공상태로 만들어 용탕을 주입하여 제품을 제조한다. 따라서, 제품 내 기공이 없어 열처리시 강도를 향상시킬 수 있다.
즉, 일반 다이캐스팅 부품의 경우, 내부 주조결함 때문에 열처리를 할 수가 없지만, 고진공 다이캐스팅 제품은 내부 주조결함이 없어서 열처리를 통해 기계적 물성을 약 40% 높일 수가 있다.
하지만, 고진공 설비가 매우 고가여서 제조 비용이 상승할 수밖에 없는 한계가 있다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 고가의 장비를 채용하지 않고도 금형 캐비티의 공기를 제거하여 고품질, 고강도의 부품을 제조할 수 있는 진공 고압주조 방법 및 진공 고압주조용 금형 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 진공 고압주조 방법은, 고정금형 및 가동금형을 합형하는 단계, 상기 고정금형 또는 상기 가동금형의 하부 일측에 형성된 슬리브 내에서 동작되는 사출 플런저에 의해 상기 슬리브에 형성된 용탕 주탕구를 폐쇄시키는 단계, 상기 고정금형 및 상기 가동금형의 상부에 구비된 칠 벤트 블록과 연결된 진공 감압 장치에 의해 상기 고정금형 및 상기 가동금형 내부에 형성된 캐비티 내를 진공 감압하는 단계, 상기 진공 감압하는 단계 종료 후 상기 칠 벤트 블록과 연결된 산소 공급 장치에 의해 상기 캐비티 내에 산소를 공급하는 단계 및 상기 용탕 주탕구를 통해 용탕을 급탕하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 진공 감압 장치는 상기 칠 벤트 블록과 진공 감압 라인을 통해 연결되고, 상기 산소 공급 장치는 상기 진공 감압 라인과 산소 공급 라인을 통해 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 감압하는 단계는 상기 용탕 주탕구의 폐쇄 신호에 따라 상기 진공 감압 라인 상에 구비되는 진공 감압 밸브가 열리도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 진공 감압하는 단계는 상기 캐비티 내 압력이 200mmHg 이하가 될 때까지 실시하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 산소를 공급하는 단계는 상기 캐비티 내 압력이 1200mbar 이상이 될 때까지 실시하는 1차 산소 공급 단계를 포함하고, 상기 용탕을 급탕하는 단계는 상기 1차 산소 공급 단계가 종료되면 실시하는 것을 특징으로 하며, 상기 용탕을 급탕하는 단계 개시 후 상기 1차 산소 공급 단계보다 적은 양의 산소를 공급하는 2차 산소 공급 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 용탕은 알루미늄 용탕인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 용탕을 급탕하는 단계 후 상기 사출 플런저를 가동하여 사출을 진행하는 단계를 더 포함하고, 상기 사출을 진행하는 단계에 의해 상기 사출 플런저가 상기 용탕 주탕구를 지나는 시점에 상기 2차 산소 공급 단계를 종료하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 진공 고압주조용 금형 장치는, 고정금형 및 가동금형, 상기 고정금형 또는 상기 가동금형의 하부 일측에 형성된 슬리브 내에서 동작되는 사출 플런저, 상기 고정금형 및 상기 가동금형의 상부에 구비된 칠 벤트 블록과 연결되어 상기 고정금형 및 상기 가동금형 내에 형성된 캐비티 내를 진공 감압하는 진공 감압 장치 및 상기 칠 벤트 블록과 연결되어 상기 캐비티 내에 산소를 공급하는 산소 공급 장치를 포함한다.
그리고, 상기 진공 감압 장치로부터 상기 칠 벤트 블록으로 연결되는 진공 감압 라인, 상기 진공 감압 라인 상에 구비되는 진공 감압 밸브, 상기 산소 공급 장치로부터 상기 칠 벤트 블록으로 연결되는 산소 공급 라인 및 상기 산소 공급 라인 상에 구비되는 산소 공급 밸브를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진공 감압 밸브는 상기 캐비티 측에 구비되는 진공 센서의 신호에 따라 제어되고, 상기 산소 공급 밸브는 상기 캐비티 측에 구비되는 산소 센서의 신호에 따라 제어되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 칠 벤트 블록은, 상기 고정 금형 및 상기 가동 금형 측에 각각 쌍을 이뤄 구비되고, 상기 고정 금형 및 상기 가동 금형 합형시 상기 캐비티 상단과 연통되어 용탕이 인입되는 용탕 인입구가 내부에 형성되고, 상기 용탕 인입구로부터 확장된 용탕 응고 유로가 내부에 형성되며, 상기 진공 감압 라인과 연통되는 가스 배출홀이 내부에 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 용탕 응고 유로의 간극(gap)은 1.0~1.2mm 인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 용탕 응고 유로는 볼록부와 오목부가 반복되어 수차례 절곡되어 단면상 삼각 형상의 요철 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 볼록부 또는 상기 오목부의 내각의 크기는 40도 이하인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 칠 벤트 블록은, 내부에 냉각수 통수가 가능한 등각 냉각채널이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 비교적 값이 싼 활성 산소와 진공 어시스트를 이용하여 장치가 단순함에도 고진공 설비의 약 10% 내지 20% 수준의 비용으로 주조가 가능하기 때문에 원가절감 효과가 크다.
그럼에도, 금형 캐비티의 공기를 제거하여 고품질, 고강도의 부품을 제조할 수 있게 한다.
특히, 일반 다이캐스팅 대비 약 30% 이상의 강도 향상 효과를 발휘할 수 있다.
따라서, 잔류가스에 기인하는 주조결함을 억제함으로써 우수한 생산성을 갖는 다이캐스팅의 적용 분야를 더욱 확장시키며, 특히 자동차의 전동화, 친환경화에 따른 고기능 부품으로의 적용이 가능하게 한다.
도 1은 본 발명에 의한 진공 고압주조 방법을 순서적으로 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 의한 진공 고압주조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 진공 고압주조용 금형 장치의 일부인 칠 벤트 블록을 도시한 것이고, 도 4는 도 3a의 일 부분을 형상화한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 칠 벤트 블록의 용탕 응고 유로의 측면 형상을 비교 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 의한 진공 고압주조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.
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도 5a 및 도 5b는 칠 벤트 블록의 용탕 응고 유로의 측면 형상을 비교 도시한 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 진공 고압주조 방법을 순서적으로 도시한 것이고, 도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 의한 진공 고압주조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 2g를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 진공 고압주조 방법 및 진공 고압주조용 금형 장치를 설명하기로 한다.
본 발명은 고압주조에 의해 자동차 등의 부품을 제조하는 방법과 그 방법을 구현하기 위한 금형 장치로서, 금형 캐비티 내 진공 형성을 위한 별도의 고가의 진공 펌프 없이 진공을 형성시켜 주조된 제품에 기포 결함이 발생하지 않게 하고, 그에 따라 열처리가 가능하게 하여 비교적 단순한 구성과 저가의 비용에 의해 강도가 우수한 주조 부품을 제조 가능하게 하는 기술이다.
진공 고압주조용 금형 장치는 고정금형(110)과 가동금형(120)이 구비되고, 먼저 도 2a와 같이 이형제 스프레이(130)를 금형의 캐비티 측 표면에 분사한 후 금형을 닫음으로써 주조 작업을 준비한다(S11).
캐비티의 상측에 해당하는 고정금형(110)과 가동금형(120)의 상부에는 칠 벤트 블록(160, 160-1)이 구비됨으로써, 칠 벤트 블록(160, 160-1)을 통해 금형 내 가스를 단시간 내 배출되도록 하고, 용탕이 분출되지 않도록 한다.
그리고, 고정금형(110)의 하부 일 측에는 용탕의 경로가 되는 슬리브(140)가 형성되고, 슬리브(140)로부터 캐비티까지 용탕의 주입 경로가 형성된다.
슬리브(140)에는 용탕이 주입되는 용탕 주탕구(141)가 형성되고, 슬리브(140)의 길이 방향을 따라 사출 플런저가 동작될 수 있게 결합된다.
S11에 의해 고정금형(110)과 가동금형(120)이 합형하면, 도 2b와 같이 사출 플런저 팁(150)이 전진 동작하여 용탕 주탕구(141)를 사출 플런저 팁(150)에 의해 폐쇄시킨다(S12).
본 발명은 캐비티 내 진공 형성을 위해 금형 외부에 구비되는 진공 감압 장치(210)와 산소 공급 장치(310)를 포함하고, 진공 감압 장치(210)와 산소 공급 장치(310)로부터 연결되는 진공 감압 라인(220)과 산소 공급 라인(320)은 칠 벤트 블록(160, 160-1)과 연결된다.
여기서, 산소 공급 라인(320)은 도시와 같이 진공 감압 라인(220)에 연결되어 칠 벤트 블록(160, 160-1)과 연결될 수 있다.
그래서, S12에 의해 용탕 주탕구(141)의 폐쇄 신호에 의해 진공 감압 라인(220) 상에 구비되는 진공 감압 밸브(230)가 열리도록 제어함으로써(S21), 캐비티 내 진공 감압을 실시한다(S22).
진공 감압은 미리 설정된 감압 조건과 시간에 부합할 때까지 실시되고(S23), 이후 도 2c와 같이 진공 감압 밸브를 닫도록 제어한다(S24). S23의 감압 조건은 예를 들어 200mmHg 이하로 설정될 수 있다.
S23의 조건 확인을 위해 캐비티 내에는 진공 센서가 구비될 수 있고, S24는 진공 센서의 신호에 의해 제어될 수 있다.
S24에 의해 진공 감압 밸브를 닫음과 함께 산소 공급 라인(320)에 구비되는 산소 공급 밸브(330)가 열리도록 제어하여(S25) 칠 벤트 블록(160, 160-1)을 통해 캐비티 내에 산소가 공급되게 한다.
산소의 공급은 미리 설정된 가압력 조건과 시간에 부합할 때까지 실시되고(S26), 이후 도 2d와 같이 사출 플런저 팁(150)이 후퇴 동작하여(S13), 용탕 주탕구(141)가 개방되게 되고, 개방된 용탕 주탕구(141)를 통해 용탕(m)을 정량 급탕하며(S14), 급탕이 완료되면 도 2e와 같이 사출을 진행한다(S15).
S26의 조건 확인을 위해 캐비티 측에는 산소 센서가 구비될 수 있고, S13은 산소 센서의 신호에 의해 제어될 수 있다.
그리고, 산소의 충진은 충전 용량을 최대로 하여 단시간 충진하는 것이 바람직하고, 예를 들어 3초 이내일 수 있으며, 설정 압력은 예를 들어 1200mbar 이상으로 설정될 수 있다.
한편, 급탕 시작 후에도 산소 공급을 즉시 중단하는 것이 아니라 계속 공급되게 하되(S27), 용탕 주탕구(141) 개방 이후 시점부터 산소의 공급 양을 S25에서의 공급량보다는 줄여서 공급한다.
본 발명은 S25의 1차 산소 공급을 통해서 캐비티 및 슬리브 내의 공기를 활성 산소로 치환을 시키고, 최대치의 1차 산소 공급 후 이어지는 급탕과 사출에 의해서 활성 산소와 용탕이 화학반응이 일어나게 하는 것이다.
용탕은 예를 들어 알루미늄일 수 있으며, 활성 산소와 화학반응이 일어나게 되면, 미세한 산화물(Al2O3)이 형성되어 캐비티 내 국부적인 순간 진공이 형성되게 되며, 사출을 통해서 용탕과 반응하지 못한 잔류 산소 및 반응 생성물이 제거될 수 있게 한다.
따라서, 캐비티 내 국부적인 순간 진공 형성을 위해서 도 2d와 같은 사출 이전 급탕 단계(S14)에서도 산소 공급이 이루어져야 하며, 이 때(S27)의 2차 산소공급은 S25의 1차 산소 공급에 비해 15~40% 수준인 것이 바람직하다.
그리고, 충진된 금형 캐비티 내부의 산소공급 제어는 공급시간의 설정과 조정을 제어하는 것에 의해서는 캐비티의 각종 분할면(parting line)으로부터 실링 상태에 따라 매 쇼트(shot) 산소 공급의 온전한 품질을 보증할 수 없을 수 있으나, 본 발명은 이를 해결하기 위해 안정적인 캐비티 내부의 산소 충진을 측정하는 산소 센서로서 디지털 압력계를 적용한다.
다음, S15에 의한 사출이 시작되어 도 2e와 같이 사출 플런저 팁(150)이 용탕 주탕구(141)를 폐쇄하게 되면(S16), 이때의 주탕구 폐쇄 신호에 의해 산소 공급 밸브(330)가 닫힘 제어되어 산소 공급을 차단한다(S28).
그리고, 사출 플런저 팁(150)이 고속절환(S17)하게 되면, 진공 감압밸브(230)가 open되어 금형 캐비티 내 잔류 가스를 배출시킨다(S29).
이후 응고와 냉각 후, 도 2g와 같이 형개하여 주조품(P)을 취출하게 된다.
본 발명에서 진공 형성을 위한 산소 공급을 슬리브(140)를 통해 공급하는 것을 고려해볼 수 있으나, 그럴 경우 슬리브를 통해 런너부가 충진되고, 좁은 단면적의 게이트를 통과하여 캐비티로 충진되기 때문에, 실제 산소 충진이 필요한 금형 캐비티 부위가 좁은 단면적의 게이트 통과 후 최종적으로 충진되므로 완전한 충진이 되지 못한다.
따라서, 본 발명은 역방향 충진으로, 금형 상단부의 칠 벤트 블록을 통해 충진하므로, 핵심 기능 품질 관리 부위인 금형 캐비티가 먼저 충진되고, 그 다음으로 게이트, 런너, 슬리브가 충진되어, 요구되는 금형 캐비티 내부의 산소 충진성이 효율적이면서 극대화되게 되어 캐비티 내 순간 진공 형성에 유리하게 된다.
본 발명은 이와 같이 칠 벤트 블록(160, 160-1)을 통해 산소 공급이 이루어지게 하며, 또한 칠 벤트 블록(160, 160-1)의 제원 및 구조에 의해 효과적인 산소 공급의 시간 단축과 극대화 및 용탕 유출 방지를 도모하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 진공 고압주조용 금형 장치의 일부인 칠 벤트 블록을 도시한 것이고, 도 4는 도 3a의 일 부분을 형상화한 것이다.
칠 벤트 블록은 고정 금형(110) 측과 가동 금형(120) 측에 각각 대응되도록 쌍을 이루어 형성된다. 도 3a는 고정 금형 측의 칠 벤트 블록(160)이며, 도 3b는 가동 금형 측의 칠 벤트 블록(160-1)으로, 서로 결합되어 칠 벤트 유로를 형성함에 있어 암수 관계로 대응되며, 암수 관계가 예시와는 서로 반대로 형성될 수 있다.
예시상, 고정 금형(110) 측 칠 벤트 블록(160)에는 캐비티 상단과 연통되어 용탕이 인입되는 용탕 인입구(161)가 형성되고, 용탕 인입구(161)로부터 폭 방향으로 확장된 유로인 용탕 응고 유로부(162)가 형성되며, 용탕 응고 유로부(162) 상측으로 가스 배출홀(163)이 형성되어 가스 배출홀(163)이 진공 감압 라인(220)과 연통이 된다.
가동 금형(120) 측 칠 벤트 블록(160-1)에도 고정 금형(110) 측 칠 벤트 블록(160)의 용탕 응고 유로부(162)에 대응되는 용탕 응고 유로부(162-1)가 형성되어, 결합함으로써 두 용탕 응고 유로부(162, 162-1) 간에 유로가 형성된다.
그리고, 용탕 응고 유로부(162-1) 상측으로 가스 배출홀(163-1)이 형성되며, 도시와 같이 가동 금형(120) 측 칠 벤트 블록(160-1)의 가스 배출홀(163-1)이 이에 대응되는 고정 금형(110) 측 칠 벤트 블록(160)의 가스 배출홀(163)에 밀착 삽입되는 구조일 수 있으며, 또한 반대로 삽입되는 구조일 수 있다.
칠벤트는 종래 일반 다이캐스팅의 경우 고속 고압으로 사출되는 용탕의 유출을 막기 위해 칠벤트의 최대 간극을 0.3~0.5mm 간극(gap)으로 설계하지만, 본 발명에서는 진공 감압 및 산소 공급을 효율적으로 하기 위해서 용탕 인입구(161)와 두 용탕 응고 유로부(162, 162-1)에 의해 형성되는 용탕 응고 유로의 간극을 달리 한다.
즉, 용탕 인입구(161)의 간극(g0)은 3~4mm인 것이 바람직하며, 용탕 응고 유로의 간극(g1, g2)을 종래보다 3~4배 크게 1.0~1.2mm 간극(gap)으로 설계하고, g1부터 g2까지 간극을 동일하게 유지함으로써 활성산소 공급을 원활히 하고 또한 공급시간을 최소화할 수 있다.
그리고, 용탕 인입구(161)로부터 용탕 응고 유로의 시작 지점(g1 표기 부분)까지는 간극이 점차 감소되는 구조를 가진다.
이를 위해 칠 벤트 블록(160)의 형상은, 일반적인 칠벤트와는 다르게, 고속고압 사출시의 용탕 유출을 막으면서도 진공감압 및 산소공급을 원활히 하기 위해, 빨래판 모양으로 용탕 응고 유로의 단면적을 최대화하고 또한 내부의 냉각수 통수가 가능한 등각 냉각채널(conformal cooling channel)을 설계한 것을 특징으로 한다.
상기 등각 냉각채널(conformal cooling channel)은 곡선형태일 경우 더욱 효율적이다.
즉, 용탕 응고 유로는 도시와 같이 용탕 응고 유로부(162, 162-1) 각각에 볼록부(162-3)와 오목부(162-4)가 반복되어 수차례 절곡된 형상으로 형성되어 단면상 삼각 형상의 요철 구조로 형성되고, 볼록부(162-3)는 최소 6 부분에서 최대 15 부분으로 형성될 수 있다.
볼록부와 오목부의 연속적인 절곡 형상은 그 단수가 많으면 용탕 유출 저지에 유리하겠지만, 반면 단수가 적을수록 회수율, 금형 크기 등의 손실을 줄일 수 있으므로 용탕 유출 방지 및 손실 방지를 모두 도모하기 위해서는 위와 같은 단수가 바람직하다.
또한, 볼록부(162-3) 또는 오목부(162-4)의 내각의 크기는 도 5a와 같은 90도 가량 보다는 도 5b의 예와 같이 40도 이하인 것이 보다 바람직하다.
도 5a와 같이 90도 가량인 경우에는 용탕의 배출은 용이하나, 도 5b와 같이 40도 이하인 경우에는 용탕 응고 유로 단면적 최대화에 유리하여 좁은 단면적의 볼록부(162-3)를 타 넘어가는 과정에서 용탕이 보다 쉽게 응고되어 유출되지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 이와 같이 고진공 다이캐스팅 장비에 의하지 않더라도 고압주조에 의한 결함을 최소화하여 주조품의 물성 향상에 도움이 되며, 이를 비교 정리하면 다음 표와 같다.
| 종류 | 가스 함유량(Al 100g) | 물성(MPa) | 설비 가격 |
| 일반 고압주조 | 20cc | 180~200 | - |
| 고진공 고압주조 | 1cc | 260~280 | 약 1.2억 원 |
| 본 발명 고압주조 | 1~3cc | 240~260 | 약 0.2억 원 |
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
110 : 고정금형
120 : 가동금형
130 : 이형제 스프레이
140 : 슬리브 141 : 용탕 주탕구
150 : 사출 플런저 팁
160, 160-1 : 칠 벤트 블록
161 : 용탕 인입구
162, 162-1 : 용탕 응고 유로부
162-3 : 볼록부 162-4 : 오목부
163, 163-1 : 가스 배출홀
210 : 진공 감압 장치
220 : 진공 감압 라인 230 : 진공 감압 밸브
310 : 산소 공급 장치
320 : 산소 공급 라인 330 : 산소 공급 밸브
130 : 이형제 스프레이
140 : 슬리브 141 : 용탕 주탕구
150 : 사출 플런저 팁
160, 160-1 : 칠 벤트 블록
161 : 용탕 인입구
162, 162-1 : 용탕 응고 유로부
162-3 : 볼록부 162-4 : 오목부
163, 163-1 : 가스 배출홀
210 : 진공 감압 장치
220 : 진공 감압 라인 230 : 진공 감압 밸브
310 : 산소 공급 장치
320 : 산소 공급 라인 330 : 산소 공급 밸브
Claims (15)
- 고정금형 및 가동금형을 합형하는 단계;
상기 고정금형 또는 상기 가동금형의 하부 일측에 형성된 슬리브 내에서 동작되는 사출 플런저에 의해 상기 슬리브에 형성된 용탕 주탕구를 폐쇄시키는 단계;
상기 고정금형 및 상기 가동금형의 상부에 구비된 칠 벤트 블록과 연결된 진공 감압 장치에 의해 상기 고정금형 및 상기 가동금형 내부에 형성된 캐비티 내를 진공 감압하는 단계;
상기 진공 감압하는 단계 종료 후 상기 칠 벤트 블록과 연결된 산소 공급 장치에 의해 상기 캐비티 내에 산소를 공급하는 단계; 및
상기 용탕 주탕구를 통해 용탕을 급탕하는 단계를 포함하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 진공 감압 장치는 상기 칠 벤트 블록과 진공 감압 라인을 통해 연결되고, 상기 산소 공급 장치는 상기 진공 감압 라인과 산소 공급 라인을 통해 연결된 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 진공 감압하는 단계는 상기 용탕 주탕구의 폐쇄 신호에 따라 상기 진공 감압 라인 상에 구비되는 진공 감압 밸브가 열리도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 진공 감압하는 단계는 상기 캐비티 내 압력이 200mmHg 이하가 될 때까지 실시하는 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 산소를 공급하는 단계는 상기 캐비티 내 압력이 1200mbar 이상이 될 때까지 실시하는 1차 산소 공급 단계를 포함하고,
상기 용탕을 급탕하는 단계는 상기 1차 산소 공급 단계가 종료되면 실시하는 것을 특징으로 하며,
상기 용탕을 급탕하는 단계 개시 후 상기 1차 산소 공급 단계보다 적은 양의 산소를 공급하는 2차 산소 공급 단계를 더 포함하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 용탕은 알루미늄 용탕인 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 용탕을 급탕하는 단계 후 상기 사출 플런저를 가동하여 사출을 진행하는 단계를 더 포함하고,
상기 사출을 진행하는 단계에 의해 상기 사출 플런저가 상기 용탕 주탕구를 지나는 시점에 상기 2차 산소 공급 단계를 종료하는 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조 방법. - 고정금형 및 가동금형;
상기 고정금형 또는 상기 가동금형의 하부 일측에 형성된 슬리브 내에서 동작되는 사출 플런저;
상기 고정금형 및 상기 가동금형의 상부에 구비된 칠 벤트 블록과 연결되어 상기 고정금형 및 상기 가동금형 내에 형성된 캐비티 내를 진공 감압하는 진공 감압 장치; 및
상기 칠 벤트 블록과 연결되어 상기 캐비티 내에 산소를 공급하는 산소 공급 장치를 포함하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 진공 감압 장치로부터 상기 칠 벤트 블록으로 연결되는 진공 감압 라인;
상기 진공 감압 라인 상에 구비되는 진공 감압 밸브;
상기 산소 공급 장치로부터 상기 칠 벤트 블록으로 연결되는 산소 공급 라인; 및
상기 산소 공급 라인 상에 구비되는 산소 공급 밸브를 더 포함하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 진공 감압 밸브는 상기 캐비티 측에 구비되는 진공 센서의 신호에 따라 제어되고,
상기 산소 공급 밸브는 상기 캐비티 측에 구비되는 산소 센서의 신호에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 칠 벤트 블록은,
상기 고정 금형 및 상기 가동 금형 측에 각각 쌍을 이뤄 구비되고,
상기 고정 금형 및 상기 가동 금형 합형시 상기 캐비티 상단과 연통되어 용탕이 인입되는 용탕 인입구가 내부에 형성되고,
상기 용탕 인입구로부터 확장된 용탕 응고 유로가 내부에 형성되며,
상기 진공 감압 라인과 연통되는 가스 배출홀이 내부에 형성된 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 용탕 응고 유로의 간극(gap)은 1.0~1.2mm 인 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 용탕 응고 유로는 볼록부와 오목부가 반복되어 수차례 절곡되어 단면상 삼각 형상의 요철 구조로 형성된 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 볼록부 또는 상기 오목부의 내각의 크기는 40도 이하인 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 칠 벤트 블록은,
내부에 냉각수 통수가 가능한 등각 냉각채널이 형성된 것을 특징으로 하는,
진공 고압주조용 금형 장치.
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