KR840000968B1 - 쉘 코어(shell core)를 이용한 피스턴의 주조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

쉴 코어(SHELL CORE)를 이용한 피스턴의 주조방법

제1도는 본 발명 주조장치의 종단면 예시도.

제2도는 동 평면 예시도.

제3도는 주조된 피스턴 소재의 종단면도로서, (a)도는 쉘코어가 있는 상태이고, (b)도는 쉘코어가 제거된 완성상태를 각각 예시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부금형 2 : 가열장치

3 : 쉘코어 4 : 공기통로

5 : 피스턴내부 6 : 센터코어

7 : 사이드코어 8 : 외형금형

9 : 하부금형 10 : 피스턴 핀 코어

11 : 주물상부 12 : 연소실

13 : 턱 14 : 키홈

15 : 수축부 16 : 탕구

17 : 헤드(head)면

본 발명은 쉘코어(SHELL CORE)를 이용한 새롭고도 유효한 내열기관용 알미늄(Al) 피스턴의 주조방법에 관한 것이다.

내연기관의 피스턴은 흡입공기의 효과적인 와류를 형성하기 위하여 헤드 (Head)부에 여러 형태의 연소실이 설치되어 있고 또한 연소실에서 폭발시 연소실 주위나 헤드부가 충분한 강도를 가지게 하기 위하여 연소실 주위나 헤드부에 주조 결함이 없는 완전한 피스턴이 요구되고 있다.

일반적으로 피스턴 주조시는 헤드부나 연소실 주위의 결함을 방지하기 위하여 헤드부가 아래로 오게 되는 하향식 주조방안을 취하고 연소실은 금형코어(Core) 조립체로 주조하고 얇은 두께의 스커트(Skirt) 부분의 주조불량을 방지하기 위하여 큰 압탕을 설치하여 피스턴을 주조하고 있다. 따라서 피스턴 소재를 제작하기 위하여 많은 원재료가 소요되고 연소실 내부에도 금형코어의 분할선이 남게 되어 엔진에 사용했을때 흡입공기에 저항을 주게 되어 와류형성에 지장을 주며 금형에 의한 주물표면이 미려하지 못한 결점을 지니고 있다.

본 발명에서는 종래의 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 복잡한 연소실 구조를 가진 피스턴은 연소실과 같은 모양의 쉘코어(SHELL CORE)를 사용하고 가열장치를 부착한 상향식 주조방법을 취하여 최소한의 원재료가 소요되어 제조비를 절감할 수 있게 하고 주조불량률을 크게 감소시킬 수 있으며 쉘코어(SHELL CORE)에 의한 연소실내부는 금형코어의 분할선이 나타나지 않아 최소한의 가공으로 연소실을 제작할 수 있으며 가공되지 않고 표면으로 남는 연소실은 표면상태가 미려하게 되도록 하였는바, 본 발명에 의한 주조장치와 주조방법을 실시예를 겸하여 설명하면 다음과 같다.

주조장치는 피스턴의 내부(5)의 금형코어인 센터코어(6)과 사이드코어(7)(7)이 하부금형(9)위 중앙에 설치되게 하고 피스턴의 외형금형(8)에는 피스턴핀 금형코어 (10)를 만들며, 자동으로 외형금형(8)을 합형할 수 있는 에어실린더의 피스턴과 피스턴핀코어(10)을 일체형으로 만든다.

주조시 주물상부(11)을 가열할 수 있도록 상부금형(1)의 주위에 전열선(2)를 1-2개를 부착하고 피스턴의 연소실(12)와 같은 형상의 중공(中空)의 쉘코어(3)을 상부금형의 턱(13)에 삽입하여 고정시킬 수 있도록 상부금형(1)에 키홈(14)를 만든다. 또 상부금형(1)에는 피스턴 소재의 수축부(15)가 잘 수축될 수 있도록 공기통로(4)를 수개 만든다. 이와같이 구성된 본 발명 주조장치에 의한 주조방법을 설명하면 다음과 같다.

전열선(2)로 하부용탕이 응고되기전까지 400℃ 정도로 상부금형(1)을 가열시키고 쉘코어(3)을 상부금형의 키홈(14)로 끼워넣어 상부금형의 턱(13)에 고정시켜 센터코어(6)와 사이드코어(7)(7), 피스턴 핀코어(10), 외형금형(8)을 합형한후 그 위에 상부금형(1)을 놓게 되며 용탕은 약 350'C 정도부터 응고되기 시작한다.

탕구(16)으로부터 알루미늄 용탕을 주입하고 탕구(16)의 용탕이 응고되면 피스턴 핀 코어(10)과 외형금형(8), 상부금형(1), 내부코어(6)(7)(7)을 분리하여 피스턴 소재를 빼어낸다.

일반적으로 쉘코어(3)은 열전달 속도가 금형보다 늦으므로 응고순서가 최후가 되어 금형이 가까운 쪽에서 응고가 일어날 때 주물을 보충하게 되어 쉘코어 주변에 수축이 생겨 쉘코어 주변에 주조불량이 집중적으로 생기게 되는 경향이 있으나, 본 방법에서는 이를 해결하기 위하여 쉘코어 주변과 상부금형 주변의 응고순서를 뒤바꾸고 인위적으로 가열장치(2)를 이용하여 상부금형(1)의 바깥쪽을 가열시키도록 하였는바 이렇게 함으로써 금형상부 바깥쪽으로 들어오는 열은 쉘코어(3)을 통하여 외부로 빠져나가기 때문에 상부 금형(1)의 바깥쪽 온도가 쉘코어(3)의 온도보다 높게 되어 쉘코어 주변이 먼저 응고되고 상부금형의 공기통로(4)에 노출된 탕이 최후로 응고되어 피스턴을 가공하였을때 절단되어지는 수축부(15)가 집중적으로 수축되어 피스턴의 연소실이나 피스턴의 헤드면(17)에는 주조불량이 없게 되는 양질의 피스턴 소재를 얻을 수가 있게 되는 것이다.

따라서 본 발명에 의하여 인위적으로 냉각 속도를 지연시킴으로써 복잡한 연소실 구조를 가진 피스턴 쉘코어를 사용하여 최소한의 압탕 혹은 전혀 압탕없이도 피스턴을 주조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 피스턴 상부금형(1)에 전열선(2)를 부착하여 가열시키고 쉘코어(SHELL CORE)(3)을 사용하여 피스턴 헤드(head)가 위로 오게 주조함을 특징으로 하는 상향식 내열기관용 피스턴 제조방법.

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