KR900001344B1 - 주형(鑄型)의 제작법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

주형(鑄型)의 제작법

제1도는 본원 발명에서 사용한 시험모형의 단면도.

제2도는 본원 발명 주형의 제작법의 설명도.

제3도는 본원 발명에서 사용한 터보차져케이싱의 발포스티롤모형의 단면도.

제4도는 본원 발명에서 실시예에 제작된 Si₃-N₄제 또는 알루미늄 합금제 터보차져케이싱의 소결품의 외관도.

제5도는 본원 발명에서 사용한 스크류로터의 발포스티롤모형의 외관도.

제6도는 사용한 발포스티롤모형을 주형안에 매설한 상태의 단면도.

제7도는 발포스티롤모형 제거후의 주형공동에 슬립 또는 주강용탕을 주탕하는 설명도.

제8도는 스크류진공펌프케이싱의 발포스티롤모형의 외관도.

제9도는 케이싱의 발포스티롤모형을 주형안에 매설한 상태의 단면도.

본원 발명은 예를 들어 세라믹분말, 금속분말, 탄소분말 등의 내화성 분말을 함유하는 슬립(泥漿)을 주탕하여 성형체를 얻기 위한 슬립캐스팅을 주형 및 철합금, 동합금, 알루미늄합금 등의 금속제품주조용주형의 제작법에 관한 것이며, 특히 역구배(逆勾

외관형상 및 공동부(空洞部)의 형상이 복잡한 성형체를 주조할 경우, 종래는 다수개의 주형(主型)이나 코어를 조합하여 소망의 주형(鑄型)으로 하는 방법이 일반적이었다. 그러나, 이 방법은 다수개의 주형이나 코어의 제작 및 조립에 많은 공정수가 필요한 동시에 플래시(flash)가 많이 발생 하기 쉽고, 치수정밀도가 저하되기 쉽다는 등의 문제점이 있다.

이들 문제를 해결하기 위한 방법으로서 예를 들어 영국 특허 제1,482,436호 공보가 있다. 이 방법은 형상이 복잡한 주형부를 유기재료로 구성하고, 단순형상의 부분을 석고주형으로 하여 슬립을 주탕하고, 그 수분을 석고에 흡수시킴으로써 슬립을 고화시킨다. 그후, 유기재료는 용제로 녹임으로써 습한 상태의 성형체(그린보디)를 얻는 방법이다.

그러나, 이 방법은 다음 점에 대해 배려가 되어 있지 않았다.

(1) 그린보디의 표면에 유기재료의 용해 잔사(殘渣)가 국부적으로 잔류하기 쉽고, 형상이 복잡할수록 제거가 곤란하다.

(2) 흡수능력이 있는 주형부분이 적으므로, 그린보디의 고화에 장시간을 요하는 경우가 있다.

또, 금속의 정밀주조용으로서 실용되고 있는 로스트왁스법의 왁스모형대신, 발포폴리스티롤모형을 사용하여 주형을 제작하는 방법도 있다. 여기에 대해서도 약간의 문제점이 지적되고 있다. 즉, 제품과 대략 동일형상의 발포스티롤모형의 표면에 내화물층을 약 5-10mm 부착시켜 고화시킨 다음, 주형을 트리크롤에틸렌 등의 용제 안에 1-3

(1) 주형의 고온가열시에 연기나 매연이 발생하며, 그 매연의 일부는 주형내벽에 잔류한다.

(2) 내열성이 매우 양호한 점결제(粘結劑) 및 골재를 사용한 주형에 한정된다.

또한, 미합중국 특허 제2,830,343호에 발포스티롤모형을 주물모래안에 매설하고, 그대로 용융금속을 주입하여 용탕의 열로 모형을 소실시켜 모형이 차지하는 공간을 용융금속과 치환하는 방법, 즉 몰드주조법(충전주형 주조법)이 있다. 그러나, 이 방법은 공정수는 적지만 주물표면에 모형의 연소잔사에 의한 움푹 패이는 결함 등이 발생하기 쉬우며, 이 경우는 제품의 품질을 저하시킨다.

본원 발명은 상술한 점을 감안하여 외관형상 및 공동부의 형상이 복잡한 성형체를 주조할 경우에, 주형공동 내면에 용해잔사가 전혀 남지 않는 주형의 제작법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1의 발명의 주형의 제작법은 용제가 가용성의 유기재료, 예를 들어 발포스티롤 등으로 모형을 만들고, 상기 모형의 표면에 부착하여 가요성을 가지며, 또한 용제에 불용성의 재료, 예를 들어 실리콘고무, 우레탄계 시일랜트고무 등을 사용하여 모형표면에 피복막을 형성한 것을 주형모형으로 하고, 상기 주형모형의 주위에 석고, 무기계 주형제, 유기계 주형제 등의 주형재료는 충전·경화시킨 다음, 용제로 모형을 용해하며,

제2의 발명의 주형의 제작법은 용제에 가용성의 유기재료, 예를 들어 발포스티롤 등으로 모형을 만들고, 상기 모형의 표면에 부착하여 가요성을 가지며, 또한 용제에 불용성을 재료, 예를 들어 실리콘고무, 우레탄계 시일랜트고무 등을 사용하여 모형 표면에 피복막을 형성한 것을 주형모형으로 하고, 상기 주형모형의 주위에 수용성의 점결제를 사용한 주형재료(이하 수용성 주형재라고 함)을 충전하고, 주형이 미경화(未硬化)의 상태에서 용제를 모형에 접촉시켜 모형을 용해하며, 그후 가열에 의해 주형을 경화시킨 다음, 용제로 모형의 용해잔사를 연화(軟化)시켜, 이 용해잔사를 상기 피복막과 함께 주형밖으로 제거하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 상기 제1의 발명과 같은 효과를 거둘 수 있는 것이다.

상술한 제1의 발명에 대해 좀더 상세히 설명하면 모형재질로서는 발포스티롤에 한정되지 않으며, 폴리에틸렌, P-디클로로벤젠 등 용제 가용성의 것이라면 어떤 것이라도 좋다. 또한, 발포모형의 경우 발포배율은 목적에 따라 선정해야 하며, 또 매우 얇거나 예리한 형상을 한 모형 부분에 대해서는 특히 비발포체를 사용하는 것도 유효하다. 모형의 성형은 금형에 의한 발포성형에 한정되지 않으며 블록발포체를 소재로 하여 기계 또

모형에 도포하는 재료는, (1)는 용제주입부를 제외한 모형의 전표면을 피복하기 위해 모형에 부착할 것, (2) 도포하는 재료가 모형을 침식하지 않을 것, 예를 들어 이 재료안에 모형을 용해하는 용제가 거의 포함되지 않을 것, (3) 용제에 의해 모형을 용해한 경우에 용해잔사가 주형내벽에 부착하거나 용해잔사 및 용제가 주형내벽에 침투하는 것을 방지하기 위해 용해 불용성일 것, (4) 주형밖으로 적출 제거하기 쉽게 하기 위해 상기 재료로 이루어진 피복막은 가요성을 가지며, 일정 이상의 강도가 있을 것, (5) 모형이 변형하지 않는 온도하에서 경화할 것(바람직하게는 상온 경화형일 것) 등의 다섯가지 조건을 만족시킬 것이 필요하다. 따라서, 이들 조건을 구비하는 것이라면 반드시 상술한 실리콘계고무, 또는 우레타계 시일랜트고무에 한정되지 않는다.

그리고, 상기 상온경화형 실리콘고무(이하 RTV고무라고 함)은 1액형과 2액형으로 나눌 수 있다. 전자, 즉 1액형 RTV고무는 모형에 도포한 다음, 공기중의 수분과 반응해서 상온에서 경화하여 고무탄성체로 되고, 경화와 동시에 대부분의 재질에 접착하므로 본원 발명에 적용할 수 있다. 후자, 즉 2액형 RTV고무는 고무베이스와 경화촉매로 나뉘어 있고, 촉매를 첨가혼합함으로써 상온 경화한다. 단, 본원 발명에 있어서는 수지모형에 접착하는 것이 요건의 하나이며, 이것에 합치하는 것은 2액형 RTV고무중에서는 자체접착형의 것이다. 따라서, 이것도 본원 발명에 적용할 수 있다.

본원 발명에 있어서 사용에 적합한 용제는 아세톤, 트리크롤에틸렌, 트리크롤에탄, 테트라크롤에틸렌, 4염화탄소, 벤젠, 벤진 등 모형으로서의 유기수지를 용해하는 것이라면 어떤 것이라도 좋으며, 또 이들 2종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용해도 무방하

상술한 제2의 발명에 대해서 좀더 상세하게 설명하면, 수용성점결재로서는 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산칼륨(K₂CO₃)등의 탄산염, 황산암모늄, 황산수소칼륨, 황산수소나트륨 등의 황산염, 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화마그네슘(MgCl₂), 염화리튬(LiCl) 등의 염화물, 인산3나트륨(Na₃PO₄), 인산3칼륨(K₃PO₄), 인산수소2칼륨(K₂HPO₄)등의 인산염을 사용한다. 주형골재에는 알루미나(Al₂O₃), 마그네시아(MgO), 지르콘샌드, 규사, 유리알 등의 내화물입자를 사용한다.

또, 슬립캐스팅의 경우 얇은 주형에서는 슬립중의 수분만으로 주형을 붕괴시킬 수 있지만, 두꺼운 것으로 붕괴에 필요한 수분량을 얻을 수 없는 것에서는 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에 두께가 두꺼운 곳에는 내부에 공동을 형성하면 된다. 통상의 금속주물의 경우는 이와 같은 배려는 특히 필요로 하지 않는다.

주형의 조형은 내화물입자, 수용성점결제 및 물의 혼련물(混練物)을 다져 굳혀서 행해지지만, 주형재료에 유동성을 부여하던 조형시간을 단축할 수 있다. 유동성을 부여하는데는 상온에서 수화물(水和物)의 형이 안정된 수용성점결제의 알콜용액을 만들고, 그것에 결정수로서 고정되는데 필요한 양 또는 그보다 소량의 물을 첨가하면 된다.

불용성 피복막을 표면에 도포한 발포폴리스티롤 등의 가용성모형의 주위에 수용성 주형재를 충전한 다음, 주형을 경화시키기 전에 모형의 탕구부(湯口部)등으로부터 아세톤, 트리크롤에탄 등의 용제를 분무 또는 액체나 기체상태로서 주입하고, 모형과 용제

슬립캐스팅의 경우, 이 주형공동에 세라믹 등의 슬립을 주입하는 것이지만, 주형은 슬립중의 수분을 흡수함에 따라 그 표면에서 붕괴가능한 주형으로 이동하지만, 한편 슬립은 수분을 방출함에 따라 수축, 변형량을 증가하여, 그린보디의 생성에 이른다. 그런데, 본원 발명에 있어서는 그린보디의 탈수과정에서 발생하는 수축, 변형을 주형은 저해하지 않고 수분의 흡수에 수반해서 표면으로부터 연화된다. 이 때문에 균일이 전혀 발생하지 않는 그린보디를 얻을 수 있는 것이다. 그리고, 주형을 고화한 그린보디로부터 분리할 때에 필요에 따라 외부로부터 분무수(噴霧水)를 뿜거나 고습도 분위기중에 단시간 방치하면 형분리작업은 더욱 용이해진다.

철합금, 동합금, 알루미늄합금 등의 금속주물의 제조시에 있어서는 이들의 용융금속을 상기 수용성 주형의 공동에 주탕하고, 금속이 응고한 다음, 물을 접촉시키거나 아울러 외력을 작용시킴으로써 주형을 붕괴시켜 주물을 꺼낸다. 형상이 복잡한 코어를 필요로 할 경우나 연질금속의 주조시에는 본 발명은 특히 유효하다.

다음에, 구체적 실시예에 의하여 본원 발명을 설명한다.

[실시예 1]

제1도에 도시된 발포스티롤제의 시험편(1)(발포배율 40배)의 상부를 제외한 전표면에 표에 나타낸 처리를 하고, Si 고무피복막(2)을 형성하였다. 이 시험편(1)을 반전하여, 제2도와 같이 정반(定盤)(3) 위에 설치한 나무를(4)의 중앙부에 고정하고, 주위에 석고 100부(중량부, 이하 같음) 및 물 50부로 이루어진 석고슬러리를 주탕하고, 이 슬러리가 응고한 다음 주형(5)을 반전하여 정반(3) 및 나무를(4)을 제거했다.

시험편(1)의 상부로부터 아세톤을 분무상(噴霧狀)으로 하여 뿜었다. 시험편(1)은 아세톤에 급격히 융해되어 체적은 약 1/40으로 감소했다. 또 아세톤의 주형에의 침투상황 및 용해잔사의 주형내벽에의 부착상황은 표에 나타낸 바와 같았다. 그리고, 참고를 위해 피복막을 형성하지 않은 것에 대해서도 나타냈다.

* 탈옥심타입의 1액성실리콘고무

표에서 명백한 것처럼, 모형 표면에 처리를 하지 않았을 경우, 즉 불용성 피복막이 없을 경우 모형의 용해잔사가 주형내벽에 부착하며, 복잡한 공동부분에 대해서는 특히 잔사의 제거가 곤란하거나 불가능하였다.

이것에 대해, 시험편(1)의 표면에 실리콘고무를 도포하며, 얇은 불용성피복막(2)을 형성한 것은 용해잔사의 주형내벽에의 부착은 전혀 볼 수 없었다. 또, 고무피복막은 아세톤에 전혀 용해하지 않으며, 또한 강도를 잃지도 않았다. 이것이 스티롤의 용해잔사, 용제로서 사용한 아세톤의 잉여분 및 실리콘고무피복막을 주형밖으로 완전히 제거할 수 있었던 이유이다.

[실시예 2]

차량용 터보차져의 케이싱과 동일형상으로 성형한 발포폴리스티롤제의 제3도에 도시된 모형(6)(체적 약 200㎤, 발포배율 50배)의 상부를 제외한 전 표면에 실시예 1과 마찬가지로 실리콘고무를 도포하고, 실리콘 고무가 경화한 다음, 실시예ㅜ1에 준해서 이 모형(6)을 정반상에 고정하여 주위에 나부틀을 설치하였다.

소석고 100부, 셀룰로스분말 8부, 및 물 90부를 용기에 넣어 예비교반한 다음 균일하게 혼합하고, 충분히 발포시켜 제작한 석고슬러리를 나무틀 안에 주탕함으로써, 폴리스티롤제 모형의 전체를 상기 석고슬러리안에 매설하였다.

2시간후에 나무틀과 정반을 제거하고, 주형을 반전하여 탕구부로부터 아세톤을 주입했다. 모형(6)을 아세톤과 접촉함으로써 상부로부터 급속히 용해하고, 그 잔사는 고무피복막의 내면에 얇은 층상으로 되어 부착되어 있었으며, 용해 직후이므로 잔사는 매우 부드러웠다. 따라서, 실리콘 고무피복막의 상단부를 끌어 올림으로써, 용해잔사 및 이것을 에워싼 형의 고무피복막은 주형 밖으로 매우 간단하게 적 출제거할 수 있었다. 그 결과로서, 치수정밀도가 높고 형의 표면이 평활한 소정의 주형 공동을 형성할 수 있었다. 이 주형을 대기중에서 12시간 자연건조시킨 다음, 80℃ 건조로내에서 8시간 건조시켰다.

평균입경 0.5㎛의 Si₃N₄분말을 주체로 하여, 해고제(解股劑), 점결제 및 증류수로 이루어진 Si₃N₄슬립을 상기 주형의 공동부에 주탕하고, 그대로 대기중에 3일간 방치했다. 그후, 80℃노내에서 12시간, 100℃노내에서 12시간 건조시킴으로써 수분을 증발시켜 항량(恒量)으로 된 것을 확인했다.

또한, 500℃에서 2시간 유지함으로써 주형 안에 첨가한 셀룰로스 분말을 연소시켜 주형 점결력을 상실시켰다. 따라서, 약한 진공흡인력을 사용하여 매우 용이하게 주형제를 제거할 수 있으며, 플래시가 전혀 없고 치수정밀도가 양호하고 표면이 평활한 Si₃N₄의 그린보디가 얻어졌다.

이 그린를 질화로내(窒化爐內)에 넣고, 실온으로부터 서서히 가열하여 1850℃에서 2시간 가열하고, 이후 서서히 냉각시킴으로써, 고밀도이며 완전한 Si₃N₄소결품으로서의 제4도의 도시된 터보차져케이싱(7)이 얻어졌다.

그리고, 본 예와 같이 해서 제작한 주형공동에 720℃의 알루미늄 합금용탕을 주탕했다. 금속의 응고후에 주형을 제거했던 바, 정밀도가 양호하고 표면이 평활한 알루미늄합금주물이 얻어졌다.

[실시예 3]

제5도에 도시된 발포폴리스티롤제(발포배율 50배)의 스크류콤프레서용의 로터모형(8)을 탈옥심타입의 1액성실리콘고무(RIV고무)의 욕중(浴中)에 침적하고, 그후 꺼내서 잉여분의 실리콘고무를 적하제거한다. 이 결과 , 제6도에 도시된 약 80μm 두께의 실리콘고무경화피복막(9)이 형성되었다.

이 모형(8)을 실시예 1에 준해서 조형정반상에 탕구부를 접착제로 고착하여 주위에 금속틀을 설치하고, 금속틀내에 석고슬러리(주형용석고 100부, 물 75부, 셀룰로스분말 8부)를 주탕하여 고화시킨 다음, 실시예 2에 준해서 모형(8) 및 피복막(9)을 제거하여 주형공동(11)을 형성했다. 그후, 80℃에서 12시간 주형(10)을 건조시켰다.

제7도에 도시된 것처럼 Y₂O₃를 고용(固溶)시킨 1μm 이하 80%의 지르코니아분

그후, 노온도를 100℃/시간의 비율로 상승시키고, 400℃에서 3시간 유지함으로써 주형안에 첨가한 셀룰로스분말을 연소시켜 주형점결력을 상실시켰다. 따라서, 약한 진공흡인력을 사용하여 매우 용이하게 주형제를 제거할 수 있고, 플래시 등이 전혀 없으며, 표면이 평활하고 치수정밀도 양호한 지르코니아의 그린보디가 얻어졌다.

이 그린보디를 소성로중에 넣고, 서서히 온도를 높여서 1500℃에서 3시간 가열함으로써, 균일하고 완전한 지르코니아소결체를 얻을 수 있었다.

그리고, 본 예와 같이 해서 만든 모형(8)을 조형정반사에 높은 금속틀의 중앙부에 설치하고, 그 주위에 푸란계수지를 점결제로 하고 규사를 골재로 하는 유기계 주형재를 충전했다. 주형이 경화한 다음, 실시예 2에 준해서 분무상의 아세톤을 모형과 접촉시켜 모형(8) 및 피복막(8)을 제거해서 주형공동(11)을 형성했다.

이 주형공동에 1650℃의 주강용탕을 주탕함으로써 플래시가 전혀 없는 양호한 주강로터를 얻을 수 있었다.

[실시예 4]

제8도에 도시된 발포스티롤제(발포배율 50배)의 스크류식 진공펄프의 케이싱모형(13)의 상면을 제외한 전표면에 탈옥심타입의 1액성실리콘고무의 저점성 용액을 스프레이건으로 분사하고, 모형 표면에 균일한 두께(약 100μm) 실리콘고무경화피복막(14)을 형성하였다.

이 모형을 반전하여, 제9도에 도시된 것처럼 상면 즉 실리콘고무피복막(14)을 형

발포석고 100부, 셀룰로스분말 8부, 및 90부를 균일하게 혼합하여 충분히 발포시킨 석고슬러리를 금속틀내에 주탕함으로써 폴리스티롤제 모형(13)의 전체를 상기 석고슬러리 안에 매설하였다.

1시간 후에 금속틀(16)과 정반(15)을 제거하고, 주형(17)을 반전하여 트리크롤에탄의 증기중에 30분간 방치했다. 모형(13)은 트리크롤에탄의 증기와 접촉함으로써 급속히 체적이 감소(1/50)되고, 그 일부는 적하해서 주형밖으로 배출되었다.

또, 모형(13)표면에 형성된 불용성 얇은 피복막의 존재에 의해, 스티롤의 용해잔사는 주형내벽에 전혀 부착하지 않고, 피복막과 함께 매우 용이하게 주형밖으로 제거할 수 있었다.

이 주형을 대기중에서 12시간 및 80℃ 건조기내에서 8시간 건조시켰다.

다음에, 평균입경 2.5μm의 알루미나분말을 주체로 하여 소결조제, 해교제, 및 증류수를 균일하게 혼합한 알루미나슬립을 제작하고, 이것을 상기 주형(17)의 공동에 주탕하여 대기중에 2일간 방치후 80℃노중에서 8시간 건조시켰다.

그후, 이 주형(17)을 상온에서 450℃까지 서서히 가열하고, 450℃에서 3시간 유지하고, 다음에 노에서 냉각시켰다. 냉각후의 주형(17)은 완전히 강도를 상실하고 있으므로, 진공흡인 및 미약한 압축공기를 사용함으로써 매우 용이하게 알루미나질의 그린보디를 얻을 수 있었다.

그후, 이 그린보디를 가스로내에 넣어 상온에서 서서히 가열하여 1650℃에서 3시간 유지하고, 이후 서서히 냉각시킴으로써 알루미나와 양호한 케이싱소결체를 얻을₂

이 주형을 건조시킨 다음, 1500℃의 주철용탕을 주탕으로 함으로써 양호한 주철제케이싱을 얻었다.

이 케이싱주형을 종래법 즉 주형을 분할하는 방법으로 만들면 주형 및 코어의 총수가 20개를 넘는 수로 되고, 이들 부품의 조형 및 조립체에 다대한 공정수 및 높은 숙련도를 요한다. 또, 만들어진 그린보디에 플래시가 많이 발생하며, 본원 발명에 의한 것과 비교하여 치수정밀도, 주형표면은 모두 매우 불량이었다. 본 실시예에 있어서 이러한 효과는 상술한 실시예 1, 2, 3에 있어서의 정도의 차는 있지만 공통된 것이다.

[실시예 5]

실시예 1과 마찬가지로 제1도에 도시된 발포스티롤제의 시험편(1)(발포배율 40배)의 상부를 제외한 전표면에, Si 고무피복막(2)을 형성하였다. 이 시험편(1)을 반전하고, 제2도와 같이 정반(3)상에 설치한 나무틀(4) 중앙부에 고정하고, 주위에 알루미나(250-352메시), 100부(중량부, 이하 모두 같음), K₂CO₃12부, 물 13부를 혼련하여 조정한 주형모래를 다져 굳혀서 발포스티롤제의 시험편(1)에 매설된 주형을 2개 작성하고, 주형(5)을 반전하여 정반(3) 및 나무틀(4)을 제거하였다.

번호 1의 주형에 대해서는 시험편의 상부, 즉 실리콘고무피복막이 없는 부분에서 아세톤을 분무상으로 해서 뿜었던 바, 모형은 급격히 용해되고, 그 체적은 약 1/40로 감소했다. 번호 2에 대해서는 시점에서는 아세톤 등의 용제는 전혀 사용하지 않았다.

* 탈옥심타입의 1액성실리콘고무 사용

주형을 건조시키는 것을 목적으로 하여, 번호 1, 번호 2의 주형을 100℃의 건조기중에 3시간 유지했다. 그후, 2개의 주형의 외관을 점검하였던 바, 번호 1의 주형, 즉 주형이 습한 상태시에 있어서 용제를 사용한 것은 전혀 이상이 없었지만, 번호 2의 것 즉, 용제를 사용하지 않은 것은 주형이 산산조각으로 파손되어 있었다. 그 이유는 100℃로 가열함으로써 발포스티롤모형이 크게 팽창했기 때문이다. 또, 아세톤의 주형에의 침투상황 및 용해잔사의 주형내벽에의 부착상황도 아울러 표에 나타냈다.

이처럼 주형이 습한 상태일 때에 용제를 사용한 것은 내벽에 용해잔사나 피복막이 전혀 부착하지 않은 소정의 공동을 갖는 수용성주형을 얻을 수 있다.

[실시예 6]

상술한 실시예 2와 마찬가지로 차량용터보차져의 케이싱과 동일형상으로 성형한 발포롤리스티롤제의 제3도에 도시된 모형(6)(체적 약 200cm_A, 발포배율 50배)의 상부를 제외한 전 표면에 실시예 1과 같이 실리콘고무를 도포하고, 실리콘고무가 경화한 다음, 실시예 1에 준해서 이 모형(6)을 정반상에 고정하여 주위에 나무틀을 설치했다.

알루미나(350-352메시) 100부(중량부, 이하 모두 같음), K₂CO₃12부, 물 13부를 혼련하여 조정한 주형모래를 폴리스티롤제모형 주위에 다져 굳혀서, 상기 무형을 매설했다. 즉시 주형을 반전하여 나무틀과 정반을 제거하고, 모형의 탕구부로부터 아세톤 약

이 주형을 레인지내에 넣고, 마이크로파를 10분간 조사함으로써 건조경화시켰다. 그후, 탕구부로부터 모형잔사에 아세톤을 분무하였던 바 가열에 의해 경화된 잔사는 다시 연화되었다. 따라서, 실리콘고무 피복막부를 끌어 올림으로써 용해잔사 및 이것을 에워싼 형태의 고무피복막은 주형 밖으로 매우 간단하게 적출제어할 수 있었다. 그 결과로서, 치수정밀도가 높고 형의 표면이 원활한 소정의 주형공동을 형성할 수 있었다. 이 주형을 다시 레인지에 넣어 20분간 마이크로파를 조사함으로써 건조 경화시켰다.

평균입경 0.5㎛의 Si₃N₄분말을 주체로 하고, 해교제, 점결제 및 증류수로 이루어진 Si₃N₄슬립을 상기 주형의 공동부에 주탕하여 2시간 후 그린보디가 경화한 것을 확인한 다음, 형을 해체했다. 그때 주형의 붕괴를 조장하기 위해, 분무수를 주형을 뿜었더니 매우 용이하게 주형제를 제거할 수 있었으며, 플래시가 전혀 없고 치수정밀도가 양호하며 표면이 평활한 Si₃N₄의 그린보디가 얻어졌다.

이 그린보디를 질화로(窒化爐)내에 넣고, 실온에서 서서히 가열하여 1850℃에서 2시간 가열하고, 그 다음 서서히 냉각시킴으로써 고밀도이며 완전한 Si₃N₄소결품으로서의 제4도에 도시된 터보차져케이싱(7)이 얻어졌다.

그리고, 본 예에서 기술한 건조하여 경화시킨 주형의 공동에 Si₃N₄슬립 대신 동

[실시예 7]

상술한 실시예 3과 마찬가지로 제5도에 도시된 발포폴리스티롤제(발포배율 50배)의 스크류콤프레서용의 로터모형(8)의 탕구부의 상면을 제외한 전표면에 우레탄계 시일랜트를 솔로 도포하여 대기중에 방치했다. 이 결과, 도포피막은 대기중의 수분과 반응해서 제6도에 도시된 약 80㎛ 두께의 우레탄고무경화피복막(9)이 형성되었다.

이 모형(8)을 실시예 5에 준해서 조형정반상에 탕구부를 접착제로 고착하여 주위에 금속틀을 설치하고, 지르콘샌드(250-352메시) 100중량부, K₂PO₄20중량부, 물 8중량부를 혼련하여 제작한 주형 모래를 주모형의 주위에 다져 굳혔다. 즉시 주형을 반전하여 나무틀과 정반을 제거하고, 모형의 탕구부에서 트리크롤에탄을 주입하여 모형을 용해했다. 모형(8)은 트리크롤에탄과 접촉함으로써 상부로부터 급속히 용해되고, 그 잔사는 우레탄고무피복막의 내표면에 부착했다. 다음에, 주형을 반전하여 잉여분의 트리크롤에탄올 형 밖으로 제거하고, 그후 1시간 대기중에 방치함으로써 용제를 증발시켜 주형 밖으로 배제했다.

이 주형에 실시예 6에 준해서 마이크로파를 20분간 조사함으로써 건조 경화시켰다. 그후 탕구부로부터 모형잔사에 트리크롤에탄올 분부하였던 바와, 가열에 의해 경화된 잔사는 다시 연화되었다. 따라서, 우레탄고무피복막(9)을 끌어 올림으로써 용해잔사 및 이것을 에워싼 형태의 고무피복막은 매우 간단하게 주형공동으로부터 적출 제거할 수 있었고, 소정의 주형공동(11)이 형성되었다.

제7도에 도시된 것처럼 Y₂O₃를 고용시킨 1㎛이하 80%의 지르코니아분말을 주체로 하고, 해교제, 점결제 및 증류수를 균일하게 혼합시킨 지르코니아슬립(12)을 상기 주형(10)의 공동(11)에 주탕하고, 대기중에 5시간 방치하여 그린보디의 경화를 확인한 다음 실시예6에 준해서 분무수를 수용성주형에 뿜었더니 매우 용이하게 주형제를 제거할 수 있었고, 플래시가 전혀 없고 표면이 평활하며 치수정밀도가 양호한 지르코니아의 그린보디가 얻어졌다.

이 그린보디를 소성로(燒成爐)중어 넣고, 서서히 온도를 올려서 1500℃에서 3시간 가열함으로써 균일하고 완전히 지르코니아소결체를 얻을 수 있었다.

그리고, 본 예에서 기술한 건조 경화시킨 주형의 공동에 1650℃의 주강용탕을 주탕했다. 금속의 응고 후, 압력수를 분무하여 균일하고 완전한 주강로터를 얻을 수 있었다.

[실시예 8]

상술한 실시예 4와 마찬가지로 제8도에 도시된 발포스티롤제(발포배율 50배)의 캐이싱모형(13)의 상면을 제외한 전표면에 탈옥심타입의 1액성실콘고무의 저점성 용액을 스프레이건으로 분무하고, 모형표면에 균일한 두께(약 100㎛)의 실리콘고무경화피복막(14)을 형성하였다.

이 모형을 반전하고, 제9도에 도시된 것처럼 상면 즉 실리콘고무 피복막(14)을 형성하지 않고 면을 정반(15)에 고정시켜 모형(13) 주위에 2분할 전용금속(16)을 설치했다.

Al₂O₃(250-352메시) 100주량부, Na₂CO₃10중량부, 물 12중량부를 혼련하여 주

즉시 주형(17)을 반전시켜, 금속틀(16)과 정반(15)을 제거하고, 트리크롤에탄의 증기중에 30분간 방치했다. 모형(13)은 용제증기와 접촉함으로써 급속히 체적이 감소되고(1/50), 그 일부는 적하해서 주형 밖으로 배출되었다. 그후, 200℃ 건조로중에서 주형을 건조 경화시켰다.

건조후, 모형잔사에 트리크롤에탄을 분무하였던 바 가열에 의해 경화된 잔사는 다시 연화되었다. 따라서, 실리콘고무피복막을 끌어올림으로써 용해잔사 및 이것을 에워싼 형태의 고무피복막을 매우 간단히 주형공동에서 적출제거할 수 있었고, 소정의 주형공동이 형성되었다. 이 주형의 성면에 탕구 및 압탕용(押湯用)의 구멍이 뚫려있는 상기와 같은 수용성주형재로 이루어진 뚜껑을 맞추었다.

다음에, 평균입경 2.5㎛의 알루미나분말을 주체로 하여, 소결조제, 해교제, 및 증류수를 균일하에 혼합한 알루미나 슬립을 제작하고, 이것을 상기 주형(17)의 공도에 주탕하여 대기중에 3시간 방치하고, 그린보디가 경화한 것을 확인한 다음 분무수를 수용성주형에 분무하였더니 매우 용이하게 알루미나질이 그린보디를 얻을 수 있었다.

그후, 이 그린보디를 가스로내에 넣고, 상온에서 서서히 가열하여 1650℃에서 3시간 유지하고, 이후 서서히 냉각시킴으로써 알루미나질의 양호한 케이싱소결체를 얻을 수 있었다.

그리고, 본 예에서 기술한 주형(17)의 공동에 1300℃의 주철용탕을 주탕하여 금속을 응고시켰다. 그후, 이것을 수중에 침적하여 방치하였더니 매우 용이하게 주형제를 제거할 수 있었고, 플래시가 없는 양호한 케이싱주물이 얻어졌다.

그리고, 지금까지 화인세라믹스의 슬립케스팅 및 금속주조의 예에 대해 기술해

단, 그 경우 주탕재의 온도, 기타의 성상에 따라 적절한 주형을 선택할 필요가 있다.

Claims (17)

1. 유기재료로 모형을 만들고, 용제로 상기 모형을 용해하여 제거하는 주형(鑄型)의 제작법에 있어서의, 상기 용제에 불용성이 재료로 모형 표면에 피복막을 형성한 것을 주형모형으로 하고, 상기 주형모형의 주위에 주형재료를 충전·경화시킨 다음, 용제로 모형을 용해하며, 용해잔사와 상기 피복막을 주형 밖으로 제거하는 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
2. 제1항에 있어서, 모형의 발포스티롤, 폴리에틸렌, P-디클로로벤젠 중 어느 하나의 성형체인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
3. 제1항에 있어서, 피복막이 상온경화형의 실리콘계 고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
4. 제1항에 있어서, 피복막이 우레탄계 시일랜트고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
5. 제3항에 있어서, 피복막이 탈록심타입의 1액성실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
6. 유기재료로 모형을 만들고, 용제로 상기 모형을 용해하여 제거하는 주형의 제작법에 있어서, 상기 용기 용제에 불용성의 재료로 모형 표면에 피복막을 형성한 것을 주형모형으로 하고, 상기 주형모형의 주위에수용성의 점결제를 사용한 주형재료를 충전하고, 주형이 미경화의 상태에서 용제를 모형에 접촉시켜 용해하며, 그후 가열에 의해 주형을 경화한 다음, 다시 용제를 모형의 잔사에 접촉시켜, 용해잔사와 상기 피복막을 주형 밖으로 제거하는 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
7. 제6항에 있어서, 가열이 마이크로파 가열인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
8. 제6항에 있어서, 모형이 발포스티롤, 폴리에틸렌, P-디클로로벤젠 중 어느 하나의 성형체인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
9. 제6항에 있어서, 피복막이 상온경화형의 실리콘계 고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
10. 제6항에 있어서, 피복막이 우레탄계 시일랜트고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법
11. 제9항에 있어서, 피복막이 탈옥심타입의 1액성실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
12. 제6항에 있어서, 점결체가 탄산염인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
13. 제12항에 있어서, 탄산염이 탄산나트륨, 탄산칼륨인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
14. 제6항에 있어서, 점결제가 황산염인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
15. 제14항에 있어서, 황산염이 황산암모늄, 황산수소칼륨, 황산수소나트륨인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
16. 제6항에 있어서, 점결제가 염화물인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.
17. 제6항에 있어서, 점결제가 인산염인 것을 특징으로 하는 주형의 제작법.

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