KR950012420B1 - 다이케스팅주조기를 이용한 섬유강화금속재료(frm)의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다이케스팅주조기를 이용한 섬유강화금속재료(FRM)의 제조방법

제1도는 종래 용탕함침장치의 개략 구성도.

제2도는 본 발명 용탐함침장치에 사용되는 다이캐스팅주조기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 주조기 2 : 주입구

4 : 가동반 6 : 고정반

8, 10 : 금형 12 : 플런저

본 발명은 특허 제67809호 "섬유강화금속재료의 제조방법"중 특히 용탕함침공정을 개량한 것으로 보다 값싼 가격으로 제품의 양산화가 가능하도록 한 것이다.

특허 제67809호는 출원인의 발명으로서 단섬유를 결합제가 투입된 물과 혼합하고 적절히 탈수가압건조하여 예비성형체를 얻고 예비성형체를 예열하여 금형에 투입하고 그 위에 알미늄합금용탕을 부어넣고 펀치로 가압하여 알미늄합금용탕이 예비성형체에 고르게 함침되게 하고 냉각 시킨 후 탈형하여 내마모성, 내충격성 등이 뛰어난 섬유강화금속재를 얻도록 하는 것이었다.

그러나, 이러한 특허 제67809호의 발명에 있어서 알루미늄합금용탕을 단 섬유로된 예비성형체에 함침시키는 제조공정은 여러 가지 문제점이 있는 것이었다.

이를 구체적으로 설명하면 특허 제67809호에서는 제1도에서와 같이 지지틀(100)위에 설치된 금형(101)에 전열선(102)을 설치하고 전열선(102)을 이용하여 금형(101)을 일정온도까지 예열하고 따로이 일정온도로 예열한 예비성형체를 금형(101)내에 집어넣고 그 위에 알미늄함금용탕을 부어넣은 다음 피스톤(103)에 의하여 승강하는 펀치(104)로 용탕의 상면을 가압하여 용탕이 예비성형체내로 고루함침되게 하고 자연냉각시킨 다음 금형(101)의 윗쪽으로 밀어내어 탈형하는 방법으로 제조하는 것이었다.

그러나 이러한 용탕함침방법은 첫째: 용탕을 금형에 부어 넣을 때 펀치와 피스톤을 금형의 상부로부터 상당한 높이(최소한 500mm)이상 상승시켜야 하고 용탕을 부어 넣은 후 하강가압시켜야 하므로 용탕을 부어넣을 때 그리고 부어넣은 다음 피스톤이 하강하여 용탕을 가압할때까지 용탕이 공기중에 노출되어 용탕의 온도가 상당정도 냉각되며 용탕이 냉각되는 만큼 가압시 용탕의 예비성형체 침투속도는 늦어지게 되고 따라서 펀치가 용탕을 10~15mm/sec이상의 속도로 가압할 경우에는 예비성형체가 변형될 우려가 있으므로 피스톤의 승강속도는 10~15mm/sec의 저속으로 승강하여야 하고 이러한 피스톤의 저속승강운동은 용탕함침공정에 많은 시간을 소요하게 되는 원인이 되는 것이었다. 둘째: 용탕함침후 탈형을 할 때는 금형 윗쪽으로 밀어내어야 하므로 탈형이 신속용이하지 못할 분 아니라 탈형시 금형내면과의 마찰에 의하여 제품의 외면이 손상될 우려가 있으므로 충분히 냉각되게 굳어진 후 탈형하여야 제품외면손상없이 안전한 탈형이 가능하므로 용탕함침후 냉각에도 시간이 오래 소요되며, 셋째: 1회가압으로 한 개의 제품이 생산되므로 대량생산이 어렵고 단가가 비싸게 되며, 넷째: 용탕함침용 기계는 기존의 제품이 없으므로 별도 주문제작하여 보유하여야 하므로 기계제작비가 많이 소요되고, 다섯째: 대량생산이 어려울 뿐 아니라 갑작스런 수요증가나 대량주문에 대응하여 외주를 줄 수 없는 등의 문제점이 있는 것이었다.

따라서 이와 같은 종래의 방법으로는 사실상 제품의 상품화가 어려운 것이었다.

본 발명은 이러한 제반문제점을 해결하기 위하여 섬유강하금속재료제조 공정중 알미늄합금 용탕함침방법을 개선한 것이다.

즉, 본 발명에서는 공지의 다이캐스팅주조기를 이용하여 알미늄합금용탕을 예비성형체에 함침하도록 하고 금형의 예열은 전열선에 의하지 않고 알미늄함금용탕을 금형내의 주입하였다가 환수하는 방법으로 금형을 예열토록 하였다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 본 발명에서는 금형을 예열함에 있어서 다이캐스팅주조기의 주입구를 통하여 가동반과 고정반에 형성된 여러개의 금형내의 알미늄합금용탕을 주입하여 충만하게하므로서 금형내에 충만된 고온의 용탕에 의하여 금형이 신속하게 예열되게 한다.

금형이 예열되면 금형을 열어 금형내에서 냉각고형화된 용탕덩어리는 환수하여 용탕로에 다시 집어넣어 재사용한다.

금형의 예열이 완료되면 따로이 적정온도로 가열한 예비성형체를 금형 내에 넣고 금형을 닫은 다음 자동 급탕기로 용탕로의 용탕을 주조기의 주입구로 연속주입하고 용탕이 주입되면 플런저가 즉시 용탕을 금형내로 사출가압하여 용탕이 예비성형체에 신속하게 함침되게 하고 함침후 자연냉각시킨 다음 금형을 좌·우로 열어 탈형하는 방법으로 제조하는 것이다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

제2도와 같은 통상의 다이캐스팅주조기(가)(공칭형체력 135톤 플런저내경 50mm, 행정 305mm)의 주입구(2)에 자동급탕기(도시안됨)가 알미늄합금용탕이 가열용융되어 있는 용탕로로부터 일정량의 용탕을 주입하여 준다.

이 다이캐스팅주조기(가)의 가동반(4)과 고정반(6)에는 여러개의 금형(8)(10)이 형성되어 있어 한번의 가압으로 여러개의 제품이 생산되도록 하었다.

본 발명에 적절한 용량의 온도는 대략 670℃~700℃이고 이 고온의 용탕을 주입구(2)를 통하여 여러개 형성되어 있는 빈금형(8)(10)에 충만시켜주므로서 약 5분정도의 짧은 시간내에 금형(8)(10)이 약 160℃정도로 예열되고 금형의 예열이 완료된다.

종래 전열선에 의한 금형의 예열에는 약 30분 정도가 소요되었다. 금형(8)(10)의 예열이 완료되면 금형(8)(10)을 열고 금형(8)(10)내에서 냉각응고된 용탕덩어리를 끄집어 내어 용탕로에 넣으면 다시 용융 되어 재사용할 수 있다.

예열이 완료된 금형(8)(10)으로부터 용탕덩어리를 끄집어 낸 다음 따로이 공지의 방법으로 제조하고 약 480℃~700℃로 가열한 예비성형체를 금형(8)(10)내에 집어넣고 금형(8)(10)을 닫은 다음 용탕로의 용탕을 자동급탕기가 떠서 주입구(2)로 주입하면 플런저(12)가 즉시 용탕을 금형(8)(10)내로 사출가압하여 용탕이 예비성형체내로 함침되게 한다.

용탕함침시 플런저(12)의 적정가압속도는 100mm/sec로서 종래의 가압 속도 10~15mm/sec보다 약 10배 빠르게 진행된다.

가압함침이 완료된 상태에서 약 4~6초정도 유지한 다음 금형(8)(10)을 열고 탈형한다.

탈형시의 냉각온도는 약 400℃로서 종래 약 300~350℃보다 높은 온도에서 안전한 탈형이 가능하여 그 만큼 냉각시간이 단축된다.

이상과 같이 본 발명은 금형의 예열시간단축 및 에너지 절감, 용탕함침 공정에서의 시간단축, 탈형시 금형(8)(10)을 좌·우로 개방하여 탈형하므로서 탈형이 신속용이하고 냉각시간이 단축되며 한번의 가압으로 여러개의 제품생산이 가능하며 제품의 양산이 가능하고 단가가 저렴하게 되며 또한 용탕함침용 기계를 별도로 제작할 필요가 없고 외주를 줄 수 있어 대량생산 및 갑작스런 수요증가에 대한 대응이 용이한 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 예비성형체에 알미늄합금용탕을 함침시켜 섬유강화 금속재료(FRM)를 제조하는 방법에 있어서, 다이캐스팅주조기(가)의 금형(8)(10)내에 알미늄합금용탕을 주입하여 금형(8)(10)을 예열하는 공정과, 예열이 완료되면 금형(8)(10)을 열고 금형(8)(10)내에서 응고된 용탕덩어리를 끄집어내어 다시 용탕로에 집어넣는 공정과, 예열된 금형(8)(10)내에 별도로 가열한 예비성형체를 넣고 주입구(22)를 통하여 알미늄 합금용탕을 공급하는 공정과, 공급된 알미늄합금용탕을 플런저(12)가 금형(8)(10)내로 사출가압하여 알미늄합급용탕이 예비성형체 내에 함침되게하는 공정과, 냉각후 금형(8)(10)을 좌우로 개방하여 탈형시키는 공정으로 제조함을 특징으로 하는 다이캐스팅주조기를 이용한 섬유강화금속재료(FRM)의 제조방법.