KR960005876B1 - 유기자경성 주형에 의한 주조용 조형장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유기자경성 주형에 의한 주조용 조형장치

제1도는 본 발명에 있어서 조형되는 유기자경성 주형의 주형구조의 1예를 도시하는 종단면 설명도.

제2도는 본 발명에 다른 조형장치의 1예를 도시하는 설명도.

제3도는 제2도의 조형장치를 더욱 구체적으로 도시하는 설명도.

제4도는 이러한 조형장치에 사용되는 세라믹스볼의 분리 회수장치의 1예를 개략적으로 도시하는 설명도.

제5도는 세라믹스 볼의 온도조정의 처리순서를 도시하는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 상형(上型) 4 : 하형(下型)

6 : 주형틀 8 : 주물모래

18 : 세라믹스볼 26 : 충전용공급장치

28 : 드럼 30 : 가열·냉각장치

46 : 크러셔(분쇄기) 52 : 분리·회수장치

54 : 온도조정장치 60 : 믹서

64 : 콘베이어벨트

본 발명은 유기자경성(有機自硬性)주형에 의한 주조용 조형장치에 관한 것이며, 특히 유기자경성주형의 조형공정에 있어서, 주물모래의 경화속도가 효과적으로 제어될 수 있는 조형장치에 관한 것이다.

종래, 주조품중 공작기계부품등의 제품중량이 50kg이상의 소위 중물, 대물은 유기자경성주형을 사용한 주조방법에 의해 제작되는 경우가 많다. 그리고 이 유기자경성주형을 사용하는 방법은 노베이크법등으로 호칭되며, 열이 가함이 없이 경화시켜 목적으로하는 주형을 얻을 수 있으며, 그 때문에 유기질 점결재로서 많게는 푸란계 수지등의 수지를 사용하여 주형의 조형이 행해지는 경우가 많으나, 일반적으로 분자량이 그다지 크지 않은 액상 축합물의 수지를 사용하고, 이것에 산성경화촉매(경화제)를 혼합하여 축합반응을 일으키게 하여 차츰 활성화를 증대시켜서, 최종적으로는 삼차원가교에 의해 결합력을 최대로 하여 목적으로하는 주형으로서 완성시키고 있다.

그리고, 이와 같은 유기자경성주형을 사용하여 주조함에 있어서는 그와같은 주형의 조형후, 얻어진 유기자경성주형에 대하여 소정의 용탕(溶湯)을 주탕(注湯)하여 주조를 행하고, 다시 그후, 이러한 주형의 행해체에 의한 형성된 주물제품을 끄집어내는 한편, 주물모래에는 그것에 혼입된 주물배리, 철편, 철분드의 협잡물(개재물)과의 자기분리조작이 가해지고 회수되어 재사용되게 된다. 그런데 이와 같은 유기자경성주형을 사용한 주조법은, (a) 상온에서 완전히 경화하기 때문에 소성에 소요되는 노력, 시간이 불필요하며, 조형공정 수가 삭감된다. (b) 주형강도가 높고 치수정밀도가 높은 고품질의 주물을 얻을 수 있다. (c) 규사의 성자원(省資源), 산업폐기물, 공해방지에 공헌할 수 있다. (d) 주탕후의 모래의 붕괴성이 우수하며, 사용 모래의 회수가 90~95% 가능하며, 반복사용할 수 있고, 주물모래의 폐쇄 시스템(closed system)이 가능하게 되는 등의 특징을 가지고 있으며, 이와 같은 이유로 일반산업기계, 공작기계부품의 주조에 있어서 오늘날 많은 주조공장에서 채택되어 있다.

그러나 이와 같은 많은 이점을 가지고 유기자경성주형에 있어서, 유기질 점결제로서 사용되는 수지나 그 경화제가 고가인 점등으로, 주조코스트가 높아진다는 문제가 있고, 그 때문에코스트다운을 도모하기 위하여 여러가지 연구가 거듭되어 왔다.

특히 공작기계의 주물부품과 같은, 비양산형의 경우에는 제품마다 전용의 주형틀을 사용하는 것은 금형틀비용의 증대와 보관관리가 어려운점등으로, 샌드메탈(S/N) 비(사용하는 모래중량:S와 제품중량:M와의 비율이)이 커지기 때문에, 제품코스트의 증가에 인가되어 있었다.

따라서, 이러한 샌드메탈(S/M)비를 향상시키기 위하여, 주형틀내의 주물모래의 충전부위에 있어서 그용탕과 접하는 표면 모래층을 제외한 중간부에 세라믹스볼 등의 볼륨증가재를 메워서 주물모래 사용량의 감소를 도모하는 방법이 고려되고 있다.

한편, 이와 같은 유기자경성주형에 있어서는, 주형강도가 주물모래에 첨가되는 수지와 경화제에 의한 축합반응이 초래하는 3차원 가교의 결합력에 달려있으며, 그리고 그 축합반응은 온도에 의해 반응속도가 크게 좌우되므로, 조형시의 환경온도의 변동에 의해, 주물모래의 경화속도 바꾸어 말하면 주형의 조형에 소요되는 시간에 상당한 차가 발생되는 문제가 있었다.

사실 주조공정에 있어서는 연간 공장내의 기온이나, 모형, 주형틀등의 온도를 일정하게 유지하기가 곤란하고, 하절기와 동절기의 온도차가 30℃이상으로 되는 경우는 적지 않으며, 또 주조의 조업에 있어서는 비양산형에서는 제품마다 모형과 주형틀이 변경되므로, 그들 온도변화는 적은 반면, 중량산형과 같이 단시간으로 발형(拔型)을 행하고 바로 동일모형·주형틀을 사용하여 조형을 행하는 것에 있어서는, 모형과 주형틀의 온도가 차츰 상승해가게 된다.

따라서 이러한 다양한 온도변화에 기인하여, 주형의 경화시간에 편차가 발생하게 되고, 이러한 조형 사이클의 혼란은 나아가서는 생산사이클 전체를 혼란케하는 원인으로 된다. 그 때문에 이러한 주형의 경화시간의 편차를 제어할 필요가 있고, 또 같은 유기자경성 프로세스를 사용하는 제품이라도, 제작수량, 납기에 의해 1일당 조형수가 설정되며, 그러한 생산속도로부터 규정되는 주형의 조형사이클에 합치시켜서, 주형의 경화시간을 제어할 필요도 있어서, 종래에는 경화제(예컨대 술포산에 첨가제를 혼합한 것)를 여러 종류 준비해 두고, 설정된 주형의 경화시간에 따라, 사용하는 경화제를 적절히 선택하고, 또한 그 첨가량을 조정하였었다.

예컨대 모형의 종류와 온도, 틀의 사이즈와 온도, 모래의 온도, 첨가되는 수지 및 경화제가 일정하게 설정되었다고하면, 하절기에 10~15분으로 발형할 수 있었던 주형이, 동절기에는 20분이상 소요되는 경우가 있으나, 그러한 경우에 경화제의 첨가량이 증가되고, 다시 그 최다 첨가량에 의해서도 아직 경화시간이 늦은 경우에는, 경화제의 종류가 변경되어 하절기가 거의 동등한 소요시간으로 발형을 행할 수 있도록 하고 있었다.

그러나 이와같은 종래 방법으로서는 복수의 경화제를 사용함으로써, 경화시간의 제어가 복잡하게 되고, 만일 틀렸을 경우에는, 조형공정 만이 아닌 생산프로세스 전체가 차질을 초래할 염려가 있었다. 또 다종류의 경화제를 관리할 필요가 있고, 관리가 복잡해지는 동시에 복수의 탱크등의 설비도 필요하였었다.

더욱이 대량의 조형에 있어서는 표면 모래층을 균일하게 형성할 필요가 있으므로, 주물모래의 충전에 10분정도를 소요할 경우가 있고, 이 때문에 경화제를 많이 함유하는 경우에는 충전중에 경화가 시작되어 작업성의 저하 및 형의 불량을 야기시키는 염려도 있었다.

한편, 직접 온도를 제어하려고 하는 경우에는, 주물모래나 모형, 주형틀등을 가열하지 않으면 안되고, 그처리자체가 대규모로 되는 동시에, 주물모래에 충전 당초로부터 열이 걸리게 되어 충전중에 경화가 시작되는 가능성이 커 실용상 그 채택은 곤란하였었다.

이러한 상황하에 있어서 본 발명의 과제는 유기자경성주형을 사용한 주조를 위한 조형장치에 있어서, 주형이 경화시간을 효과적으로 간편 또는 안정적으로 조절할 수 있는 조형장치를 제공하는 것에 있다.

그리고 본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 주형틀 내에 배치한 모형의 표면에 형성된 유기자경성의 주물모래로 이루어지는 소정두께의 표면 모래층위에 세라믹스볼을 투입하여 충전하고, 다시 그위에 필요에 따라 상기 주무모래를 뒷모래로서 투입함으로써 목적으로하는 주형의 조형을 행하고, 그리고 얻어진 유기자경성주형에 소정의 용탕을 주탕하여 주조를 행하기 위한 조형장치에 있어서, (a) 상기 주형을 형성하는 주물모래의 경화속도를 제어하도록 하는 세라믹스볼의 온도를 소정의 온도로 조정하고, 주형의 조형에 제공하는 온도조정기구와, (b) 주조가 종료된 주형을 형해체하여 얻어지는 세라믹스볼과 주물모래와의 혼합물로부터, 세라믹스볼과 주물모래를 분리하여 그 분리된 세라믹스볼을 상기 온도조정기구에 송출하는 분리기구와, (c) 이 분리기구에 있어서 세라믹스볼로부터 분리된 주물모래를 재생처리하고, 재차 주형의 조형에 제공하는 모래재생기구를 갖도록 하였다.

이하 본 발명을 보다 구체적으로 명백하게 하기 위하여, 본 발명의 대표적인 실시예를 도면을 참조하면서 도시한다.

먼저 제1도에는 유기자경성주형의 1예가 도시되어 있으며, 그로서 제품 캐비티(10)를 구성하는 성형(2)과 하형(4)의 각각은 주형틀(6) 내에 주물모래(8)가 충전되어짐으로써 형성되어 있다. 그리고 상하형(2,4) 공히 캐비티 면을 구성하는 표면 모래층을 제외한 부분은 내열성을 가지는 세라믹스볼(18)에 의해 충전되어 있다. 이러한 주형구조를 채택함으로써, 주물모래(8)의 사용량이 효과적으로 경감되어, 주형(2,4)의 경화속도가 촉진되는 동시에 코스트다운이 도모된다. 또한 도면에 있어서 12는 중간자, 14는 탕구(湯口), 16은 입구이다.

그런데 본 발명은, 이와 같은 주형을 조형하기 위한 조형장치를 제공하는 것이며, 그에 의하면 이러한 세라믹스볼(18)은 소정의 주형틀(6)내의 충전에 앞서 미리 소정의 온도로 가열 혹은 냉각되게 된다.

즉 제2도에 본 발명에 따라 상기한 바와 가튼 유기자경성주형을 사용하는 주조를 위한 조형장치의 1예가 도시되어 있다. 이러한 장치에 있어서는 세라믹스볼에 대하여 온도제어를 행하는 온도조정기구와 주조가 종료된 유기자경성주형을 형해체한 후, 세라믹스볼과 주물모래를 분리하기 위해 그들 혼합물로부터 소정의 분리·회수장치에 의해 세라믹스볼을 끄집어내는 분리기구와, 또 이 분리기구에 의해 세라믹스볼로부터 분리된 주물모래를 재차주형의 조형에 공급할 수 있도록 처리하는 모래재생기구가 구비되어 있다.

그리고 이러한 분리기구에 있어서의 분리·회수장치에 의해 회수된 세라믹스볼은 온도조정기구에 이송되어 소정의 온도로 조정된 후에 계속되는 조형사이클용으로 비축된다.

보다 상세하게는 상기 분리된 세라믹스볼(18)은 먼저 회수용 호퍼(22)로부터 나올때에 온도계측이 행해지며, 회전형의 드럼(28)속을 이동하는 사이에, 버너등의 가열수단이나 냉각공기의 송풍기등의 냉각수단으로 구성되는 가열냉각장치(30)에 의해 소정의 설정온도가 되도록 승온, 강온된다.

그리고 온도조정이 종료된 후에 비축용의 호퍼(24)를 통하여 충전용 공급장치(26)에 이송되어 비축된다. 또한 가열용의 열원으로서는 분리직후의 주물모래의 여열을 이용하는 것도 가능하다. 그리고 온도조정의 각종조건 예컨대 가열·냉각장치(30)의 온도설정 및 세라믹스볼(18)의 드럼(28)중에서의 이동속도등은 세라믹스볼(18)의 상기 측정온도나 처리량, 또한 설정온도등에 의해 결정되는 것이며, 중간점에서의 계측에 의한 피드백제어도 가능하다.

또 제3도에는 상기 조형장치가 보다 상세히 명백하게 도시되어 있다.

즉, 조형-발형-도형-중간자납입-조립의 각공정을 경유하여 형성된 유기자경성주형은, 종래와 동일한 주탕, 냉각에 의한 주조조작을 종료한 후, 소정의 교반기(42)에 의해 진동이 가해져서 행해체되고, 이로써 주형으로부터 주조품을 끄집어 낼수 있게 된다. 여기서 남겨진 주형은 분쇄기(46)에 의해 어느정도 압착분쇄되어, 세라믹스볼(18)과 주물모래(8)의 혼합물로 되고, 이어서 이 혼합물로부터 통상의 마그넷 세퍼레이터(48)에 의해 철편이나 주물배리등의 개재물이 제거된 후, 분리수단(50,52)으로 이송된다.

즉, 상기 분쇄기(46)에 의해 잘게 분쇄된 주물모래(8)는 채(50)등의 적절한 분리장치에 의해 세라믹스볼(18)에서 분리되고, 다시 뒤에 설명하는 모래재생수단으로 이송된다.

한편, 남겨진 세라믹스볼(18)과 충분하게 잘게 분쇄되지 않았던 덩어리형상의 모래는, 소정의 분리, 회수장치(52)에 이송되고, 그곳에서 덩어리형상의 모래로부터 3분리된 세라믹스볼(18)은 온도조정장치(54)에 이송되도록 회수용호퍼(22)에서 회수되는 한편, 덩어리형상의 모래는 보다 잔 주물모래로 하기 위하여 분쇄기(46)에 재차 이송되게 된다.

이와 같이 하여 세라믹스볼(18)과 주물모래(8)는 분리되어 별도로 회수되게 된다.

또한 세라믹스볼(18)로서는 본 발명자들이 앞서 제안한 일본국 특원평 1-40948호 명세서에 상세하게 설명된 바와 같이 자성재료를 내재한 세라믹스볼이 유리하게 사용되는 것이나, 그와같은 세라믹스볼을 사용하는 경우에는, 이러한 분리, 회수장치(52)로서는 예컨대 제4도에 도시하는 바와 같이 구조의 것이 가장 적절하게 채택된다.

이와 같은 도면에 있어서, 이 분리, 회수장치(52)는 벨트(70)가 구동로울러(72)가 마그넷풀리(74)상에 끝을 말아서 팽팽하게 된 벨트콘베이어(64)와 그 마그넷풀리(74)측 끝부분에 배치되어 있는 분별회수기(76)로 이루어지는 것이다.

그리고 체(50)에 의해 체결된 미세한 모래(62)는, 소정의 회수장치(66)를 통하여 모래재생수단으로 이송되는 한편, 남겨진 세라믹스볼(18)과 덩어리형상의 모래(80)는 호퍼(68)를 통하여 분리, 회수장치(52)의 벨트(70)상에 순차적으로 공급되고, 이어서 이러한 벨트(70)의 화살표시장치에의 구동에 의해, 분별회수기(76)로 인도된다.

그런때에 세라믹스볼(18)은 마그넷풀리(74)에 자착(磁着)되어 있으므로 벨트(70)의 회전구동에 의해, 이 벨트(70)의 회전구동 끝에 있어서 덩어리형상의 모래(80)는 낙하하나, 세라믹스볼(18)은 마그넷풀리(74)의 회전과 함께 벨트(70)상에 부착된채 이동하고, 그리고 벨트(70)가 이러한 풀리(74)로부터 떨어져서 차착력이 작용하지 않게 되면, 벨트(70)로부터 낙하하게 된다.

이와같이하여, 이 분별회수기(76)의 중앙에 설치된 세퍼레이트 플레이트(78)를 통하여, 덩어리형상의 모래(80)과 세라믹스볼(18)이 따로따로 회수된다.

다음으로, 이와같이하여 분리된 세라믹스볼(18)은 그후 상기한 바와 같이 회수용호퍼(22)를 경유하여 온도조정장치(54)에 의해 소정의 온도로 가열 혹은 냉각되어 공급장치(26)로 인도된다.

또한 분리·회수장치(52)에 의해 세라믹스볼(18)과 분리된 덩어리형상의 모래(80)는 다시 분쇄기(46)로 인도되고 그곳에서 재차 파쇄되어 미세한 모래로 만들어 진후, 체(50)를 통하여 모래재생 수단으로 송출된다.

한편, 상기한 바와 같이 세라믹스볼(18) 및 덩어리 형상의 모래(80)와 분리된 주물모래(62)는 모래재생수단으로 인도된다. 즉, 이러한 주물모래(62)는 분쇄기(56)에 의해 다시 잘게 분쇄된 후, 온도조절장치(58)에 의해 필요에 따라 냉각되고, 그리고 믹서(60)에 있어서 소정의 경화제나 유기질 점결재로서의 수지등의 혼합됨으로써, 주물모래(82)로서 재생되고, 재차 조형에 제공된다.

그런데, 상기한 세라믹스볼의 구체적인 온도설정 영역은 주물모래, 형, 주형틀의 온도나 장치의 설장사이클등에 의해 결정되는 것이다. 예컨대 전체의 온도가 낮은 위에 조형사이클이 짧은 경우에는 100℃정도의 고온에 설정되고, 또 한편, 전체의 온도가 높음에도 불구하고 조형사이클이 긴 경우에는 50℃정도의 저온으로 설정된다.

그리고, 구체적인 설정온도가 결정되면 제5도에 도시되는 바와 같이 조작에 의해 세라믹스볼의 온도제어가 실행된다.

일반적으로 분리직후의 세라믹스볼은 조형장치의 조업상태에도 의거되나 상온으로부터 200℃정도로 되어 있고, 이 세라믹스볼의 측정온도와 각종 조건설정인자(개개의 온도, 설정사이클등)에 의해 설정된 온도치가 비교되고, 세라믹스볼의 온도가 높은 경우에도 냉각공정이, 낮은 경우에는 가열공정이 실시되어, 재차 온도 체크 및 온도조정에 의해 소정의 온도로 제어된다.

또한 세라믹스볼은 일반적으로 30~100℃의 온도영역으로 조절된다. 그리고 이 세라믹스볼은 특히 그 크기나 형상이 한정되는 아니나, 축열재로서 사용되는 것이므로 소정용량을 갖는것이 바람직하며, 일반적으로 20mm~40mmΦ정도의 것이 사용되게되고, 또 상이한 크기의 것을 편성하여 사용하는 것도 물론 가능하다.

또 세라믹스볼의 온도조정을 행하는 방법으로서는 상기의 구체예에서 열거한 바와 같은 배치처리가 탱크에 저장할 수 있으므로 대량물의 주조시 등과 같이 한꺼번에 대량의 세라믹스볼을 필요로하는 경우에 적합한 방법이며, 한편, 소량물을 짧은 사이클로 흘리는 것과같은 라인에서는 순차적 처리형의 라인처리가 적합하다.

이 라인처리는 분리장치로부터 조형공정으로 세라믹스볼을 이송관을 대하여 소정의 가열, 냉각장치를 설치하여 이 이송관내를 세라믹스볼이 통과할때에 온도조정을 행하는 것이며, 이송관을 예컨대 스크류형상으로 함으로써 효과적으로 행할 수 있다.

그리고, 이들의 양 처리방법은 조형장치로 처리되는 물품의 종류, 주형틀의 크기, 조형사이클 등에 의해 적절하게 선택된다.

그리고, 본 발명에 따르는 조형장치에 있어서, 이와 같이 하여 소정의 온도에 미리 가열된 세라믹스볼은 주형틀내에 배치된 모형표면에 주물모래로서 소정 두께의 표면모래층이 형성된 후에, 주형틀내에 공급된다. 그 경우에 사용되는 주물모래는 종래와 동일한 것으로서, 유기질 점결재로서 푸란계수지, 페놀계수지, 아크릴계수지등의 수지가 배합되고, 또 그와같은 수지를 경화시키기 위한 경화제가 첨가되어서 이루어지는 것이다.

다만 주물모래의 경화속도는 세라믹스볼의 열로서 제어되므로, 경화제의 배합량은 종래에 비하여 낮게 억제되게 된다. 그 때문에 표면모래층의 형성중에 경화가 시작되는 것을 방지할 수 있으며, 한편, 표면모래층의 형성후의 온도조절이 가해진 세라믹스볼이 투입됨으로써, 외기온도나 모형·주형틀의 온도에 불구하고 곧바로 주물모래의 경화가 개시된다.

그리고, 세라믹스볼의 충전후에는 필요에 따라 뒷모래가 소정두께로 형성되고, 주형의 보강이 도모되게 된다.

또한 당연한 것이나 그들 표면모래·세라믹스볼, 뒷모래를 투입할 때에는, 종래의 모래충전작업과 동일하게 진동발생기등으로 진동을 부여하고, 주물모래 및 세라믹스볼의 충전성의 향상이 도모된다.

또 주형내의 주물모래와 세라믹스볼과의 비유은 제품의 형상, 치수, 중량, 그 위에 주형틀의 구조등에 의해 일정하지는 않으나, 주형틀내의 30~40%의 용적을 이 세라믹스볼로 치환하는 것이 가능하여, 그것에 의해 주형전체의 강도를 저하시킬 것은 없다.

다음으로 상기와 같이하여 충전이 완료되면, 주형의 표면층이 경화되는 것을 기다려 발형이 행하여지게 된다.

그 경우, 본 발명에 있어서는 세라믹스볼의 열에 의해 경화시간이 자유롭게 조절될 수 있고, 동절기의 경화지연이 방지되는 동시에, 각종 온도조건의 편차에 기인되는 경화시간의 편차가 효과적으로 회피된다.

그리고 발형된 모형은 다음의 조형에 사용될 수 있도록, 바로 충전공정으로 되돌려지는 한편, 얻어진 주형은 필요에 따라 도형공정으로 이송되게 된다. 또한 이 시점에서는 내부까지 완전히 축합반응이 끝나지 않았으므로, 계속되는 도형공정까지 소정의 시간을 둘 필요가 있으나, 도형개시까지의 시간을 단축하기 위하여 발형시간을 지연시켜서 충분히 내부까지 열을 전달시킴으로써, 조형개시로부터 도형·형맞춤까지 전체의 시간을 단축하는 것도 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 조형장치에 있어서는, 내부까지 완전히 경화되는 것을 기다려 주형에 도형이 필요에 따라 행해지고, 형맞춤된 후, 통상방법에 따라 소정의 용탕, 예컨대 주철용탕이나 용강등이 주탕되어 목적하는 주물제품의 주조가 행해지게 된다.

그후, 냉각이 종료되면 주형이 형해체되어 주형으로부터 주형틀이 제거되어 이러한 주형내에 형성된 주물제품을 끄집어낸다. 얻어진 주물제품은 다시 쇼트블러스터처리 및 배리연마를 경유한 후, 소재 완성품으로 된다.

한편, 형해체된 주물모래로부터의 상기한 바와 같이 마그넷 세퍼레이터(48)에 의해, 주물모래에 혼입된 주물배리, 철편, 철분등의 개재물이 종래와 동일하게 하여 자기에 의해 분리되는 동시에, 분리수단(50,52)에 의해 세라믹스볼이 분리된다.

그리고, 주물모래는 재생처리가 가해진 후, 재사용에 대비하여 저장되고, 세라믹스볼은 온도조정이 가해진 후, 저장되게 된다. 그런데 이러한 세라믹스볼에 대하여, 상기한 바와 같이 내열성만이 아니라 자성까지도 부여함으로써, 상기 마그넷풀리(74)를 사용한 분리장치(52)를 사용하는 외에, 주물배리등을 제거할 마그넷 세퍼레이터등을 그대로 사용하여 흡착하기 위한 자력 변화시킴으로써, 용이하게 이 세라믹스볼을 회수하는 것도 가능하다.

이와 같이 자성을 부여할수 있는 세라믹스볼은 우수한 강도, 내열성, 내마모성을 구비하고 있음으로써 주조시의 열충격에 견디는 동시에, 경량이기 때문에 충전작업성이 우수하고, 덧붙여 축열재로서도 양호한 것이다.

그 때문에, 이러한 세라믹스볼은 본 발명에 따르는 주조를 위한 조형장치에 있어서, 대단히 적합한 세라믹스볼로서 사용될 수 있으며, 주형의 경화속도를 효과적으로 콘트로울 할수있는 동시에, 주조·형해체 후에는 상기 분리, 회수장치(52)나 개재물 제거용으로 설치되어 있는 마그넷 세퍼레이터등에 의해 쉽게 주물모래와 분리할 수 있고, 회수가 용이하게 행하여지게 된다.

덧붙여서 말하면, 목적으로 하는 주물제품으로서 바깥지름이 1200mmΦ, 두께가 50~1200mm, 중량이 550kg, 재질이 FC 30으로 형성된 기어소재를 주조하기 위하여, 금형틀 치수가 1600mm×1800mm×300mm(상형) 혹은 250mm(하형)의 주형틀을 사용하는 동시에, 주물모래로서는 AFS 40모래에 푸란수지 0.8중량%, 경화제 24중량%(대 수지첨가량)를 균일하게 배합한 것을 사용하고, 다시 세라믹스볼에는 고오지얼라이트(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₄)로 형성되고, 자성재료인 Ni-Zn계 페하이트로 이루어지는 10mmΦ 크기의 심부를 가지는 25mmΦ 크기의 것을 사용하여, 제2도, 제3도와 같은 조형장치에 따라 제1도에 도시되는 것과 같은 구조의 주형을 조형하였다.

또한 외기온도는 4℃, 모래온도는 10℃이며, 세라믹스볼은 90℃로 가열한 것을 투입하였다. 또 S/M비율은 1.63이였다. 이러한 주형은 10~15분으로 경화되어 발형할 수 있었다.

이것에 대하여 상기와 동일한 소재를 주조하기 위하여, 외기온도 4℃, 모래온도 10℃의 온도조건으로 세라믹스볼을 사용함이 없이, 상기와 동일한 주형틀을 사용하여 복수의 주형의 조형을 행하였다. 사용한 주물모래는 AFS 40모래에 푸란수지 0.8중량%를 배합한 것이며, 각 조형에서 첨가하는 경화제의 양을 변경하여 행하였다.

상기와 같은 정도의 경화시간을 얻기 위해서는 경화제는 38중량%(대 수지첨가량) 첨가하지 않으면 안되었다.

이상의 결과로부터 본 발명에 따른 주조방법에 있어서는, 세라믹스볼의 열에 의해 경화속도가 양호하게 조절되고 있고, 대단히 적은 경화제의 첨가량으로 양호한 경화속도가 얻어진 것을 알수 있다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 하등 한정됨이 없이, 그 이외에도 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서, 당업자의 지식에 의거하여 각종 변경, 수정, 개량등을 가할 수 있는 것이다.

이상의 설명에 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유기자경성주형에 의한 주조를 위한 조형장치에 있어서는 종래 경화제의 첨가량의 증감 및 그 종류의 변경이라는 방법에 대신하여, 미리 필요한 온도로 가열된 세라믹스볼의 열에 의해 주형의 경화시간을 제어하도록 함으로써, 이 세라믹스볼의 온도조정만에 의해 주형의 경화시간을 간편 또한 안정적으로 콘트로울할 수 있다.

따라서 동절기의 주형의 경화시간의 장기화 현상을 방지하고, 또 각종 온도조건에서 변화하는 주형의 경화시간의 편차를 효과적으로 방지하여, 생산사이클을 안정적으로 콘트로울하는 것이 가능하게 되었다. 아울러서, 경화제를 단일 종류도 한정하는 것이 가능하게 됨으로써 조형장치의 관리가 용이하게 되고, 재고의 관리도 현저하게 용이하게 된다.

또 주조가 종료된 주형을 형해체한 후, 주물모래와 세라믹스볼을 분리하여 세라믹스볼을 상기 온도조정기구로 송출하는 분리기구와 이러한 세라믹스볼로부터 분리된 주물모래를 재생처리하고, 주형의 조형에 제공하는 모래재생기구를 구비하고 있음으로써 주물모래 및 세라믹스볼을 사용하여서 조형이 연속하여 행하여질 수 있다.

Claims (1)

1. 주형틀(6) 내에 배치된 모형의 표면에 형성된 유기자경성의 주물모래(8)로 이루어지는 소정두께의 표면 모래층위에, 세라믹스볼(18)을 투입하여 충전하고, 다시 그위에 필요에 따라 상기 주물모래(8)를 뒷모래로서 투입함으로써 목적으로 하는 주형틀(2,4)의 조형을 행하고, 그리고 얻어진 유기자경성주형(2,4)에 소정의 용탕을 주탕하여 주조를 행하기 위한 조형장치에서, 상기 주형(2,4)을 형성하는 주물모래(8)의 경화속도를 제어하도록 상기 세라믹스볼(18)의 온도로 조정하고, 주형의 조형에 제공하는 온도조정기구(54)와, 주조가 종료된 주형(2,4)을 행해체하여 얻어지는 세라믹스볼(18)과 주물모래(8)와의 혼합물에서 세라믹스(18)과 주물모래(8)를 분리하고, 그 분리된 세라믹스볼(18)을 상기 온도조정기구(54)에 송출하는 분리기구(52)와, 이 분리기구(52)에 있어서 세라믹스볼(18)로부터 분리된 주물모래(8)를 재생처리하고, 다시 주형(2,4)의 조형에 제공하는 모래재생기구(56,58,60)를 가진 것을 특징으로 하는 유기자경성 주형에 의한 주조용 조형장치.