KR960007872B1 - 용융금속의 주조방법과 이 주조에 사용되는 압탕스리브(feeder sleeves) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융금속의 주조방법과 이 주조에 사용되는 압탕스리브(feeder sleeves)

제 1도는 이 발명에 의한 압탕스리브의 저면도이며,

제 2도는 제 1도의 스리브의 A-A선에 따르는 수직단면도임.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스리브 2 : 저면

3 : 덮개 4 : 측벽

5 : 중자 6 : 리브

7 : 내부표면 8 : 하단부

이 발명은 용융금속의 주조방법과 이 주조에 사용되는 압탕스리브에 관한 것이다. 용융금속을 주형에 주입하여 응고시킬때 이 금속은 응고 도중에 수축하여 그 체적은 감소된다. 상기의 수축분을 보충하고 결함이 없는 주조품이 생산되는 것을 보증하기 위하여 주물의 상부 및/혹은 측방에 위치하여진 압탕(feeders)을 사용하는 것이 일반적으로 필요하다. 주물이 응고하여 수축될때 용융금속이 압탕(들)으로부터 주물에 공급되어 수축소(收縮巢)의 형성을 방지한다. 압탕효과를 개선하며 압탕의 체적이 최소로 감소되어질수있게 하기 위하여는 압탕공동 그리고 또 압탕금속을 가능한한 오랫동안 용융상태에서 지속시키는 발열재료 및/흑은 단열재료로 압탕 자체를 둘러싸는 것이 보통의 실시예이다

압탕의 형상도 압탕효과에 영향을 갖는 것으로 확인되었다. 구상(球狀)의 압탕은 금속의 주어진 중량에 대한 그의 최대의 계수(係數)때문에 가장 효과적인 것이 틀림없다는 것, 즉 구상의 압탕은 금속의 주어진 체적에 대한 최소의 냉각 표면적을 나타내며 그러므로 열손실의 속도를 최소로 한다는 것이 일반적으로 믿어진다.

그러나 실제로는 구상의 압탕에 부착된 주물내에서 금속의 응고가 진행됨에 따라서 압탕내에 있는 잔여금속의 형상은 압탕으로부터 주물로 배출되어지는 금속으로 인하여 변화하며 그리고 압탕내의 금속이 형상에 있어서 충분한 구상이 안됨에 따라서 계수와 함께 압탕효과는 강소된다.

그러므로 실제로 구상으로된 압탕의 효율은 원통형상의 압탕의 효율의 경향을 나타내며 그리고 구상 압탕들이 사용된다 할지라도 세계적으로 주물 업무에서 일반적으로 채택된 압탕형상이 되어온 원통형의 압탕보다는 일반적인 것이 못된다.

압탕주조소(巢)의 체적의 부분을 차지하며, 압탕주조소를 둘러싸고 압탕내에서 용융금속과 접촉하게 되는 재료의 표면적을 증가시키는 리브(rib)들을 압탕공동의 표면에 형성하므로서 열이 압탕 금속으로부터 손실되는 비율이 감소될 수가 있으며, 그리고 압탕주조소가 발열재료로 둘러쌓일때는 그 재료가 반응할때 생성된 열이 더 용이하게 압탕금속으로 전하여 진다는 것이 요즈음에 발견되어 왔다.

결과적으로 압탕금속의 응고는 지연되며 따라서 이것은 주어진 주물이 통상적인 것보다는 더 적은 양의 압탕 금속으로부터 공급되어지는 것을 가능한게 한다.

압탕 공동의 표면이 그 표면 둘레에 간격을 떼어서 위치하여 진 복수의 연장된 리브들을 가지며 이 리브들의 수와 칫수는 일반적으로 동일한 크기와 형상을 가지나 리브를 갖지 않고 용융금속을 주형에 주입하는 압탕공동에 비하여 압탕주조소의 체적이 적어도 20%가 감소되도록 되어있는 그러한 것인 압탕공동을 가지는 주형을 형성하는 것을 포함하며 용융금속을 주조하는 방법이 본 발명에 따라서 주어진다.

이 압탕공동은 하나의 스리브라고 정의하여 질수 있으며 이 발명은 역시 상기한 방법에 사용하기 위하여 압탕스리브의 내부표면이 그 표면 둘레에 간격을 떼어서 위치하여진 복수의 리브들을 가지며 이 리브들의 수와 칫수는 일반적으로 동일한 크기와 형상의 스리브이지만 리브들을 갖지않은 압탕공동에 비하여 압탕공동의 체적이 적어도 20%가 감소되도록 되어있는 그러한 압탕스리브를 포함한다.

이 리브들은 바람직하게는 동일한 형상과 크기를 가지며 그리고 바람직하게는 동일하게 간격을 떼어서 위치하여져 있다.

바람직하게는 이 리브들은 대체로 압탕스리브의 내부표면의 전체 길이에 걸쳐서 뻗쳐 있으며 그리고 이 리브들이 압탕스리브의 전체길이에 따라서 뻗어 있을수도 있으나 원하여진다면 이들은 주물로부터 압탕의 제거를 용이하게 할 삽입부(push fit)또는 구배를 준 절단중자(tapered breaker core)의 가장자리의 삽입을 허용하게 하기 위하여 압탕스리브의 기초위에 짧은 거리에서 끝날수도 있다. 나아가서는 갑자기 끝나는 대신에 리브들은 단면이 점차적으로 증가하게 하기 위하여 그래서 압탕스리브벽과 접촉하기 위하여 리브들이 저단부로부터 구배를 줄수도 있다.

내부 리브들의 형상과 크기는 스리브라고 정의된 압탕 공동의 수평단면이 다양한 형태들이 하나를 갖도록 하는 그러한 것일 수가 있다. 바람직하게는 이 스리브는 4개의 리브들을 가지며 압탕공동의 수평단면이 십자형인 압탕공동을 나타내며 상기의 십자형은 예를들어서 아암들의 폭이 그들의 길이보다 더 큰 4개의 아암들(arms)을 가지거나 폭과 길이가 동일한 4개의 아암들을 가지거나 흑은 폭이 길이보다 더 작은 4개의 아암들을 가진다. 상기의 리브들은 단면이 예를들면 삼각형, 정방형, 장방형 혹은 반원형일수가 있으며 이 리브들의 돌출단부는 예를들면 첨단으로 되거나, 평탄하거나 또는 둥그럴수도 있다.

리브들이 돌출하고 있는 압탕스리브의 내부표면의 주위나 혹은 압탕공동의 주위는 예를들어서 원형 흑은 타원형일 수가 있다. 상기의 주위가 원형일때는 압탕공동에로 리브들이 최대로 돌출하는 점에서 리브들의 대체로 반경방향의 크기는 압탕공동의 최대 직경 흑은 스리브의 최대 내부직경의 바람직하게는 적어도 15%, 그리고 더욱 바람직하게는 20 내지 40%이다.

원하여진다면 리브들이 압탕공동내로 돌출하는 거리가 변동하도록 하기 위하여 리브들은 일단으로부터 타단까지 구배를 줄수도 있다

이 발명의 압탕스리브의 외부표면은 스리브가 균일한 벽 두께를 갖도록 내부표면과 같은 윤곽을 가질수 있으며 혹은 그 대신에 외부 표면을 예를들면 원형의 흑은 타원형의 주위를 가지는 더 간단한 모양일 수도 있다.

원하여진다면 스리브의 내부 및/흑은 외부표면은 일단으로부터 타단까지 구배를 줄 수도 있다. 특히 스리브를 주형내에 있는 미리 만들어진 압탕공동에 삽입되어질 수 있게 하기 위하여 스리브의 외부표면은 스리브의 저면부터 상부까지에 걸쳐서 반대의 구배(negative taper)를 가질수도 있다.

이 스리브는 그의 상단이 개방되어 있을수도 있으며 흑은 이 스리브는 덮개에 의하여 그 상단이 닫혀지며, 예를들면 평탄하거나 반 구형일수가 있고 그리고 스리브와 일체로 형성되거나 이 스리브에 고정될 수도 있는 그러한 소위 맹압탕스리브일수도 있다. 덮개는 주물의 응고 도중에 압탕효과를 개량하기 위하여 대기압이 압탕금속에 미치는 것을 보증하기 위하여 덮개의 하측과 일체로 형성되거나 그 덮개의 하측에 고정된 월리암스 중자(williams core)를 가질수도 있다.

리브들은 발열성분, 발열과 단열이 모두되는 성분, 흑은 단열성분만을 가지는 재료들로 형성되어질수 있으며 리브의 재료의 성분은 스리브의 나머지부분의 성분과 같거나 상이할수도 있다. 발열 성분으로부터 만들어지거나 혹은 발열과 단열이 양쪽이 모두되는 성분으로 만들어진 리브들이 바람직해진다. 이 발명의 방법과 압탕스리브는 여러가지 금속들의 생산에 사용될 수 있으나 특히 회주철 흑은 구성흑연주철 그리고 강주물을 생산하는데에 적합하다.

이 발명의 방법과 압탕스리브를 사용할때에 개개의 주물을 위한 압탕공동에 체적은 압탕이 종래의 원통형 모양인데 필요로 하는 하여지는 압탕 공동의 체적의 50%까지 감소될 수 있다. 이것은 개개의 주물을 생산하기 위하여 필요해지는 용융금속의 양이 감소되어지며 그리고 더 많은 주물이 각각의 용탕 용해로부터 생산될 수 있다는 것을 의미한다.

이 발명을 첨부한 도면을 참조하여 예를 들어서 설명한다.

도면을 참조하면 압탕스리브(1)은 그의 저면(2)가 열려 있으며 그의 상단부에는 스리브의 측벽(4)와 일체로 형성된 평탄한 덮개(3)에 의하여 폐쇄되어 있다. 쐐기의 형상으로 되어 있는 월리암스 중자(5)는 덮개(3)의 내부표면과 일체로 형성되어 있으며 덮개(3)의 전체의 내부표면에 걸쳐서 스리브(1)의 직경을 가로 질러서 뻗쳐 있다.

스리브(1)의 내부표면(7)과 일체로 형성된 4개의 리브들(6)은 내부표면의 둘레에 동일하게 간격을 떼어 위치하여져 있으며 스리브의 상단부로부터 저단부(2)의 10mm 이내까지 뻗쳐있다. 각각의 리브는 스리브는 내부표면(7)에 적합하기 위하여 그의 하단부(8)에서 45°로 구배를 갖는다. 스리브(1)는 그의 저단부(2)로부터 덮개(3)까지 내측으로 구배를 갖고 있다.

다수의 압탕스리브가 리브를 갖지 않고 도면에 나타낸 바와같은 리브를 가지고 그리고 역시 구배를 갖는 대신에 저단부위의 일정한 거리에서 끝나면서 스리브의 저단부에 뻗쳐있는 리브들을 가지고 발열 및 단열 재료로 제조되어 있다.

기초 스리브는 다듬의 친수를 가졌다.

저부, 외경 94.0mm

저부, 내경 70.5mm

상부, 외경 89.5mm

상부, 내경 65.5mm

외측놀이 100.5mm

외측높이 88.0mm

월리암스 웨엣지 (Williams wedge)는 그의 상부에서 폭이 20mm이며, 그의 저부에서 폭이 3mm이고, 높이는 200mm였다.

리브들은 기초 스리브와 같은 재료로부터 형성되었다. 어떤 경우에서는 리브들의 반경방향의 돌출이 20mm였으며 다른 경우에는 반경방향의 돌출이 25mm였다.

어떤 스리브들은 구상흑연주철판재를 생산하기 위하여 그리고 어떤 것은 입장강재(cube castings in steel)를 생산하기 위하여 상온 경화수지주형(cold set resin bonded sanded moulds)에 사용되었다. 각각의 경우에서 동일한 횟수의 종래의 원통형 스리브들이 비교목적을 위하여 역시 시험되었다.

시험 세목과 얻어진 결과들이 다음표에서 보여지며 본 발명에 따르는 압탕스리브의 사용에 의하여 주물생산량의 현저한 개선을 달성하는 것이 가능하다는 것을 나타낸다.

Claims (25)

1. 리브를 가지며 그리고 압탕공동을 한정하고 있는 내부표면을 가지는 용융금속의 주조에 사용하기 위한 압탕스리브에 있어서, 스리브의 내부표면(7)은 그 표면의 둘레에 간격을 떼어서 있는 복수의 리브들(6)을 가지며 이 리브들(6)은 압탕스리브(1)의 내부표면(7)의 대체로 전체 길이에 뻗쳐 있고 내부표면(7)에 맞추기 위하여 그들의 저부단부들(8)에서 구배가 주어져 있으며, 그리고 리브들의 수와 칫수는 압탕공동의 체적이 대체로 같은 내부크기와 모양을 가지나 리브를 갖지 않는 압탕공동의 체적에 비하여 적어도 20%가 감소되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
2. 제 1 항에 있어서, 모든 리브들(6)은 같은 모양과 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 리브들(6)은 동일하게 간격이 떼어져 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스리브(1)는 4개의 리브들(6)를 가지며 그리고 압탕공동의 수평횡단면의 십장형상인 그러한 압탕공동을 한정하는 것을 특징으로 하는 압탕 스리브.
5. 제 4 항 또는 압탕공동의 수평단면은 폭이 길이보다 더 큰 4개의 아암을 가지는 십자형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
6. 제 4 항에 있어서, 압탕공동의 수평단면은 폭과 길이가 동등한 4개의 아암을 가지는 십자형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
7. 제 4 항에 있어서, 압탕공동의 수평단면은 폭이 길이보다 더 작은 4개의 아암을 가지는 십자형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 리브들(6)이 돌출하고 있는 스리브(1)의 내부표면의 주위는 원형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
9. 제 8 항에 있어서, 압탕공동에로 리브들이 최대로 돌출한 점에서 리브들(6)의 매체로 반경방향의 크기는 최대 압탕공동의 직경의 적어도 15%인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
10. 제 9 항에 있어서, 압탕공동에로 리브들이 최대로 돌출한 점에서 리브들(6)의 반경 방향의 크기는 최대 압탕공동의 직경의 20-40%인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
11. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 리브들(6)이 돌출하는 스리브의 내부표면(7)의 주위는 타원형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
12. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 7 항 또는 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 리브들(6)은 일단으로부터 타단으로 구배를 갖는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
13. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 7 항, 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 스리브(1)의 외부표면은 내부표면(7)과 동일한 외형을 가지는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
14. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 7 항, 또는 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 스리브(1)의 외부표면은 원형이거나 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
15. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 7 항, 또는 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 스리브(1)의 내부포면(7)및/혹은 외부표면은 스리브(1)의 일단(2)으로부터 타단에로 구배를 갖는 것을 특징으로 하는 압탕스러브.
16. 제15항에 있어서, 스리브(1)의 외부표면은 스리브(1)의 저부(2)로부터 상부까지 반대의 구배를 가지는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
17. 제15항에 있어서, 스리브(1)의 내부표면(7)은 저부(2)로부터 상부까지 반대 구배를 가지는 것을 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
18. 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 7항, 제 9항, 또는 제16항중 어느 한 항에 있어서, 스리브(1)는 그의 상단부가 열려 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
19. 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 7항, 제 9항, 또는 제16항중 어느 한 항에 있어서, 스리브(1)는 그의 상단부가 덮개(3)에 의하여 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
20. 제19항에 있어서, 덮개(3)는 평탄하거나 반구형인 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
21. 제19항에 있어서, 덮개(3)는 스리브(1)와 일체로 형성되어 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
22. 제19항에 있어서, 덮개(3)는 덮개(3)의 하부측과 일체로 형성되어 있거나 상기 하부측에 고정된 윌리암스중자(5)를 가지는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
23. 제19항에 있어서, 리브들(6)은 발열성분, 발열 및 단열성분 혹은 단열성분을 가지는 재료로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
24. 제23항에 있어서. 스리브(1)의 나머지 부분은 리브들(6)과 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압탕스리브.
25. 제 1항 내지 제 5항중의 어느 하나의 항에 의한 압탕스리브에 의하여 용융금속을 주조하는 방법에 있어서, 상기 압탕스리브에 의하여 보정되는 압탕공동을 가지는 주형에로 용융 금속이 주조되는 것을 특징으로 하는 용융금속을 주조하는 방법.

Images