KR102655557B1

KR102655557B1 - 주조제품 제조방법

Info

Publication number: KR102655557B1
Application number: KR1020230134128A
Authority: KR
Inventors: 임민종
Original assignee: 주식회사 명성특수합금
Priority date: 2023-10-10
Filing date: 2023-10-10
Publication date: 2024-04-08

Abstract

본 발명은 주조제품 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 정밀하고 안전하게 주조제품을 제조할 수 있는 주조제품 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 다수의 조형상자 각각에 모형을 구성하는 유닛들을 설치하고 주물사를 채워 다수의 형틀을 제조하는 단계(S11), 및 다수의 형틀을 포개어 사형을 형성하는 단계(S12)를 포함하는 사형제조단계(S1); 상기 사형에 용융 금속을 주입하는 주조단계(S2); 상기 주조 단계(S2)에서 제조된 주물과 상기 사형을 분리하는 분리단계(S3); 및 쇼트기를 이용하여 상기 주물의 표면을 가공하는 후처리단계(S4);를 포함한다.

Description

주조제품 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING CAST PRODUCT}

본 발명은 주조제품 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 정밀하고 안전하게 주조제품을 제조할 수 있는 주조제품 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주조는 용해된 금속을 주형 내에 주입하고 응고시켜서 일정한 형상을 가지는 금속 제품으로 만드는 과정을 말한다.

상기한 주조는 상기 주형의 종류에 따라 분류되는데, 일반적으로 사형주조, 금형주조 등으로 분류되는데, 여기에서 금형주조란 금속으로 형성된 금형에 용융 금속을 투입하는 주조 방이고, 사형주조는 주물사와 같은 모래를 이용하여 주형을 만들어 주조를 수행하는 공정을 의미한다.

일반적으로 상기한 사형주조는 조형상자에 모형을 설치한 뒤, 조형상자에 주물사를 채워 사형을 만들고 사형과 모형을 분리하여 제조된 상기 사형에 용탕 금속을 주입하여 수행한다.

한편, 종래의 기술인 등록특허 제10-2370907호(이하 종래기술)는 고속급랭 사형주조 방법 및 주조용 사형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조할 제품의 형상에 대응하는 주형 상에 주물사를 채워 상측 사형 및 하측 사형을 제작하는 단계, 상기 상측 사형 및 상기 하측 사형에 살빼기부를 형성하는 단계, 중공이 형성된 코어를 상기 상측 사형 및 상기 하측 사형 간에 세팅하는 단계, 상기 상측 사형 및 상기 하측 사형을 합형하는 단계 및 상기 상측 사형에 형성된 주입구를 통해 용탕을 주입하고, 상기 상측 사형 및 상기 하측 사형을 냉각시키는 단계를 포함하는 고속급랭 사형주조 방법으로서, 본 발명에 의하면, 사형주조의 단점인 급랭이 가능하게 하도록 한 것이다.

그러나 이러한 종래기술은 공정 중에서 특정 물체 또는 작업자 등과 사형이 충돌할 경우 사형이 흐트러져 정밀하고 안전하게 주물제품을 제조할 수 없다는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사형을 고정하여 흔들리지 않은 상태로 정밀하고 안전하게 주조 공정을 수행할 수 있는 주조제품 제조방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.

다수의 조형상자 각각에 모형을 구성하는 유닛들을 설치하고 주물사를 채워 다수의 형틀을 제조하는 단계(S11), 및 다수의 형틀을 포개어 사형을 형성하는 단계(S12)를 포함하는 사형제조단계(S1); 상기 사형에 용융 금속을 주입하는 주조단계(S2); 상기 주조 단계(S2)에서 제조된 주물과 상기 사형을 분리하는 분리단계(S3); 및 쇼트기를 이용하여 상기 주물의 표면을 가공하는 후처리단계(S4);를 포함하고, 다수의 조형상자 중 바닥에 배치되는 어느 하나(이하 제1조형상자)는 상하 방향을 따 관통공이 형성된 제1메인프레임, 상기 제1메인프레임 측면에서 측방향으로 돌출되는 제1플레이트 및 상기 제1플레이트에 형성된 제1볼트공을 포함한다.

또한 다수의 조형상자 중 상기 제1조형상자보다 상측에 배치되는 다른 하나(이하 제2조형상자)는, 상하 방향을 따라 관통공이 형성된 제2메인프레임, 상기 제2메인프레임 측면에서 측방향으로 돌출되는 제2플레이트 및 상기 제2플레이트에 형성된 제2볼트공을 포함할 수 있다.

또한 상기 사형제조단계(S1)는, 상기 (S12) 단계 이후에, 볼트부재를 상기 제1볼트공과 제2볼트공에 삽입하여 상기 제1조형상자와 상기 제2조형상자를 상호 결합시키는 단계(S13);를 더 포함하고, 상기 조형상자의 폭 방향과 평행한 상기 제2플레이트의 제1방향 길이는, 상기 제1플레이트의 제1방향 길이보다 작고, 상기 제1플레이트는, 평면상에서 봤을 때, 상기 제1메인프레임의 측부에서 측방향으로 연장된 제1연장변, 상기 제1메인프레임의 측부에서 측방향으로 연장되되 상기 제1연장변보다 우측에 배치되는 제2연장변, 상기 제1연장변에서 측방향으로 연장되되 우측으로 만곡된 제1만곡변, 상기 제2연장변에서 측방향으로 연장되되 좌측으로 만곡된 제2만곡변, 및 상기 제1만곡변의 우측단과 상기 제2만곡변의 좌측단을 연결하는 연결변을 포함하고, 상기 제1메인프레임은, 상기 측 방향과 직교되는 폭 방향을 따라 마주보고 배치되는 한 쌍의 제1프레임, 및 상기 제1프레임들의 내측 하부를 연결하는 연결프레임을 더 포함할 수 있다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 물품의 사형을 고정하여 흔들리지 않은 상태로 정밀하고 안전하게 주조 공정을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조제품 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 조형상자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 조형상자와 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1조형상자의 평면도이다.
도 5는 쇼트기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 주물제품을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 추가 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조제품 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. 도 2는 조형상자를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 조형상자와 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 제1조형상자의 평면도이다. 도 5는 쇼트기를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 주물제품을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 주조제품 제조방법은 용탕 금속을 이용하여 주조제품을 제조하는 방법으로서, 이하에서는 설명의 편의상 '본 방법'이라 칭하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 방법(주조제품 제조방법)은 사형제조단계(S1), 주조단계(S2), 분리단계(S3), 및 후처리단계(S4)를 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 사형제조단계(S1)는 다수의 조형상자(1) 각각에 모형을 구성하는 유닛들을 설치하고 주물사를 채워 다수의 형틀을 제조하는 단계(S11)를 포함한다.

상기한 모형은 본 방법에 의해 제조되는 주물제품과 상응하는 형상을 가질 수 있으며, 예시적으로 목재 재질로 형성된 목형일 수 있다.

상기한 모형은 다수의 유닛들로 분리되고, 상기한 다수의 유닛들이 합쳐져 상기한 모형을 이룰 수 있다.

상기한 유닛들의 개수는 다수의 조형상자(1)의 개수에 상응할 수 있다.

예시적으로 다수의 조형상자(1)가 상형과 하형의 2개로 이루어질 경우 모형은 2개로 분할되어 제1유닛 및 제2유닛으로 이루어질 수 있고, 제1유닛과 제2유닛 각각이 상형과 하형에 설치될 수 있다.

상기한 (S11) 단계에서 제조되는 다수의 형틀들은 주물사가 굳어져 형성된 것이다.

사형제조단계(S1)는 다수의 형틀 각각과 다수의 유닛들 각각을 분리하는 모형제거단계를 포함할 수 있다.

상기 모형제거단계는 (S11) 단계 이후에 수행되고, 후술하는 (S12) 단계 이전에 수행될 수 있다.

상기한 (S11) 단계와 (S12) 단계는 공지된 기술로서 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

사형제조단계(S1)는 다수의 형틀을 포개어 사형(2)을 형성하는 단계(S12)를 포함한다.

상술하였듯이 주물사는 상기한 조형상자(1)에 채워진다고 하였는데, 다수의 조형상자(1)들을 포개어 다수의 형틀을 포갤 수 있다.

다수의 조형상자(1)(조형상자부) 중 바닥에 배치되는 어느 하나(이하 제1조형상자(11)는 상하 방향을 따라 관통공이 형성된 제1메인프레임(111)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 제1메인프레임(111)은 폭 방향을 따라 마주보고 배치되는 한 쌍의 제1프레임(111a), 및 상기 제1프레임(111a)의 단부들을 각각 연결하는 한 쌍의 제2프레임(111b)을 포함할 수 있다.

예시적으로 한 쌍의 제2프레임(111b) 중 어느 하나는 제1프레임(111a)들의 전단을 연결하고, 다른 하나는 제1프레임(111a)들의 후단을 연결할 수 있다.

여기에서 전방은 도 4를 기준으로 하측 방향을 의미하고, 후방은 도 4를 기준으로 상측 방향을 의미하는데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.

제1프레임(111a)은 제1조형상자(11)의 길이 방향을 설정하는 것으로서, 도 4를 기준으로 상하 방향의 길이를 가질 수 있다.

제1조형상자(11)의 폭 방향은 상기 길이 방향에 대하여 평면상에서 직교되는 방향으로 도 4를 기준으로 좌우 방향을 의미하는데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.

이때 제1조형상자(11)는 상기 제1메인프레임(111)의 측면에서 측방향으로 돌출되는 제1플레이트(112), 및 상기 제1플레이트(112)에 형성된 제1볼트공(113)을 포함할 수 있다.

상기한 제1플레이트(112)는 상기한 제2프레임(111b)에서 전방 또는 후방으로 돌출 되는 것일 수 있으며, 상기한 제1볼트공(113)은 상기한 제1플레이트(112)의 상면과 하면을 관통하도록 형성될 수 있다.

상기한 제1볼트공(113)는 볼트부재(B)가 관통되는 구멍으로서, 상술한 바와 같이, 제1조형상자(11)가 제1플레이트(112)와 제1볼트공(113)을 포함함으로써, 제1조형상자(11)를 바닥이나 또는 후술하는 제2조형상자(12)들에 결합시킬 수 있어, 사형(2)의 흔들림을 억제하여 정밀하고 안전하게 주조 공정을 수행할 수 있다는 이점이 있다.

조 2 및 도 3을 참조하면, 다수의 조형상자(1) 중 제1조형상자(11)보다 상측(도 4를 기준으로 평면측)에 배치되는 다른 하나(이하 제2조형상자(12))는, 상하 방향을 따라 관통공이 형성된 제2메인프레임(121)을 포함할 수 있다.

상기 제2메인프레임(121)은 상기한 제1메인프레임(111)에서 후술하는 연결프레임(111c)을 제외한 구성들(제1프레임(111a), 제2프레임(111b))과 상응하는 구성들을 포함하고 있다.

상기 제2조형상자(12)는 상기 제2메인프레임(121)의 측면에서 측방향으로 돌출되는 제2플레이트(122), 및 상기 제2플레이트(122)에 형성된 제2볼트공(123)을 포함할 수 있다.

상기한 제2플레이트(122)는 상기한 제1플레이트(112)보다 상측에 배치되고, 상기한 제2볼트공(123) 또한 상기한 제1볼트공(113)보다 상측에 배치될 수 있다.

이때 사형제조단계(S1)는 상기 (S12) 단계 이후에, 상기 볼트부재(B)를 상기 제1볼트공(113)과 상기 제2볼트공(123)에 삽입하여 상기 제1조형상자(11)와 상기 제2조형상자(12)를 상호 결합시키는 단계(S13)를 포함할 수 있다.

상기한 제1조형상자(11) 또는 상기 제2조형상자(12)는 상기 제1플레이트(112) 또는 상기 제2플레이트(122)에 구비되어 상기 볼트부재(B)와 나사 체결되는 너트부재를 포함할 수 있다.

이를 통해, 상기한 제1조형상자(11)와 상기 제2조형상자(12)는 흔들림이 제한되도록 상호 결합되어, 형틀들이 사형(2)을 이루도록 할 수 있으며, 사형(2)을 보다 정밀하고 안전하게 형성되어 주조 공정을 안전하고 정밀하게 수행할 수 있도록 한다.

도 3을 참조하면, 상기 제2플레이트(122)의 제1방향 길이는, 상기 제1플레이트(112)의 제1방향 길이보다 작을 수 있다. 상기한 제1방향 길이는 상기 폭 방향과 평행한 방향이다.

이를 통해 주물사가 제2플레이트(122)에만 쌓이지 않고 제1플레이트(112)에도 쌓이도록 하여 주물사에 의한 하중 분산을 할 수 있어, 제2플레이트(122)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1플레이트(112)는 평면상에서 봤을 때, 상기 제1메인프레임(111)의 측부에서 측방향으로 연장된 제1연장변(112a), 제1메인프레임(111)의 측부에서 측방향으로 연장되되 상기 제1연장변(112a)보다 우측에 배치되는 제2연장변(112b)을 포함할 수 있다.

여기에서 우측이란 도 4를 기준으로 우측을 의미하며, 후술하는 좌측은 도 4를 기준으로 좌측을 의미한다.

또한 제1플레이트(112)는 상기 제1연장변(112a)에서 측방향으로 연장되되 우측으로 만곡된 제1만곡변(112c), 상기 제2연장변(112b)에서 측방향으로 연장되되 좌측으로 만곡된 제2만곡변(112d), 및 상기 제1만곡변(112c)의 우측단과 제2만곡변(112d)의 좌측단을 연결하는 연결변(112e)을 포함할 수 있다.

제1플레이트(112)가 제1만곡변(112c)과 제2만곡변(112d)을 포함하여 제1메인프레임(111)에서 돌출되는 제1플레이트(112)의 첨예한 부분을 제거하여 보다 안전성을 부가할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1메인프레임(111)은 상기 제1프레임(111a)들의 내측(주물사가 채워지는 공간 측) 하부를 연결하는 연결프레임(111c)을 포함할 수 있다.

이를 통해 길이를 설정하는 제1프레임(111a)들이 하중에 의해 변형되는 것을 억제할 수 있다.

주조단계(S2)는 상기 사형(2)에 용융 금속을 주입하는 단계이다. 본 방법은 상기 주조단계(S2) 이전에 금속을 용융 시켜 용융 금속을 제조하는 용융 단계를 더 포함할 수 있다.

용융 금속은 주조단계(S2)에서 사형(2)에 주입되어 냉각됨에 따라 상기한 모형과 상응하는 형상으로 주조되어 주물로 제조될 수 있다.

분리단계(S3)는 주조단계(S2)에서 제조된 주물과 상기 사형(2)을 분리하는 단계이다.

먼저 분리단계(S3)는 조형상자(1)와 사형(2)을 분리하는 공정을 포함할 수 있다.

이후에 상기 분리단계(S3)는 상기한 사형(2)을 으깨어 부숨에 따라 사형(2)과 주물을 분리하는 공정을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 후처리단계(S4)는 쇼트기(3)를 이용하여 상기 주물의 표면을 가공하는 단계이다.

쇼트기(3)는 상기한 주물이 수용되는 하우징과, 상기 하우징에 금속 입자를 분사하는 분사장치 등을 포함할 수 있다.

쇼트기(3)는 공지된 기술로서, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

삭제

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

조형상자: 1 제1조형상자: 11
제1메인프레임: 111 제1프레임: 111a
제2프레임: 111b 연결프레임: 111c
제1플레이트: 112 제1연장변: 112a
제2연장변: 112b 제1만곡변: 112c
제2만곡변: 112d 연결변: 112e
제2조형상자: 12 제2메인프레임: 121
제2플레이트: 122 제2볼트공: 123
제3조형상자: 13 사형: 2
쇼트기: 3

Claims

다수의 조형상자 각각에 모형을 구성하는 유닛들을 설치하고 주물사를 채워 다수의 형틀을 제조하는 단계(S11), 및 다수의 형틀을 포개어 사형을 형성하는 단계(S12)를 포함하는 사형제조단계(S1);
상기 사형에 용융 금속을 주입하는 주조단계(S2);
상기 주조 단계(S2)에서 제조된 주물과 상기 사형을 분리하는 분리단계(S3); 및
쇼트기를 이용하여 상기 주물의 표면을 가공하는 후처리단계(S4);
를 포함하고,
다수의 조형상자 중 바닥에 배치되는 어느 하나(이하 제1조형상자)는 상하 방향을 따 관통공이 형성된 제1메인프레임, 상기 제1메인프레임 측면에서 측방향으로 돌출되는 제1플레이트 및 상기 제1플레이트에 형성된 제1볼트공을 포함하고,
다수의 조형상자 중 상기 제1조형상자보다 상측에 배치되는 다른 하나(이하 제2조형상자)는, 상하 방향을 따라 관통공이 형성된 제2메인프레임, 상기 제2메인프레임 측면에서 측방향으로 돌출되는 제2플레이트 및 상기 제2플레이트에 형성된 제2볼트공을 포함하며,
상기 사형제조단계(S1)는,
상기 (S12) 단계 이후에, 볼트부재를 상기 제1볼트공과 제2볼트공에 삽입하여 상기 제1조형상자와 상기 제2조형상자를 상호 결합시키는 단계(S13); 를 더 포함하고,
상기 조형상자의 폭 방향과 평행한 상기 제2플레이트의 제1방향 길이는, 상기 제1플레이트의 제1방향 길이보다 작고,
상기 제1플레이트는,
평면상에서 봤을 때, 상기 제1메인프레임의 측부에서 측방향으로 연장된 제1연장변, 상기 제1메인프레임의 측부에서 측방향으로 연장되되 상기 제1연장변보다 우측에 배치되는 제2연장변, 상기 제1연장변에서 측방향으로 연장되되 우측으로 만곡된 제1만곡변, 상기 제2연장변에서 측방향으로 연장되되 좌측으로 만곡된 제2만곡변, 및 상기 제1만곡변의 우측단과 상기 제2만곡변의 좌측단을 연결하는 연결변을 포함하고,
상기 제1메인프레임은,
상기 측 방향과 직교되는 폭 방향을 따라 마주보고 배치되는 한 쌍의 제1프레임, 상기 제1프레임의 단부들을 각각 연결하는 한 쌍의 제2프레임 및 상기 제1프레임들의 내측 하부를 연결하는 연결프레임을 더 포함하고,
상기 한 쌍의 제2프레임 중 어느 하나는 상기 제1프레임들의 전단을 연결하고, 다른 하나는 상기 제1프레임들의 후단을 연결하고,
상기 연결프레임은 상기 제1프레임들의 내측 하부를 연결하여 하중에 의해 변형되는 것을 억제할 수 있는 것을 특징으로 하는 주조제품 제조방법.
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