KR20240059973A - 몰드 내 가스를 빼는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 몰드 내 가스를 빼는 방법으로서, 사란 호스의 일단을 상기 몰드 내부에 구비된 심금 또는 상기 심금 주변부에 배치하고 사란 호스의 타단을 몰드 외부로 노출시킨 후 몰드 공간으로 용탕을 주입하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 몰드 내 가스를 빼는 방법에 관한 것으로, 특히, 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 가스를 몰드로부터 빼는 방법에 관한 것이다.
몰드에 용탕을 주입하여 성형품을 제조하는 경우 용탕 주입에 따라 몰드 내부에서 가스가 발생하게 된다. 발생한 가스는 성형품에 핀홀 결함 또는 블로우홀 결함과 같은 문제를 발생시키거나 후처리 시 PT결함(침투탐상검사 결과 확인되는 결함)을 발생시키게 된다.
이에 따라 몰드에 배기구를 형성하여 가스를 배출시키거나 가스를 배출할 수 있는 장치를 설치하기도 한다. 이와 관련하여 한국등록특허 제 2180690 호는 금형의 배기관에 구성되어 성형공간으로 용융물을 주입 시 발생하는 가스를 외부로 배출시키도록 하는 주물 금형용 벤틸레이터에 대한 발명을 개시하고 있고, 한국등록특허 제 6952837 호는 캐비티 안의 가스를 용이하게 배출할 수 있도록 높은 개구율을 가지는 가스 배출 구조체를 제공한다.
그러나 배기구를 형성하는 경우 배기구가 막히는 문제가 빈번하게 일어나고 위와 같은 가스 배출 장치의 경우 추가적인 장치를 구비해야 하므로 기존의 설비에 적용이 어렵고 비용이 발생하게 된다.
본 발명의 몰드 내 가스를 빼는 방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 몰드 내 가스를 빼는 방법으로서, 사란 호스의 일단을 상기 몰드 내부에 구비된 심금 또는 상기 심금 주변부에 배치하고 사란 호스의 타단을 몰드 외부로 노출시킨 후 몰드 공간으로 용탕을 주입하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 가스를 빼는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 몰드 내 가스를 빼는 방법으로서, 사란 호스의 일단을 상기 몰드 내부에 구비된 심금 또는 상기 심금 주변부에 배치하고 상기 사란 호스의 타단을 몰드 외부로 노출시킨 후 몰드 공간으로 용탕을 주입하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 사란 호스는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 사란 호스는 직경이 1 내지 50, 3 내지 30 mm, 또는 5 내지 20 mm일 수 있다.
그리고, 상기 용탕은 1300 내지 1800 ℃, 1350 내지 1700 ℃, 또는 1400 내지 1650 ℃일 수 있다.
그리고, 상기 몰드는 플라스크로 둘러 싸인 것이고, 상기 사란 호스의 타단은 상기 플라스크 외부로 노출시킬 수 있다.
그리고, 상기 플라스크는 상부 플라스크와 하부 플라스크로 이루어지고, 상기 사란 호스의 타단은 상부 플라스크와 하부 플라스크 사이로 빠져 나와 플라스크 외부로 노출될 수 있다.
그리고, 상기 상부 플라스크와 하부 플라스크는 서로 접하는 면에 상기 사란 호스를 놓을 수 있도록 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스는 몰드를 구성하는 성분과 몰드에 내포된 경화제의 반응에 의해 발생되는 가스일 수 있다.
그리고, 상기 가스는 가연성 가스일 수 있다.
그리고, 상기 가스는 H2O, CO, CO2, H2, N2, CH4, 또는 C2H6를 포함할 수 있다.
또한, 상기 몰드를 구성하는 성분은 페놀수지일 수 있다.
그리고, 상기 몰드는 주물사로 이루어진 것일 수 있다.
그리고, 상기 경화제는 유기 에스테르계 경화제일 수 있다.
또한, 상기 사란 호스는 용탕 주입 후 연소될 수 있다.
그리고, 상기 성형품은 주조품일 수 있다.
본 발명의 몰드 내 가스를 빼는 방법에 따르면 몰드 내부에 발생하는 가스를 간단하고 효과적으로 배출시킬 수 있으므로 제품의 핀홀 결함이나 블로우홀 결함을 현저히 줄일 수 있고 가공 시 가스로 인한 결함이나 후처리시 PT결함(침투탐상검사 결과 확인되는 결함)을 줄여 많은 작업 공수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 몰드 내부 심금에 고정한 모습이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 몰드 외부로 노출시킨 모습이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 플라스크 외부로 노출시킨 모습이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 상부 플라스크와 하부 플라스크 사이로 노출시킨 모습이다.
도 5는 종래 기술로서 가스를 뺄 수 있도록 몰드와 플라스크에 홈을 형성시킨 모습이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 몰드 외부로 노출시킨 모습이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 플라스크 외부로 노출시킨 모습이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 사란 호스를 상부 플라스크와 하부 플라스크 사이로 노출시킨 모습이다.
도 5는 종래 기술로서 가스를 뺄 수 있도록 몰드와 플라스크에 홈을 형성시킨 모습이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
다만, 아래는 특정 실시예들을 예시하여 상세히 설명하는 것일 뿐, 본 발명은 다양하게 변경될 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에, 예시된 특정 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 출원에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, '포함하다', '함유하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소(또는 구성성분) 등이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 몰드 내 가스를 빼는 방법으로서, 사란 호스의 일단을 상기 몰드 내부에 구비된 심금 또는 상기 심금 주변부에 배치하고 사란 호스의 타단을 몰드 외부로 노출시킨 후 몰드 공간(주형 공간)으로 용탕을 주입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 몰드 내 공간에 용융 금속인 용탕을 주입한 후 응고시켜 성형품인 주조품을 제조할 경우에 몰드 내 발생하는 가스를 제거하여 최종 성형품의 품질을 향상시키기 위한 것일 수 있다. 상기 주조품은 주철 주조품, 주강 주조품 등의 철 주조품일 수 있다.
상기 몰드는 주물사로 제조된 사형일 수 있고, 주물사, 점결제, 및 경화제를 혼련하여 경화시킨 것일 수 있다. 상기 주물사는 규사, 지르콘사, 올리빈사, 크로마이트사, 또는 알루미나사일 수 있고, 상기 점결제는 페놀 수지, 바람직하게는 알칼리 페놀 수지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
몰드에 내포되는 경화제는 주물사로 제조된 몰드에 사용되는 경화제이면 제한되지 않으나, 상기 경화제는 유기 에스테르계 경화제일 수 있고, 구체적으로는 폴리프로필렌 카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 트리아세틴(Triacetin, TA), 또는 이염기성 에스테르(Dibasic Ester, DBE)일 수 있다.
몰드에 용탕을 주입함에 따라 상기 주물사, 점결제와 같은 몰드를 구성하는 성분과 몰드에 내포된 경화제가 열에 의해 반응하여 가스가 발생할 수 있다. 발생한 가스는 성형품에 핀홀 결함 또는 블로우홀 결함과 같은 문제를 발생시키거나 후처리 시 PT결함(침투탐상검사 결과 확인되는 결함)을 발생시키게 된다. 본 발명에 있어서 상기 가스는 H2O, CO, CO2, H2, N2, CH4, 또는 C2H6를 포함할 수 있으며, 가연성 가스일 수 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위한 것으로 사란 호스를 통해 가스를 배출하도록 한 것이다.
사란 호스는 호스 벽이 주물사는 통과할 수 없으나 기체가 통과할 수 있는 조직을 가진 것을 특징으로 하는 호스로서, 몰드 내부에서 발생하는 가스가 사란 호스의 일단, 즉 유입구 뿐만 아니라 호스벽으로도 유입될 수 있다. 따라서 본 발명의 몰드 내 가스를 빼는 방법에 따르면 호스 내부로 가스가 효과적으로 유입될 수 있으며 내부로 유입된 가스는 호스를 통해 이송되어 몰드 밖으로 배출될 수 있다.
상기 사란 호스의 일단은 가스의 유입구일 수 있고, 상기 사란 호스의 타단은 호스의 다른 쪽 끝으로서 가스의 배출구가 될 수 있다. 본 발명의 사란 호스는 호스벽이 그물망 타입 또는 메쉬 타입으로 이루어진 호스인 것을 특징으로 한다. 이를 통해 호스벽을 통해 기체가 통과할 수 있고 가스의 유입 및 유출을 용이하게 하도록 한다.
본 발명의 사란 호스는 폴리프로필렌(PP)또는 폴리에스테르(PE) 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 사란 호스의 직경은 1 내지 50 mm, 3 내지 30 mm, 또는 5 내지 20 mm일 수 있다. 사란 호스의 직경이 상기 범위 미만인 경우 가스를 빼는데 효율성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우에도 사란 호스가 찌그러져서 가스 빼기 효율성이 저하될 수 있다.
상기 사란 호스는 1 개 이상을 배치할 수 있다. 특히 상기 사란 호스는 2 개의 사란 호스를 서로 꼬은 것일 수 있다. 상기 심금은 몰드 내부에 1 이상 구비될 수 있다. 사란 호스는 심금 또는 심금 주변부에 배치될 수 있으며 심금에 고정시킬 수도 있다.
그리고, 몰드 공간(주형 공간)으로 유입되는 용탕은 용융 금속으로, 일 실시예로서 액체 상태의 철일 수 있다. 또한 상기 용탕의 온도는 1300 내지 1800 ℃, 1350 내지 1700 ℃, 또는 1400 내지 1650 ℃일 수 있다. 상기 범위의 용탕이 주입될 때 몰드 내부에서 전술한 가스가 발생된다. 용탕은 중력을 이용해 주입하는 중력 주조법, 용탕에 압력을 걸어 주입하는 저압 주조법 또는 진공 주조법에 의해 주입될 수 있고, 특히 중력 주조 시 본 발명이 적절하게 적용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 몰드는 플라스크(주형 상자)로 둘러 싸인 것일 수 있으며 이 경우 상기 사란 호스의 타단은 상기 플라스크 외부로 노출될 수 있다. 즉, 사란 호스는 플라스크를 통과하여 바깥으로 노출됨에 따라 몰드 내부에서 호스로 유입된 가스가 몰드로부터 빠져 나올 수 있다. 플라스크의 형태는 제한되지 않으며 사란 호스는 플라스크의 어떤 면으로도 나오도록 설계할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 플라스크는 몰드를 둘러 싸는 하부 플라스크와 하부 플라스크(Drag flask) 위로 적층되는 상부 플라스크(Cope flask)로 이루어질 수 있고, 상기 사란 호스의 타단은 상부 플라스크와 하부 플라스크 사이로 빠져 나와 플라스크 외부로 노출될 수 있다. 이 경우 상기 상부 플라스크와 하부 플라스크는 서로 접하는 면에 상기 사란 호스를 놓을 수 있도록 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 사란 호스는 용탕 주입 후에 연소될 수 있다. 용탕 주입 후 주물사가 열에 의해 연소될 수 있고 이때 몰드 내부에 구비된 사란 호스가 연소될 수 있다. 호스가 연소됨에 따라 몰드 내부 호스가 존재하던 공간에 홀이 생길 수 있으며 이 홀을 통해서도 가스가 배출될 수 있다. 용탕이 완전히 굳기 전 호스가 연소됨에 따라 상기 홀은 메워질 수 있으며 최종 성형품에 결함을 남기지 않을 수 있다. 또한 몰드 내부 뿐만 아니라 바깥으로까지 노출된 호스도 모두 고온의 가스에 의해 연소되어 추가로 호스를 제거하는 공정이 필요하지 않다.
본 발명의 일 실시예로서, 도 1은 사란 호스 2 개를 서로 꼬아 몰드 내부에 구비되어 있는 심금에 철사로 고정시켜 배치시킨 모습을 나타낸다. 도 2와 같이 배치시킨 사란 호스는 몰드 외부로 노출시킨다. 이때 호스를 빼 내기 위하여 몰드에 홀이 형성될 수 있다. 이후 도 3과 같이 몰드의 벽면을 하부 플라스크로 감싸고 호스를 하부 플라스크 위쪽으로 빠져 나올 수 있도록 하고, 도 4와 같이 상부 플라스크를 덮어 최종적으로 사란 호스가 몰드 내부에서부터 외부로 연결되도록 한다. 도 5와 같이 사란 호스를 사용하지 않고 홈을 통해 가스가 빠지도록 하는 경우에는 상부 플라스크와 하부 플라스크를 합치는 합형과정에서 홈이 막히는 경우가 쉽게 발생하나, 본 발명과 같이 사란 호스 경우 가스를 효과적으로 빼 낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (4)
- 몰드를 이용하여 성형품을 생산하는 경우에 몰드 내 가스를 빼는 방법으로서, 사란 호스의 일단을 상기 몰드 내부에 구비된 심금 또는 상기 심금 주변부에 배치하고 상기 사란 호스의 타단을 몰드 외부로 노출시킨 후 몰드 공간으로 용탕을 주입하는 것을 특징으로 하는, 몰드 내 가스를 빼는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가스는 몰드를 구성하는 성분과 몰드에 내포된 경화제의 반응에 의해 발생되는 가스인 것을 특징으로 하는, 몰드 내 가스를 빼는 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 몰드를 구성하는 성분은 페놀수지인 것을 특징으로 하는, 몰드 내 가스를 빼는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 사란 호스는 용탕 주입 후 연소되는 것을 특징으로 하는, 몰드 내 가스를 빼는 방법.
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