KR100704074B1

KR100704074B1 - Casting apparatus and process low-pressure

Info

Publication number: KR100704074B1
Application number: KR1020050123587A
Authority: KR
Inventors: 이효건
Original assignee: 대림기업 주식회사; 이효건; 이태훈
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-04-06

Abstract

본 발명은 고품질의 주물소재를 생산할 수 있도록 한 진공가압 저압주조 장치에 관한 것이다. 구체적으로 내부에 성형공간을 가지는 금형과, 상기 금형 아래에 위치하며 일정량의 용탕을 저장하는 보온로 및 상기 보온로와 금형을 연결하며 보온로내의 용탕을 금형내로 주입시키는 피딩튜브를 포함하는 저압주조장치에 있어서, 상기 보온로에 저장되어 있는 용탕은 상기 금형내 성형공간의 기체를 흡입하는 진공유닛의 진공압력과, 상기 보온로로 공기를 가압하는 공기가압유닛의 공기압력으로 상기 피딩튜브를 거쳐 금형내 성형공간으로 주입되도록 함을 특징으로 하는 진공가압 저압주조장치를 제시한다.The present invention relates to a vacuum pressurized low pressure casting device capable of producing high quality casting materials. Specifically, a low pressure casting comprising a mold having a molding space therein, a heating furnace positioned below the mold and storing a predetermined amount of molten metal, and a feeding tube connecting the heating furnace and the mold and injecting the molten metal in the heating furnace into the mold. In the apparatus, the molten metal stored in the heat insulating furnace is passed through the feeding tube at the vacuum pressure of the vacuum unit for sucking the gas in the molding space in the mold and the air pressure of the air pressure unit for pressurizing the air into the heating furnace. It proposes a vacuum pressurized low pressure casting apparatus characterized in that the injection into the molding space in the mold.

진공가압 저압주조 장치, 금형, 보온로, 진공유닛, 공기가압유닛 Vacuum Press Low Pressure Casting Machine, Mold, Insulation Furnace, Vacuum Unit, Air Press Unit

Description

Casting apparatus and process low-pressure

도 1은 본 발명에 따른 진공가압 저압주조장치의 전체구조를 도시한 도면.1 is a view showing the overall structure of a vacuum pressure low pressure casting device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 진공유닛과 공기가압유닛을 통해 금형에 가해지는 진공압력과 보온로에 가해지는 공기압력을 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the vacuum pressure applied to the mold and the air pressure applied to the heating furnace through the vacuum unit and the air pressure unit according to the present invention.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 보온로의 구조를 상세하게 도시한 도면3 is a view showing in detail the structure of the thermal insulation furnace shown in FIG.

도 4는 진공가압 저압주조장치의 동작과정을 순차적으로 도시한 도면.Figure 4 is a view showing in sequence the operation of the vacuum pressure low pressure casting apparatus.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 금형 12: 성형공간10: mold 12: molding space

20: 보온로 30: 진공유닛20: heating furnace 30: vacuum unit

50: 공기가압유닛 80: 보온실50: air pressure unit 80: heat insulation chamber

94: 가압실 102: 보온실94: pressure chamber 102: thermal insulation chamber

본 발명은 저압주조장치에 관한 것으로서, 특히 금형내로 공급되는 용탕을 진공흡입 및 공기가압을 통해 이루어지도록 하여 고품질의 주물소재를 생산할 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low pressure casting apparatus, and more particularly, to a vacuum pressure low pressure casting apparatus and a method for producing a high quality casting material by performing molten metal supplied into a mold through vacuum suction and air pressurization.

잘 알려진 바와 같이, 저압주조는 용융금속을 형틀의 하부에서 저압으로 서서히 주입하여 응고시키는 기술을 말하는 것으로서, 주조결함과 산화물등의 이물질 혼입이 적고, 정밀한 주조품의 제조가 가능하다는 장점으로 인해 엔진블록, 실린더헤드등의 제조에 주로 사용되는 공법이다.As is well known, low pressure casting refers to a technique of slowly injecting molten metal at a low pressure from the bottom of a mold to solidify it. This is the method mainly used for manufacturing cylinder heads.

한편, 상기 저압주조와 관련한 종래 일반적인 구조는 내부에 성형공간 즉, 케비티(cavity)를 가지는 금형과, 상기 금형 아래에 위치하며 일정량의 용탕이 저장되는 보온로 및 상기 보온로로 일정압력의 공기를 공급하는 공기가압유닛을 구비한다. On the other hand, the conventional general structure related to the low-pressure casting is a mold having a molding space, that is, a cavity (cavity) therein, a heat insulating furnace and a heat insulating furnace in which a predetermined amount of molten metal is stored below the mold and the air of a constant pressure It is provided with an air pressure unit for supplying.

즉, 상기한 구조의 저압주조장치는 공기가압유닛을 통해 일정압력의 공기를 보온로로 공급하면 보온로에 저장되어 있는 용탕은 공기의 가압으로 주입구를 통해 금형내로 공급되고, 일정시간의 응고과정을 거친 후, 금형을 개방하여 제품을 취출하는 동작을 행하게 된다.That is, in the low pressure casting device having the above-described structure, when air of a predetermined pressure is supplied to the heat keeping furnace through the air pressure unit, the molten metal stored in the heat keeping furnace is supplied into the mold through the injection port by pressurizing the air, and the solidification process for a predetermined time. After passing through, the mold is opened to take out the product.

하지만 종래 저압주조장치는 사용과정에서 다음과 같은 문제점을 야기시키게 된다.However, the conventional low pressure casting device causes the following problems in use.

첫 번째로 종래 저압주조장치는 단순히 공기의 압력에 의해서만 용탕이 금형내로 공급되도록 구성함에 따라, 만일 공기의 압력량을 균일하게 설정하지 못할 경우에는 용탕의 공급량 역시 불균일하게 이루어짐으로서 제품불량률이 높아지는 문 제점이 있다.First, the conventional low pressure casting device is configured to supply the molten metal into the mold only by the pressure of the air, so that if the pressure of the air cannot be set uniformly, the supply of the molten metal is also made nonuniform, resulting in a high product defect rate. There is a problem.

두 번째로 공급되는 공기중에는 수분이 함유되어 있는 데, 이러한 수분을 제거하지 않은 상태에서 보온로로 공기를 공급하게 되면 상기 수분에 의해 용탕이 산화될 수 있다는 문제점이 있었다.Secondly, although the air is supplied with water, there is a problem that the molten metal may be oxidized by supplying air to the heating furnace without removing such water.

세 번째로 작업이 완료된 후의 금형내에는 중자(코어)의 연소에 따른 가스등이 잔류하고 있으며, 이러한 가스를 제거하지 않은 상태에서 다시 금형내로 용탕을 공급하게 되면 가스가 가지는 체적에 의해 제품에 기공등의 결함이 발생하게 되며, 따라서 낮은 연신률과 높은 기공률에 의해 고 물성치를 요구하는 부품 예를 들어 차량의 샤시부품등에는 접목시켜 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.Thirdly, after the work is completed, gas, etc., due to the combustion of the core (core) remains in the mold, and when such molten metal is supplied to the mold again without removing such gas, pores are formed in the product due to the volume of gas. As a result, the defects of the components may require high physical properties due to low elongation and high porosity, such as chassis parts of a vehicle.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 진공유닛에서 발생하는 진공압력과 공기가압유닛에서 발생하는 공기압력을 통해 용탕을 금형내로 주입시키도록 함으로서 고품질의 주물소재를 생산할 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention for solving the above problems by injecting the molten metal into the mold through the vacuum pressure generated in the vacuum unit and the air pressure generated in the air pressure unit vacuum pressure to produce a high-quality casting material The present invention provides a low pressure casting apparatus and a method.

본 발명의 다른 목적은 진공유닛을 통해 금형내에 잔류하는 가스를 제거하여 성형된 제품의 연신률을 높이고 기공률을 낮출 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a vacuum pressure low pressure casting device and a method for removing the gas remaining in the mold through the vacuum unit to increase the elongation of the molded product and lower the porosity.

본 발명의 또 다른 목적은 항상 일정한 진공도를 유지할 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a vacuum pressure low pressure casting device and a method for maintaining a constant degree of vacuum at all times.

본 발명의 또 다른 목적은 보온로로 공급되는 공기의 압력을 항시 균일하게 설정할 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a vacuum pressurized low pressure casting device and a method for setting the pressure of air supplied to the heating furnace to be uniform at all times.

본 발명의 또 다른 목적은 물성치가 향상된 주물을 생산할 수 있는 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a vacuum pressure low pressure casting device and a method for producing castings having improved physical properties.

본 발명의 또 다른 목적은 보온로의 구조를 개선하여 용탕의 온도 편차를 최소화하고, 용탕속에 포함된 수소가스농도를 최소화할 수 있도록 한 진공가압 저압주조장치 및 공법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a vacuum pressurized low pressure casting apparatus and a method for improving the structure of the thermal furnace to minimize the temperature variation of the molten metal and minimize the hydrogen gas concentration contained in the molten metal.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 성형공간을 가지는 금형과, 상기 금형 아래에 위치하며 일정량의 용탕을 저장하는 보온로 및 상기 보온로와 금형을 연결하며 보온로내의 용탕을 금형내로 통과시키는 피딩튜브를 포함하는 저압주조장치에 있어서, 상기 보온로에 저장되어 있는 용탕은 상기 금형내 성형공간의 기체를 흡입하는 진공유닛의 진공압력과, 상기 보온로로 압축공기를 주입시키는 공기가압유닛의 공기압력에 의해 상기 피딩튜브를 거쳐 금형내 성형공간으로 주입되도록 함을 특징으로 하는 진공가압 저압주조장치를 제시한다.The present invention for achieving the above object is a mold having a molding space therein, an insulating furnace located below the mold to store a certain amount of molten metal and connecting the heating furnace and the mold and passes the molten metal in the thermal furnace into the mold; In the low-pressure casting apparatus comprising a feeding tube to the molten metal, the molten metal stored in the heating furnace is the vacuum pressure of the vacuum unit for sucking the gas in the molding space in the mold and the air pressure unit for injecting compressed air into the heating furnace The present invention provides a vacuum pressurized low pressure casting apparatus, characterized in that it is injected into the molding space through the feeding tube by the air pressure.

상기 진공유닛은 진공펌프와, 상기 진공펌프의 펌핑동작으로 항상 일정한 진공도를 유지시키는 리저버탱크와, 상기 리저버탱크내의 진공도를 감지하는 감지센서의 감지신호로 상기 진공펌프의 동작을 제어하는 컨트롤러와, 상기 리저버탱크에 설정된 진공도를 이용하여 금형내 성형공간의 진공상태를 조절하는 엑츄에이터밸브 로 구성함을 특징으로 한다.The vacuum unit includes a vacuum pump, a reservoir tank which maintains a constant vacuum degree at all times by a pumping operation of the vacuum pump, a controller which controls the operation of the vacuum pump by a detection signal of a sensing sensor that detects the vacuum degree in the reservoir tank; It is characterized by consisting of an actuator valve for adjusting the vacuum state of the molding space in the mold by using the vacuum degree set in the reservoir tank.

또한 상기 보온로는 일측에 형성된 용탕보급구를 통해 용탕을 공급받는 수탕 및 탈가스실과, 상기 수탕 및 탈가스실에 설치되어 있는 급탕탭의 개폐동작에 따라 용탕을 공급받으며 상기 공기가압유닛에서 공급된 공기압력으로 용탕을 가압하는 가압실 및 상기 가압실과 연통한 상태로 일정량의 용탕을 저장하며 상기 가압실에서 가압 공급된 용탕의 압력만큼 저장되어 있는 용탕을 밀어올려 상기 피딩튜브와 연결되는 연결구를 통해 금형내로 주입시키는 보온실로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the heat-receiving furnace is supplied with the molten metal in accordance with the opening and closing operation of the hot water supply and degassing chamber receiving the molten metal through the molten metal supply port formed on one side, and the hot water tap installed in the water and degassing chamber and supplied from the air pressurizing unit The pressure chamber pressurizes the molten metal by air pressure, and stores a predetermined amount of the molten metal in communication with the pressurizing chamber, and pushes up the molten metal stored as the pressure of the molten metal supplied from the pressurizing chamber to connect the feeding tube. Characterized in that it consists of a thermal insulation chamber to be injected into the mold.

상기 수탕 및 탈가스실에는 용탕속에 포함되어 있는 수소가스를 제거하는 수소가스제거장치가 포함하여 설치함이 바람직하다.The hot water and degassing chamber is preferably installed to include a hydrogen gas removal device for removing the hydrogen gas contained in the molten metal.

상기 가압실에는 공급되는 용탕의 양을 감지하여 상기 급탕탭의 개폐동작을 제어하게 되는 레벨센서를 포함하여 설치함이 바람직하다.Preferably, the pressure chamber includes a level sensor that senses the amount of molten metal supplied to control the opening and closing operation of the hot water tap.

또한 본 발명은 진공압력 및 공기압력으로 보온로에 저장된 용탕을 금형내의 성형공간으로 주입시키게 되는 진공가압 및 저압주조장치를 이용하여 주물소재를 생산하는 방법에 있어서, 코어를 세팅한 후, 상, 하 금형을 합형하는 제 1단계, 합형된 금형내 성형공간의 공기를 흡입하여 발생한 진공압력으로 보온로에 저장되어 있는 용탕을 피딩튜브를 통해 금형내 성형공간으로 주입시키는 제 2단계, 상기 보온로내로 공기를 가압하여 보온로에 저장되어 있는 용탕을 밀어올려 피딩튜브를 통해 금형내 성형공간으로 주입시키는 제 3단계, 금형내로 주입 완료된 용탕을 응고시키는 제 4단계, 상기 금형에 걸려있는 진공압력과 공기압력을 해제한 후, 응고 완료된 소재를 금형에서 취출하는 제 5단계로 이루어짐을 특징으로 하는 진공가압 및 저압주조 공법을 제시한다.In addition, the present invention is a method for producing a casting material by using a vacuum pressure and a low pressure casting device to inject the molten metal stored in the thermal insulation furnace with the vacuum pressure and air pressure into the molding space in the mold, after setting the core, The first step of molding the lower mold, the second step of injecting the molten metal stored in the insulation furnace with the vacuum pressure generated by suctioning the air in the molding space of the molded mold into the molding space in the mold through the feeding tube, the heating furnace Pressurizing the air into the mold to push up the molten metal stored in the heating furnace and inject the molten metal into the mold space through the feeding tube; the fourth stage of solidifying the molten metal injected into the mold; and the vacuum pressure applied to the mold. After releasing the air pressure, vacuum pressure and low pressure casting process, characterized in that the fifth step of taking out the solidified material from the mold Presented.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 진공가압 저압주조 장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a vacuum pressure low pressure casting apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 진공가압 저압주조 장치는 금형(10), 보온로(20), 진공유닛(30) 및 공기가압유닛(50)을 포함한다.As shown, the vacuum pressurizing low pressure casting apparatus includes a mold 10, a heat retention furnace 20, a vacuum unit 30 and an air pressure unit 50.

상기 금형(10)은 내부에 성형공간(12) 즉, 케비티(cavity)를 가지는 것으로서, 상, 하 금형으로 나뉘어 진 상태로 램실린더의 동작으로 합형하도록 구성한다.The mold 10 is configured to have a molding space 12, that is, a cavity therein, and to be molded by operation of a ram cylinder in a state divided into upper and lower molds.

상기 보온로(20)는 상기 금형(10) 아래에 위치하며 일정량의 용탕을 저장하고, 또한 저장된 용탕을 피딩튜브(15)를 통해 상기 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입시키게 된다. 상기 피딩튜브(15)는 상기 보온로(20)와 금형(10)을 연결하는 관체를 말한다. 이때 상기 보온로(20)에 저장되어 있는 용탕은 진공유닛(30)의 진공압력과 함께, 공기가압유닛(50)의 공기압력을 통해 피딩튜브(15)를 거쳐 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입되어 진다.The warming furnace 20 is positioned below the mold 10 to store a predetermined amount of molten metal, and injects the stored molten metal into the molding space 12 in the mold 10 through the feeding tube 15. The feeding tube 15 refers to a tubular body connecting the insulation furnace 20 and the mold 10. At this time, the molten metal stored in the thermal furnace 20 is formed in the mold 10 through the feeding tube 15 through the air pressure of the air pressure unit 50 together with the vacuum pressure of the vacuum unit 30 ( 12).

상기 진공유닛(30)은 상기 금형(10)내 성형공간(12)과 연결되어 있는 유로(32)를 통해 성형공간(12)에 진공압력을 걸어주는 수단이다. 상기 성형공간(12)에 존재하는 기체는 상기 진공유닛(30)의 동작으로 제거되어 지며, 따라서 성형공간(12)으로 주입된 용탕은 완제품으로 응고되는 과정에서 기체가 가지는 체적에 따른 기공발생과 연신률 저하등의 제품 결함 발생을 방지할 수 있다. 또한 보온로(20)에 저장되어 있는 용탕은 진공유닛(30)의 진공압력으로 피딩튜브(15)를 통해 금형(10) 내 성형공간(12)으로 일정량이 흡입되어 지는 데, 이러한 진공압력을 이용하여 용탕이 성형공간(12)으로 주입되면 용탕의 유동성이 개선되어 박육주물(얇은주물)의 주조가 가능하고, 금형을 급냉하여도 용탕 유동이 가능하여 물성치가 향상된 주물을 생산할 수 있다. 다시말해서 보온로(20)에 저장되어 있는 용탕은 공기가압유닛(50)의 공기압력으로만 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입되는 것이 아니라 공기가압유닛(50)과 함께 진공유닛(30)에서 전해지는 두가지의 압력 즉, 공기압력과 진공압력에 의해 금형(10)내 성형공간(120으로 주입되어 짐에 특징이 있다 할 것이다.The vacuum unit 30 is a means for applying a vacuum pressure to the molding space 12 through the flow path 32 is connected to the molding space 12 in the mold (10). The gas present in the molding space 12 is removed by the operation of the vacuum unit 30, so that the molten metal injected into the molding space 12 is pore generation according to the volume of the gas in the process of solidifying the finished product Product defects, such as elongation reduction, can be prevented. In addition, the molten metal stored in the heating furnace 20 is sucked into the molding space 12 in the mold 10 through the feeding tube 15 at the vacuum pressure of the vacuum unit 30. When the molten metal is injected into the molding space 12, the fluidity of the molten metal is improved, so that the casting of the thin casting (thin casting) is possible, and the molten metal may be flown even when the mold is quenched to produce a casting having improved physical properties. In other words, the molten metal stored in the heat retention furnace 20 is not injected into the molding space 12 in the mold 10 only by the air pressure of the air pressure unit 50, but together with the air pressure unit 50 and the vacuum unit ( It will be characterized by being injected into the molding space 120 in the mold 10 by two pressures transmitted in 30), that is, air pressure and vacuum pressure.

한편, 상기 진공유닛(30)은 금형(10)의 성형공간(12)과 연결되는 유로(32)와. 상기 유로(32)에 연결되어 상기 성형공간(12)의 기체를 흡입하는 진공펌프(34)와, 상기 진공펌프(34)의 펌핑동작으로 흡입된 기체를 저장하는 리저버탱크(36)와, 상기 유로(32)를 개폐시키되, 상기 유로(32)의 개폐속도를 조절하여 상기 성형공간(12)의 진공속도를 조절하는 액츄에이터밸브(42)와, 상기 리저버탱크(36)내의 진공도를 감지하는 진공센서(38)의 감지신호로 상기 엑츄에이터밸브(42)와 진공펌프(34)의 동작을 제어하여 상기 리저버탱크(36)의 진공도를 항시 일정하게 유지시키는 컨트롤러(40)로 구성한다. On the other hand, the vacuum unit 30 and the flow path 32 is connected to the molding space 12 of the mold (10). A vacuum pump 34 connected to the flow path 32 to suck gas in the molding space 12, a reservoir tank 36 to store gas sucked by the pumping operation of the vacuum pump 34, and Actuator valve 42 to open and close the flow path 32, the opening and closing speed of the flow path 32 to adjust the vacuum speed of the molding space 12, and the vacuum sensing the vacuum in the reservoir tank 36 The controller 40 is configured to control the operation of the actuator valve 42 and the vacuum pump 34 by the detection signal of the sensor 38 to maintain a constant vacuum degree of the reservoir tank 36 at all times.

상기한 진공유닛(30)이 동작하면 금형(10)에는 진공압이 걸려지고, 이때 걸려지는 진공압은 도 2에 도시한 그래프와 같은 형태로 나타나는 데, 처음 진공압이 걸려질 때 나타나는 사선(＼)은 엑츄에이터밸브(42)의 개폐속도에 따라 정해지며, 이후, 일정압력에 도달하면 진공압은 평행선(-)을 나타내며 항시 일정한 진공압을 유지하게 되는 데, 이는 리저버탱크(36)가 항시 일정한 진공도를 유지하게 됨으로 서 가능해진다. 상기 리저버탱크(36)의 진공도는 언급한 바와 같이 컨트롤러(40)를 통해 자동으로 이루어진 데, 만일 리저버탱크(36)의 진공도가 설정된 압력 이상으로 높아지면 진공센서(38)가 이를 감지하여 컨트롤러(40)로 신호를 출력하고, 출력된 신호로 컨트롤러(40)는 진공펌프(34)의 동작을 정지시켜 설정된 압력 이상으로 높아진 진공도를 떨어뜨리게 된다. 한편, 리저버탱크(36)의 진공도가 설정된 압력 이하로 떨어지면 컨트롤러(40)는 진공펌프(34)를 다시 동작시켜 떨어진 진공도를 보충시키게 된다. 즉, 리저버탱크(36)의 진공도를 일정하게 유지함으로서 금형(10)내 성형공간(12)에 걸려진 진공압력을 용탕이 응고되는 시간동안 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.When the vacuum unit 30 operates, the mold 10 is subjected to a vacuum pressure, and the applied vacuum pressure is represented in the form shown in the graph shown in FIG. 2, and the diagonal lines appearing when the first vacuum pressure is applied ( I) is determined according to the opening / closing speed of the actuator valve 42. After that, when the constant pressure is reached, the vacuum pressure indicates a parallel line and always maintains a constant vacuum pressure, which is always maintained by the reservoir tank 36. This is possible by maintaining a constant degree of vacuum. As mentioned above, the degree of vacuum of the reservoir tank 36 is automatically made through the controller 40. If the degree of vacuum of the reservoir tank 36 becomes higher than the set pressure, the vacuum sensor 38 detects this and the controller ( A signal is output to 40, and the controller 40 stops the operation of the vacuum pump 34 with the output signal to drop the degree of vacuum higher than the set pressure. On the other hand, when the vacuum degree of the reservoir tank 36 falls below the set pressure, the controller 40 refills the vacuum degree by operating the vacuum pump 34 again. That is, by maintaining a constant vacuum degree of the reservoir tank 36, the vacuum pressure applied to the molding space 12 in the mold 10 can be kept constant for a time during which the molten metal solidifies.

한편, 상기 유로(32)에는 별도의 필터(44)를 설치함이 바람직하며, 이는 금형(10)내 세팅되어 있는 중자(코어)가 용탕의 주입으로 타는 과정에서 발생한 레진 퓸(resin fumm) 즉, 연기를 걸러주도록 하기 위함이다.On the other hand, it is preferable to install a separate filter 44 in the flow path 32, which is a resin fumm (resin fumm) generated in the process of burning by the injection of molten metal (core) set in the mold 10 This is to filter out smoke.

미 설명부호 39는 감지센서(38)에서 감지된 신호를 전기신호로 변환시켜 컨트롤러로 보내게 되는 트랜스듀셔를 칭한 것이다.Reference numeral 39 denotes a transducer that converts the signal sensed by the sensor 38 into an electrical signal and sends the signal to the controller.

한편, 전술한 공기가압유닛(50)은 보온로(20)내로 일정압력의 공기를 주입하여 주입된 공기압력만큼 보온로(20)에 저장되어 있는 용탕을 밀어올려 피딩튜브(15)를 통해 금형(10)내 성형공간(120으로 주입시키는 수단이다.On the other hand, the above-mentioned air pressing unit 50 injects air of a predetermined pressure into the heating furnace 20 to push up the molten metal stored in the heating furnace 20 as much as the injected air pressure to the mold through the feeding tube 15 (10) means for injecting into the forming space (120).

상기 공기가압유닛(50)은 보온로(20)에 연결되는 공기공급유로(52)를 가지며, 상기 공기공급유로(52)에는 공기리저버탱크(54), 레귤레이터(56), 필터(58), 에어드라이어(60), 솔레노이드밸브(62) 및 가압제어밸브(52)가 설치된다.The air pressurizing unit 50 has an air supply passage 52 connected to the heat retention passage 20, and the air supply passage 52 includes an air reservoir tank 54, a regulator 56, a filter 58, The air dryer 60, the solenoid valve 62 and the pressure control valve 52 are provided.

상기 공기리저버탱크(54)는 일정량의 공기를 저장하게 되며, 상기 레귤레이터(56)는 공기의 압력을 조정하게 된다. 상기 필터(58)는 유입되는 공기에 포함되어 있는 이물질을 걸러주며, 상기 에어드라이어(60)는 공기에 있는 수분을 제거하여 용탕의 산화를 방지시키게 된다. 상기 솔레노이드밸브(62)는 공기공급유로(52)를 개폐시키는 밸브이며, 상기 가압제어밸브(64)는 유로(52)를 통과하여 보온로(20)내를 가압하게 되는 공기의 압력을 제어하게 된다. 즉, 보온로(20)내를 가압하는 공기는 도 2에 도시한 바와 같이, 일정시간동안은 점차적으로 높은 압력으로 가압하게 되고, 일정시간이 지나면 높혀진 압력상태를 유지함이 바람직한 데, 이러한 압력제어는 가압제어밸브(64)의 동작을 통해 이루어지며, 상기 가압제어밸브(64)의 동작은 가압컨트롤러(72)의 제어를 통해 자동으로 이루어진다. 상기 가압컨트롤러(72)는 보온로(20)에 설치되어 있는 압력센서(66)의 감지신호를 통해 보온로(20)내의 압력을 감지하여 가압제어밸브를 자동으로 동작시키게 되는 데, 구체적으로 압력센서(66)에서 감지된 보온로(20)내의 공기압력값은 트랜스듀셔(68)를 통해 전기신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 증폭기(70)를 거쳐 증폭된 후, 가압컨트롤러(62)로 전해진다.The air reservoir tank 54 stores a certain amount of air, and the regulator 56 adjusts the pressure of the air. The filter 58 filters out foreign substances contained in the inflowing air, and the air dryer 60 prevents oxidation of the molten metal by removing moisture in the air. The solenoid valve 62 is a valve for opening and closing the air supply passage 52, the pressure control valve 64 to control the pressure of the air to pressurize the inside of the heat retention path 20 through the flow path 52. do. That is, as shown in Figure 2, the air to pressurize the heating furnace 20 is gradually pressurized to a high pressure for a predetermined time, it is preferable to maintain the elevated pressure state after a certain time, such a pressure Control is made through the operation of the pressure control valve 64, the operation of the pressure control valve 64 is automatically made through the control of the pressure controller 72. The pressure controller 72 automatically operates the pressure control valve by sensing the pressure in the heat retainer 20 through the detection signal of the pressure sensor 66 installed in the heat retainer 20. The air pressure value in the heating furnace 20 sensed by the sensor 66 is converted into an electrical signal through the transducer 68, and the converted electrical signal is amplified through the amplifier 70, and then the pressure controller 62 It is told.

한편, 상기 공기공급유로(52)에는 별도의 배기밸브(74)가 설치되어 있으며, 이 배기밸브(74)는 가압완료 후, 상기 컨트롤러(72)를 통해 동작하여 보온로(20)내의 압력을 외부로 배출시켜 제거하게 된다.On the other hand, the air supply passage 52 is provided with a separate exhaust valve 74, the exhaust valve 74 is operated through the controller 72 after the completion of pressurization to the pressure in the heat retention path 20 It is discharged to the outside and removed.

첨부된 도 3은 전술한 보온로(20)의 상세구조를 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a detailed structure of the above-described thermal insulation furnace 20.

도시된 바와 같이, 보온로(20)는 수탕 및 탈가스실(80), 가압실(94) 및 보온 실(102) 3개의 공간으로 분활되어 있다.As shown, the heat retainer 20 is divided into three spaces: a hot water and degassing chamber 80, a pressurizing chamber 94, and a heat insulating chamber 102. As shown in FIG.

상기 수탕 및 탈가스실(80)은 일측에 구비된 용탕보급구(82)를 통해 일정량의 용탕을 저장하고, 저장된 용탕에 포함되어 있는 수소가스를 제거하는 공간으로서, 이 수탕 및 탈가스실(80)에는 침적히터(84), 수소가스제거장치(GBF장치)(86), 열전대(TIC)(88) 및 급탕탭(90)이 구비된다.The hot water and degassing chamber 80 is a space for storing a predetermined amount of molten metal through a molten metal supply port 82 provided on one side and removing hydrogen gas contained in the stored molten metal. The deposition heater 84, the hydrogen gas removal device (GBF device) 86, the thermocouple (TIC) 88 and the hot water supply tap 90 is provided.

상기 침적히터(84)는 저장중인 용탕을 일정한 온도로 유지시키게 된다. 상기 수소가스제거장치(86)는 저장된 용탕에 포함되어 있는 수소가스를 제거하는 장치이다. 상기 열전대(88)는 용탕의 온도를 측정하여 제어부로 신호를 보내 침적히터(84)의 동작을 제어하게 된다. 상기 급탕탭(88)은 후술하겠지만 가압실(94)에 구비되어 있는 레벨센서(98)의 감지신호로 동작하며 수탕 및 탈가스실(80)과 가압실(94)사이를 연통시키는 연결통로(92)를 개폐시키게 된다.The immersion heater 84 maintains the molten metal being stored at a constant temperature. The hydrogen gas removing device 86 is a device for removing hydrogen gas contained in the stored molten metal. The thermocouple 88 measures the temperature of the molten metal and sends a signal to the controller to control the operation of the deposition heater 84. The hot water tap 88, which will be described later, operates as a detection signal of the level sensor 98 provided in the pressure chamber 94, and a connection passage 92 for communicating between the water supply and degassing chamber 80 and the pressure chamber 94. ) Is opened and closed.

상기 가압실(94)은 급탕탭(88)의 개폐동작으로 개방된 연결통로(92)를 통해 수탕 및 탈가스실(80)에서 용탕을 공급받으며, 공급된 용탕을 전술한 공기가압유닛(50)에서 공급된 압축공기로 용탕을 가압하는 공간으로서, 이 가압실(94)에는 가압구(96), 레벨센서(98) 및 열전대(100)가 구비된다.The pressurizing chamber 94 receives the molten metal from the tap water and the degassing chamber 80 through the connection passage 92 opened by the opening and closing operation of the hot water tap 88, and the supplied pressurized air pressure unit 50. The pressurized chamber 94 is provided with a pressurization port 96, a level sensor 98, and a thermocouple 100, as a space for pressurizing the molten metal with compressed air supplied from the.

상기 가압구(96)는 공기가압유닛(50)에 구비되어 있는 공기공급유로(52)와 연결되어 가압실(94)내로 일정압력의 공기를 공급하여 용탕을 가압하게 된다. 상기 레벨센서(98)는 가압실(94)에 저장되어 있는 용탕의 양을 감지하여 상기 급탕탭(90)의 개폐동작을 제어하여 항상 정량의 용탕이 가압실(94)에 저장되도록 한다.The pressure port 96 is connected to the air supply passage 52 provided in the air pressure unit 50 to supply air of a predetermined pressure into the pressure chamber 94 to pressurize the molten metal. The level sensor 98 detects the amount of molten metal stored in the pressurizing chamber 94 to control the opening / closing operation of the hot water tap 90 so that the molten metal of the quantity is always stored in the pressurizing chamber 94.

상기 보온실(102)은 상기 가압실(94)과 연통한 상태로 일정량의 용탕을 저장 하며, 가압실(94)에서 가압 공급된 용탕의 양만큼 저장되어 있는 용탕을 밀어올려 전술한 피딩튜브(15)와 연결되는 연결구(104)를 통해 금형내로 주입시키는 공간이다. 상기 보온실(102)에도 용탕의 온도를 유지시키기 위한 침적히터(106)를 설치함이 바람직하다. 즉, 가압실(94)내로 공기를 일정압력으로 공급하면 가압실(94)에 저장되어 있는 용탕은 가압되어 아래로 밀려나게 되고, 가압실(94)에서 밀려난 용탕의 양만큼 보온실(102)에 저장되어 있는 용탕은 밀려 올라가며 연결구(104) 및 피딩튜브(15)를 거쳐 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입되어 지는 것이다. 한편, 상기 성형공간으로 용탕의 주입이 완료되면 가압실(94)에는 급탕탭(90)의 동작으로 개방된 연결통로(92)를 통해 부족한 양만큼의 용탕을 수탕 및 탈가스실(80)에서 공급받게 된다.The insulation chamber 102 stores a predetermined amount of molten metal in communication with the pressurizing chamber 94, and pushes up the molten metal stored as much as the amount of the molten metal supplied from the pressurizing chamber 94 by the feeding tube ( It is a space to be injected into the mold through the connector 104 connected to 15). It is preferable to install the immersion heater 106 to maintain the temperature of the molten metal in the insulation chamber 102. That is, when air is supplied into the pressurizing chamber 94 at a constant pressure, the molten metal stored in the pressurizing chamber 94 is pressurized and pushed down, and the insulation chamber 102 is heated by the amount of the molten metal pushed out from the pressurizing chamber 94. The molten metal stored in) is pushed up and injected into the molding space 12 in the mold 10 through the connector 104 and the feeding tube 15. Meanwhile, when the injection of the molten metal into the molding space is completed, the molten metal is supplied to the pressurizing chamber 94 through the connection passage 92 opened by the operation of the hot water tap 90 from the hot water and degassing chamber 80. Will receive.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 진공가압 저압주조 장치를 이용하여 주물소재를 생산하기 위한 공정을 첨부된 도 5와 도 6을 참조하여 기술토록 한다.Hereinafter, a process for producing a casting material using a vacuum pressure low pressure casting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

먼저, 선행공정을 거쳐 중자가 세팅된 금형(10)을 합형한다.(S10)First, the mold 10 in which the core is set through the preceding process is molded. (S10)

다음, 진공유닛(20)을 동작시키게 되면 합형된 금형(10)내 성형공간(12)의 기체가 흡입되어 진공상태가 되고, 이때 성형공간(12)에 발생한 진공압력으로 보온로(20)에 저장되어 있는 용탕은 피딩튜브(15)로 흡입되어 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입되어 진다.(S20)Next, when the vacuum unit 20 is operated, the gas in the molding space 12 in the molded mold 10 is sucked into a vacuum state, and at this time, the vacuum pressure generated in the molding space 12 is applied to the insulating furnace 20. The stored molten metal is sucked into the feeding tube 15 and injected into the molding space 12 in the mold 10. (S20)

이후, 성형공간(12)에 진공이 걸려있는 상태에서 공기가압유닛(50)을 동작시키게 되면 보온로(20)내로 고압의 공기가 공급되어 지며, 여기서 공급된 공기압력으로 보온로(20)내의 용탕은 가압되어 피딩튜브(15)로 밀려 올라가며 금형(10)내 성형공간(12)으로 주입되어 진다.(S30)Thereafter, when the air pressure unit 50 is operated in a state where the vacuum is applied to the molding space 12, high pressure air is supplied into the heat retaining furnace 20, and the air pressure in the heat retaining furnace 20 is supplied by the supplied air pressure. The molten metal is pushed up to the feeding tube 15 and injected into the molding space 12 in the mold 10. (S30)

다음, 상기한 과정 즉, 진공압력과 공기압력을 통해 금형(10)내 성형공간(12)으로 용탕의 주입이 완료되면 진공압력과 공기압력을 계속적으로 유지한 상태에서 상기 금형(10)을 냉각시켜 용탕을 응고시킨다.(S40)Next, when the injection of the molten metal into the molding space 12 in the mold 10 is completed through the above-described process, the vacuum pressure and the air pressure, the mold 10 is cooled while the vacuum pressure and the air pressure are continuously maintained. To solidify the molten metal. (S40)

이후, 용탕의 응고가 완료되면 진공유닛(20)과 공기가압유닛(50)의 작동을 정지시켜 금형(10)에 걸려있는 진공압력과 공기압력을 해제한 후, 금형(10)을 오픈한 다음, 응고 완료된 소재를 취출함으로서 한번의 성형작업을 완료한다.(S50)After the solidification of the molten metal is completed, the operation of the vacuum unit 20 and the air pressure unit 50 is stopped to release the vacuum pressure and the air pressure from the mold 10, and then the mold 10 is opened. , Complete the molding operation once by taking out the solidified material. (S50)

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 많은 효과들을 달성한다.As described above, the present invention achieves many effects as follows.

첫 번째로 진공유닛에서 발생하는 진공압력과 공기가압유닛에서 발생하는 공기압력을 통해 용탕이 금형내로 주입시키도록 함으로서 용탕의 유동성이 개선되어 박육주물(얇은주물)의 주조가 가능하고, 금형을 급냉하여도 용탕 유동이 가능하여 물성치가 향상된 고품질의 주물소재를 생산할 수 있는 효과를 가진다.First, the molten metal is injected into the mold through the vacuum pressure generated in the vacuum unit and the air pressure generated in the air pressurization unit, thereby improving the fluidity of the molten metal and casting the thin casting, and rapidly cooling the mold. Even though the melt flow is possible, it has the effect of producing high quality casting materials with improved physical properties.

두 번째로 상기 진공유닛을 통해 금형내에 잔류하는 가스가 제거됨으로서 성형된 제품의 연신률을 높이고 기공률을 낮춰, 높은 물성치를 요구하는 보안부품을 성형할 수 있는 효과를 가진다.Secondly, the gas remaining in the mold is removed through the vacuum unit, thereby increasing the elongation of the molded product and lowering the porosity, thereby forming a security component requiring high physical properties.

세 번째로 보온로의 구조를 개선하여 용탕의 온도 편차를 최소화하고, 용탕속에 포함된 수소가스농도를 최소화할 수 있는 효과를 가진다.Third, by improving the structure of the heating furnace to minimize the temperature variation of the melt, it has the effect of minimizing the hydrogen gas concentration contained in the melt.

Claims

A mold 10 having a molding space 12 therein, and an insulating furnace 20 positioned below the mold 10 to store a predetermined amount of molten metal and the insulating furnace 20 and the mold 10. In the low pressure casting device comprising a feeding tube 15 for injecting the molten metal in the heat retention furnace 20 into the mold 10,

The molten metal stored in the heat retaining furnace 20 has a vacuum pressure of the vacuum unit 30 that sucks gas in the molding space 12 in the mold 10, and air that pressurizes air into the heat retaining furnace 20. Vacuum pressure low pressure casting device, characterized in that to be injected into the molding space 12 in the mold (10) through the feeding tube (15) by the air pressure of the pressure unit (50).

The method of claim 1,

The vacuum unit is;

A flow path 32 connected to the molding space 12 of the mold 10;

A vacuum pump (34) connected to the flow path (32) to suck gas in the molding space (12);

A reservoir tank (36) for storing gas sucked by the pumping operation of the vacuum pump (34);

An actuator valve 42 for adjusting the opening and closing speed of the flow path 32 and controlling the vacuum speed of the molding space 12;

By controlling the operation of the actuator valve 42 and the vacuum pump 34 by the detection signal of the vacuum sensor 38 for detecting the vacuum in the reservoir tank 36, the vacuum of the reservoir tank 36 is constantly maintained. Vacuum pressure low pressure casting device, characterized in that consisting of a controller (40).

The method according to claim 1 or 2,

The heating furnace 20 is;

A hot water and degassing chamber 80 which receives the molten metal through the molten metal supply opening 82 formed at one side thereof;

A pressurizing chamber 94 which receives the molten metal in accordance with the opening and closing operation of the hot water tap 90 installed in the hot water and degassing chamber 80 and pressurizes the molten metal with the air pressure supplied from the air pressurizing unit 50;

The mold 10 is stored through the feeding tube 15 by storing a predetermined amount of molten metal in communication with the pressurizing chamber 94 and pushing up the molten metal stored by the pressure of the molten pressurized pressure from the pressurizing chamber 94. Vacuum pressure low pressure casting device, characterized in that consisting of a heat insulating chamber 102 to be injected into the inner molding space (12).

The method of claim 3, wherein

The hot water and degassing chamber (80) is a vacuum pressurized low pressure casting device, characterized in that the installation includes a hydrogen gas removal device (86) for removing the hydrogen gas contained in the molten metal.

The method of claim 3, wherein

The pressurizing chamber (94) is a vacuum pressure low pressure casting device, characterized in that installed to include a level sensor (98) for controlling the opening and closing operation of the hot water supply tap (90) by sensing the amount of molten metal supplied.

In the method of molding the casting material by using a vacuum pressure and a low pressure casting device which injects the molten metal stored in the heat retention furnace 20 by the vacuum pressure and the air pressure into the molding space 12 in the mold 10,

A first step of molding the mold 10 in which the core is set;

A second for injecting the molten metal stored in the insulating furnace 20 into the molding space 12 through the feeding tube 15 at a vacuum pressure generated by sucking gas in the molding space 12 in the molded mold 10. step;

A third step of pressurizing air into the heating furnace 20 to push up the molten metal stored in the heating furnace 20 and into the molding space 120 in the mold 10 through the feeding tube 15;

A fourth step of cooling the mold 10 to solidify the molten metal injected into the molding space 12;

After releasing the vacuum pressure and the air pressure hanging on the mold 10, vacuum pressure low pressure casting method, characterized in that made of a fifth step of taking out the solidified material from the mold.