KR20030069656A - 석영 유리 코어를 사용하는 소경 중공 주물품의 주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소경 중공 주물품의 주조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석영 유리 코어를 사용하여 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품을 주조하는 소경 중공 주물품의 주조 방법에 관한 것이다. 상기 석영 유리 코어는 99% 이상의 SiO₂와 1% 이하의 불순물 함량을 갖는 것이 바람직하며, 실시예에 따라서 상기 석영 유리 코어의 표면에는 도형재를 도형하지 않을 수도 있고, 내화성 지르콘 도형재를 도형할 수도 있다. 본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법은 중공의 직경이 주물품의 두께에 비해 작고 주물품의 길이가 중공 직경의 약 3배 이상인 중공 주물품의 주조에 있어서 용탕 주입시 코어의 소착 현상이 방지되며, 균일한 직경의 미려한 중공 주조물을 주조할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Description

석영 유리 코어를 사용하는 소경 중공 주물품의 주조 방법{CASTING METHOD OF A SMALL DIAMETER HOLLOW CAST-IRON PRODUCT USING QUARTZ GLASS CORE}

본 발명은 소경 중공 주물품의 주조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석영 유리 코어를 사용하여 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품을 주조하는 소경 중공 주물품의 주조 방법에 관한 것이다.

자동차 부품으로 사용되는 캠축 또는 컴프레셔용 크랭크축 주물품의 재질로는 구상 흑연 주철 또는 회주철이 사용되는데, 상기 캠축 또는 컴프레셔용 크랭크축 주물품은 사용 목적에 따라서 중공 캠축 또는 중공 크랭크축으로 제조되는 경우가 많다.

일반적으로 주물품에 중공을 형성하기 위해서는 주물사로 제조되는 코어가 사용되는데, 여기서 중공의 직경은 주물품의 두께보다는 커야만 하며 제조되는 주물품의 길이는 중공 직경의 약 3배 보다는 작아야 한다. 이것은 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품을 제조하는 경우에 있어서, 주물사로 제조되는 코어 중 가장 적합한 셀형 코어를 사용한다 하더라도 코어의 직경이 작기 때문에 용탕 주입시 코어가 과열되어 소착 현상이 발생하거나, 코어의 길이가 길어 코어가 휨에 따라 균일한 직경의 미려(美麗)한 중공 주물품을 제조할 수 없는 문제점이 있기 때문이다.

따라서, 중공의 직경이 주물품의 두께에 비해 작으며 주물품의 길이가 중공 직경의 약 3배 보다도 더 긴 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품의 제조에 있어서 중공을 제조하는 경우에는 코어를 사용하는 주조법에 의해 제조될 수도 있지만, 코어의 지지를 위한 별도의 구조물이 필요하므로, 주로 기계 가공에 의해 제조된다.

상술한 이유에 의해, 실용신안등록출원 제 20-1994-0037952 호에는 상형과 하형의 형합으로 캠축 형상의 캐비티를 형성하는 캠축 주조용 몰드에 있어서, 상기 캐비티에 놓여지는 코어는 그 일측으로 연장되는 코어 프린트를 보유하고 있으며, 이 코어 프린트가 제공되는 반대측에는 적어도 1개 이상의 코어 지지수단이 제공되는 내연기관용 중공 캠축의 코어 지지 구조가 기재되어 있다.

따라서, 본 발명은 코어를 사용하여, 중공의 직경이 주물품의 두께에 비해 작고 주물품의 길이가 중공 직경의 약 3배 보다도 더 긴 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품을 주조하는 경우에 있어서, 용탕 주입시 코어의 소착 현상이 방지되며, 균일한 직경의 미려한 중공 주조물을 주조할 수 있는, 소경 중공 주물품의 주조 방법을 제공하는 과제를 기초로 한다.

상기 과제는 석영 유리 코어를 사용하는 본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법은 종래 통상적으로 사용되던 주물사로 제조된 코어 대신에 석영 유리 코어를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 석영 유리 코어는 99% 이상의 SiO₂와 1% 이하의 불순물 함량을 갖는 것이 바람직하고, 여기서 석영 유리 코어에 함유되는 불순물은 Al₂O₃, Fe₂O₃등, 석영 유리 코어의 제조에 있어 부득이하게 포함되는 물질이다 .

일반적으로 실리카 유리라고도 불리는 석영 유리는 그물 수식 이온없이 SiO₂의 그물 모양 구조만으로 형성되는 것으로, 순규석을 융해하여 얻어지거나, 또는 SiCl₂의 고온 기체 상반응으로 합성된다. 상기 석영 유리의 연화점은 1500℃ 이상이며, 팽창 계수는 5.5 ×10^-7/K로 작고, 급열 및 급냉에 대한 내성이 강하며, 내식성 및 탄성 성능이 양호하고, 약 200㎚까지의 자외선을 투과한다. 비록 용융에는 1800℃ 이상의 고온을 필요로 하며 세밀한 가공시에는 산수소 불꽃을 사용하므로 값이 비싼 단점이 있으나, 광파이버용 유리 섬유, 단열 타일, 전자 소자용 기판, 열기구재, 화학 기구재, 자외선 투과용 광학 기구재, 정밀 용수철 등 광범위하게 사용된다.

상기 석영 유리 코어는 Al₂O₃, Fe₂O₃등과 같은 불순물의 함량에 따라 투명하거나 또는 불투명할 수 있는데, 불순물의 함량이 증가함에 따라 불투명도가 증가하게 된다. 또한, 상기 석영 유리 코어는 실시예에 따라 그 표면에 도형재를 도형하지 않고 사용할 수도 있으며, 내화성 지르콘 도형재를 도형하여 사용할 수도 있다.

이하, 석영 유리 코어를 사용하여 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품을 주조하는, 본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법의 일 실시예는 다음과 같은 공정으로 이루어진다.

1. 코어 제작

석영 유리를 사용하여 제조하고자 하는 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품의 중공과 동일한 치수를 갖는 코어를 제작한다. 중공 주조품의 주조시에 석영 유리 코어를 사용하면 최대 50㎜의 직경을 갖는 소경 중공 주물품을 제조할 수 있다.

2. 주형 제작

생형 또는 셀형의 주형에 있어서 하형에 중공 캠축, 중공 크랭크축 등과 같은 소경 중공 주물품의 모형, 주로 목형을 넣고 주물사로 채워 다진 후, 상기 모형을 뽑아 낸다. 금형을 제작하는 경우에는 모든 공정이 더욱 간단해진다.

3. 코어 설치

석영 유리 코어의 직경 및 크기가 동일한 코어 프린트를 사용하여 석영 유리 코어를 주형의 하형에 설치한다. 여기서 실시예에 따라 상기 석영 유리 코어의 표면에는 도형재를 도형하지 않을 수도 있으며, 내화성 지르콘 도형재를 도형할 수도 있다.

4. 합형

탕류, 탕구, 압탕 등이 형성된 상형을 덮어 합형한다.

5. 용탕 주입

합형 후 구상 흑연 주철 또는 회주철을 용융시킨 용탕을 탕구를 통해 주입하는데, 이 경우에 상기 석영 유리 코어로 인해 코어의 과열로 인한 소착 현상이 발생하지 않게 된며 급열에 대한 내성이 강하므로, 주물사로 제조된 코어에서와 같은 휘어짐이 발생하지 않으므로 균일한 직경의 중공 주조품을 얻을 수 있다. .

6. 주물품 분리

용탕이 응고되고 나면 주물품을 주형으로부터 분리시키고, 표면에 묻은 주물사를 털어낸다. 이 경우에는 석영 유리 코아에 의해 용탕 주입 후에 소착 현상이 발생되지 않아 주물사의 분리가 훨씬 용이하며, 따라서 미려한 중공 주조품을 얻을 수 있다.

7. 코어 탈사 및 공정 완료

상기 석영 유리 코어를 주물품으로부터 탈사시킨 후, 마무리 가공을 하고 나면 중공 캠축, 중공 크랭크축과 같은 소경 중공 주물품의 주조가 완료된다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 소경 중공 주물품의 주조 방법은 중공의 직경이 주물품의 두께에 비해 작고 주물품의 길이가 중공 직경의 약 3배 이상인 소경 중공 주물품의 주조에 있어서 용탕 주입시 코어의 소착 현상이 방지하며, 균일한 직경의 미려한 중공 주조품을 주조할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 두께에 비해 작은 직경의 중공을 구비하며 상기 중공의 직경의 3배 이상의 길이를 갖는 통상의 소경 중공 주물품의 주조 방법에 있어서,

   상기 중공의 형성을 위해 석영 유리 코어를 사용하는 것을 특징으로 하는 소경 중공 주물품의 주조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 석영 유리 코어는 99% 이상의 SiO₂와 1% 이하의 불순물 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 소경 중공 주물품의 주조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 석영 유리 코어의 표면에는 내화성 지르콘 도형재가 도형되는 것을 특징으로 하는 소경 중공 주물품의 주조 방법.