원가 절감형 신주조 응용 기술에 의한 엔진 마운팅 브라켓 제조

오수석(Su Suk Oh),윤광민(Kwang Min Yoon),고영진(Young Jin Ko),김진우(Jin Woo Kim) 한국자동차공학회 2008 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Since sand casting has advantages in that it can be manufactured with low cost mold and simple process it is one of the best way to produce aluminum or a small quantity of casting part. But it has relatively coarse microstructure, and as a result, the mechanical properties, particularly the tensile strength and ductility, were inferior to those of metal mold casting. To overcome these disadvantages, we suggested vacuum assisted low pressure sand casting process which uses evacuated die cavity during mold filling and processing. In this study the effects of vacuum assistance on the mechanical properties and porosity distribution of the produced castings were studied. And it was found that the density of gas porosity in the castings was significantly reduced and the mechanical property was improved to the same level as squeeze-cast parts by using vacuum assistance. Considering these merits, vacuum assisted low pressure sand casting is promising technology to produce sand cast parts not only because of sound casting quality but also because of cost effectiveness.

각종 주물사의 특성과 주강품 주조에 적합한 인공사 선택

김광식,김재형,김명준,김지태,권기명,김성규 한국주조공학회 2023 한국주조공학회지 Vol.43 No.3

Natural silica sand was commonly used for sand casting of cast steel products, and chromites sand was used to suppress seizure defects due to the lack of thermal properties of silica sand. However there are disadvantages such as deterioration by repeated use, system sand mixing problem, difficulty separating and removing, increased during mold according to high density and to being waste containing chrome. Recently, industrial waste reduction and atmospheric environment improvement have been highlighted as important tasks in the casting industry. In order to solve the problems that occur when using foundry Sand and to improve the environment of casting factories, various artificial sands that can be applied instead of natural silica sand have been developed and introduced. Artificial sands can be clas- sified into artificial sand manufactured by the electric arc atomization or gas flame atomization, artificial sand manufactured by the spray drying & sintering process, artificial sand manufactured by the sintering & crushing process and exhibit different physical properties depending on the type of raw-minerals and manufacturing method. In this study, comparative evaluation tests were conducted on the phys- ical properties of various foundry sands, mold strength, physical durability, thermal durability, and casting test pieces. When compre- hensively considering the actual amount of molding sand used according to density, the mold strength according to the shape of sand, the physical and thermal durability of foundry sand, and the heat resistance characteristics of foundry sand, ‘Molten artificial sand A1’ or ‘Molten artificial sand B’ is judged to be the most suitable spherical artificial sand for casting of heavy steel castings. 주강품 사형주조에는 천연규사가 보편적으로 사용되었고 , 규사의 열적특성 부족에 의한 소착결함 억제를 위해 , 크로마이트사가 사용되기도 하였으나 , 반복 사용에 의한 골재 열화 , 시스템샌드 혼입 문제 , 분리 제거의 어려움 , 높은 밀도에 따른 조형 시 하중증가 , 크롬함유 폐기물이 되는 단점이 있다 . 최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 및 대기환경 개선이 부각되고 있다 . 종래의주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해서 , 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 소개되고 있다 . 인공사는 용융분사법으로 제조된 인공사와 조립소결법으로 제조된 인공사 및 분쇄법으로 제조된 인공사로 분류할 수 있으며, 원료광물의 종류 , 제조공법에 따라 상이한 물리적 특성을 나타낸다 . 본 연구에서는 각종 주물사의 물성 , 주형강도 , 물리적 내구성 , 열적 내구성 , 소착시험편 주조 등의 비교 평가시험을 하였다 . 밀도에 따른 주물사 실사용량 , 주물사 형상에 따른 주형강도 , 주물사의물리적 및 열적 내구성 , 주물사의 내열특성을 종합적으로 고려하였을 때, 아크용사법으로 제조된 용융인공사 A1 또는 분말식화염용사법으로 제조된 용융인공사 B가 대형주강품 주조에 가장 적합한 구형의 인공사로 판단된다.

고려시대 금속활자의 발명과 「직지」활자 주조방법

황정하 한국서지학회 2005 서지학연구 Vol.32 No.-

한국의 금속활자 주조방법은 일반적으로 고려시대 사찰에서 ‘蜜蠟鑄造法’, 조선시대 중앙관서에서 ‘鑄物砂鑄造法’, 조선후기 민간에서 ‘陶土鑄造法’으로 책을 간행한 것으로 보는 견해가 지배적이다. 그러나 이 세 가지 주조법이 어떻게 적용되어 어떠한 책들을 얼마만큼 간행하였는지 구체적으로 밝혀져 있지 않는 상황이다. 고려시대 금속활자본 「直指」와 조선 초기 ‘주물사주조법’으로 주조한 금속활자본들을 비교 분석한 결과, 공통적인 현상이 같은 張에는 같은 字의 경우 비슷하기는 하여도 같은 모양, 즉 字跡이 똑같지 않음을 쉽게 확인할 수 있었다. 따라서 그 동안 학계에 ‘밀납주조법’으로 알려진 「직지」의 경우 활자 주조방법에 대하여 과학적이고, 체계적인 실험을 통한 연구가 신중히 검토되어야 할 것이다. It is general to regard Korean movable metal type casts were beeswax-casting(蜜蠟鑄造法) in the temple sites Goryeo(高麗) dynasty, sand-casting(鑄物砂鑄造法) by the central government office of Joseon(朝鮮) dynasty, and followed by potter’s clay-casting(陶土鑄造法) in civilian of late Joseon. However we don't have precise informations of these techniques and how many volumes of books were published yet. Comparing and analyzing two metal types printings of which Jikji(直指) movable metal type in Goryeo and sand-casting books in early Joseon, it is acknowledged there were not the same shapes, fonts, and letter traces, though the same words were used on the same pages. Consequently Jikji is known as a beeswax-casting metal printing book depended on the letter traces, but it is required to study based on the more scientific and systematic experiments now.

고려금속활자의 새로운 주물사주조법에 대한 연구

류부현 한국서지학회 2020 서지학연구 Vol.81 No.-

This study presents that there is a new method of sand mould casting which can make the original shape of Goryeo movable metal types, based on the fact that the real shape of the types with the existing method can’t be cast in the original shape of the types. A summary of the casting process of the new method of Goryeo movable metal types presented in the paper is as follows. ① One makes a ‘temporary mould’ by filling an empty mould with moulding sand, and plants the upper part of type of eomija in the ‘temporary mould’ by pressing it. ② One puts ‘a blank mould called a hartle’ on ‘the temporary mould’ which the upper part of type of eomija has already been planted. ③ One fills ‘the blank mould as a hartle’ placed on the ‘temporary mould’ with moulding sand and then makes it firm. ④ One takes ‘the mould full of moulding sand’ with the lower part of eomija placed on the ‘temporary mould’ as the ‘hartle’ of it. ⑤ One digs the moulding sand covering the part of wings of eomija planted in the ‘hartle’ to the height of them. ⑥ One puts ‘a blank mould as the upper one’ on the ‘hartle’ with the lower part of eomija, and then sprays mould release agent and fills the moulding sand after sifting in the end. ⑦ After separating ‘the mould as a sangtle filled with moulding sand,’ one creates a passage of molten metal on the surface of the bottom of ‘hartle’ and then takes out eomija. ⑧ After combining the ‘sangtle’ over the ‘hartle’, one takes molten metal from a crucible and injects it into the metal inlet. And then, one breaks the moulding sand in the mould after the molten metal is cool, and takes out the type attached to the gagiswoi. 본 연구는 종래에 연구된 고려금속활자 주물사주조법으로는 고려금속활자의 실물 모양 그대로 주조될 수 없는 점에 착안하여 새로운 방식의 고려금속활자 실물 모양 그대로 주조될 수 있는 주물사주조법을 고안하여 제시한 것이다. 본고에 제시된 새로운 고려금속활자 주물사주조법의 주조 과정을 요약하면 다음과 같다. ① 빈 틀에 주물사를 채워 ‘임시틀’을 만들고 ‘임시틀’에 어미자의 상부(글자면)를 눌러 심는다. ② 어미자의 상부가 심어진 ‘임시틀’ 위에 ‘하틀로 쓰일 빈 틀’을 올려놓는다. ③ ‘임시틀’ 위에 놓여 있는 ‘하틀로 쓰일 빈 틀’에 주물사를 완전히 채워 평평하게 다진다. ④ ‘임시틀’ 아래에 놓여 어미자의 하부가 박혀있는 ‘하틀로 쓰일 주물사가 채워진 틀’을 거푸집의 ‘하틀’로 삼는다. ⑤ ‘하틀’에 심어진 어미자의 날개를 덮고 있는 주물사를 날개의 높이만큼 파낸다. ⑥ 어미자의 하부(바닥면 몸통)가 심어진 ‘하틀’ 위에 ‘상틀로 쓰일 빈 틀’을 올려놓은 다음 이형제를 뿌린 다음 주물사를 체로 걸러 채운다. ⑦ ‘상틀로 쓰일 주물사가 채워진 틀’을 분리한 다음 어미자의 하부가 심어진 ‘하틀’의 표면에 쇳물의 통로를 만들고 어미자를 빼낸다. ⑧ ‘하틀’ 위에 ‘상틀’을 결합시킨 다음 도가니에서 쇳물을 가져다가 쇳물 주입구에 쇳물을 주입하고, 쇳물이 식으면 틀 속에 있는 주물사를 부셔 주조된 가지쇠에 붙어있는 활자를 꺼낸다.

주조공정 설계를 위한 자연주물사와 인공주물사의 열물성 시험

남정호,이병준,곽시영 한국주조공학회 2024 한국주조공학회지 Vol.44 No.1

최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 과 대기환경 개선이 부각되고 있다 . 종래의 주물사 사용 시 발생되는문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 사용되고 있다 . 하지만 해외공급사에서 제공하는 제한된 물성만 알려져 있고 기존 자연사와의 심층적인 비교분석이 부족하다 . 또한 주조 공정 설계를 위해서는상온뿐만 아니라 고온에서의 넓은 범위의 열물성이 확보 되어야 하며 , 또한 열물성이 달라지면 주조방안 설계의 변화가 일어나야하기 때문에 기존 자연사와 인공사의 열물성 차이를 비교 분석하는 건 중요하다 . 본 연구에서는 자연사와 인공사를 바인더와 결합한 주형블럭에서의 열전도도 , 비열 , 열팽창 시험을 수행하였으며 실험 결과 열전도도는 자연사에 비해 인공사가 구성성분에 따라5~40% 높았으며 열팽창계수는 인공사가 15%정도 낮았다. 하지만 비열은 구성성분에 상관없이 큰 차이가 없었다. Reducing industrial waste and improving the atmospheric environment recently have emerged as important tasks for the casting industry. Various types of artificial sand that can replace natural sand have been developed and used to solve problems that arise with the use of conventional foundry sand and to improve the foundry environment. However, only limited physical properties pro- vided by overseas suppliers are known and in-depth comparative analyses with existing natural sand are lacking. For the design of the casting process, a wide range of thermal properties must be secured not only at room temperature but also at high temperatures. In addition, it is important to compare and analyze the differences in thermal properties between existing natural and artificial sand because changes in thermal properties require changes in the design of the casting method. In this study, the thermal behavior of the mold was analyzed through a thermal expansion test of mold blocks for natural and artificial sand., To this end, a thermal property test to evaluate thermal conductivity was performed by determining a temperature range. The results of the experiment, revealed that the thermal conductivity was 5-40% higher in artificial sand than in natural sand, and the coefficient of thermal expansion was about 15% lower for artificial sand. However, there was not a significant difference in specific heat regardless of the composition.

상평통보 주조와 복원기술연구

윤용현,조남철,정영상,임인호 국립문화재연구원 2014 헤리티지:역사와 과학 Vol.47 No.4

This study examined the materials and casting technology(cast, alloy, etc.) used in the manufacturing of bronze artifacts based on old literature such as Yongjae Chonghwa, Cheongong Geamul, and The Korea Review. In the casting experiment for restoration of Sangpyong Tongbo, a bronze and brass mother coin mold was made using the sand mold casting method described in The Korea Review. The cast was comprised of the original mold plate frame, wooden frame, and molding sand. Depending on the material of the outer frame, which contains the molding sand, the original mold plate frame can be either a wooden frame or steel frame. For the molding sand, light yellow-colored sand of the Jeonbuk Iri region was used. Next, the composition of the mother alloy used in the restoration of Sangpyong Tongbo was studied. In consideration of the evaporation of tin and lead during actual restoration, the composition of Cu 60%, Zn 30%, and Pb 10% for brass as stated in The Korea Review was modified to Cu 60%, Zn 35%, and Pb 15%. For bronze, based on the composition of Cu 80%, Sn 6%, and Pb 14% used for Haedong Tongbo, the composition was set as Cu 80%, Sn 11%, and Pb 19%. The mother coin mold was restored by first creating a wooden father coin, making a cast from the wooden frame and basic steel frame, alloying, casting, and making a mother coin. Component analysis was conducted on the mother alloy of the restored Sangpyong Tongbo, and its primary and secondary casts. The bronze mother alloy saw a 5% increase in copper and 4% reduction in lead. The brass parent alloy had a 5% increase in copper, but a 4% and 12% decrease in lead and tin respectively. Analysis of the primary and secondary mother coin molds using an energy dispersive spectrometer showed that the bronze mother coin mold had a reduced amount of lead, while the brass mother coin mold had less tin. This can be explained by the evaporation of lead and tin in the melting of the primary mother coin mold. In addition, the α-phase and lead particles were found in the mother alloy of bronze and brass, as well as the microstructure of the primary and secondary coin molds. Impurities such as Al and Si were observed only in the brass mother coin mold. 『용재총화』, 『천공개물』, 『The Korean Review』등의 고문헌을 통하여 청동유물 제작에 사용된 소재, 거푸집, 합금 등의 주조기술을 확인하였다. 상평통보 복원 주조실험은 『The Korean Review』를 기초한 주물사주조법을 적용하여 황동, 청동 소재의 모전판(母錢版, 鑄錢版)을 제작하였다. 거푸집은 본기(本器)틀과 목틀, 주물사로 구성되는데 본기틀은 주물사를 담는 바깥 틀의 재질에 따라 목틀과 쇠틀로 나뉘며, 주물사는 옅은 황색의 전북 이리사를 사용했다. 주물사주조법으로 상평통보 복원에 사용된 모합금 성분비를 살펴보면, 황동은 『The Korean Review』기록의 성분비인 Cu 60%, Zn 30%, Pb 10%를 근거로 삼았으며, 실제 복원에는 합금 시 아연과 납이 기화되어 성분 비율이 감소될 것을 감안하여 Cu 60%, Zn 35%, Pb 15%로 설정하였다. 청동은 청주시 신봉동유적 출토 해동통보의 성분비인 Cu 80%, Sn 6%, Pb 14%를 근거로 하였으며, 실제 복원에는 Cu 80%, Sn 11%, Pb 19%로 설정하였다. 주물사주조법에 의한 상평통보 복원은 목재로 부전(父錢)을 먼저 제작하고 목틀과 본기쇠틀을 이용한 거푸집 만들기, 합금, 주조하기, 모전 만들기 등의 과정으로 모전판(母錢版, 鑄錢版)을 복원하였다. 복원된 상평통보의 모합금과 1차 주조, 2차 주조물의 성분분석을 실시한 결과 청동 모합금은 구리는 약 5%가 증가하고 납은 약 4% 손실되었으며, 황동 모합금은 구리는 약 5%가 증가하고 납은 약 4%, 아연은 12%은 감소하여 아연의 손실률이 큰 것을 알 수 있다. 1차, 2차 모전판의 EDS 분석결과 청동 모전판은 1차에 비해 2차에서 납이, 황동 모전판은 아연이 낮게 나온 것은 1차 모전판의 용융과정에서 납과 아연이 기화된 결과로 보인다. 또한 청동과 황동의 모합금과 1차, 2차 주전판의 미세조직에서는 α상과 크고 작은 납 편석물이 보이고, 황동 모전판에서만 불순물로 보이는 Al, Si 등이 확인되었다.

알루미늄 사형주조에서 기공 결함 감소를 위한 연구

이동연,이춘규,Lee, Dong-Youn,Lee, Chun-Kyu 한국금형공학회 2020 한국금형공학회지 Vol.14 No.4

In this study attempted to prevent defects due to blow holes among defects of sand casting products. It was intended to reduce the defect rate by reducing the blow hole of the inner surface. Currently, expectations and requirements for the quality level of non-ferrous aluminum casting in the casting industry are increasing. In addition, the shape is complex and the shrinkage precision is required. Among them, the test prototype is expensive to manufacture the mold, and the production time is also long, and the product is manufactured by sand casting. At this time, the highest defect rates are defects caused by shrinkage defects, surface defects, and blow holes.. At this study, the manufacturing time was shortened by using the shape of the fluid movement path in advance. Also, it is possible to reduce defects due to blow holes.

한국 금속활자 始原의 원천기술 및 興德寺字의 鑄造法에 관한 연구

김성수 한국서지학회 2013 서지학연구 Vol.54 No.-

This study is designed to investigate the problem about original technique of Korean metal movable type and casting process of Heungdeoksa-ja Types(興德寺字). Major findings are follows:First, Coin’s casting process influenced Korean metal movable types casting process and this method was established from 1102, the time Haedong-Tongbo(海東通寶) was made, 1211, the time Nammyeong-Song-Jeungdoga was printed in Jeungdoga-ja Types. In other words, this study determines that publishing period was 12th century. Second, this study concentrates on casting process of Heungdeoksa-ja Types. Jikji was printed in Heungdeoksa-ja Types. As a result, Jikji’s print quality is that each metal movable types’ heights were different because of casting method like ‘sand mould casting(鑄物沙鑄造法)’, so using these different matal movable types caused Jikji’s print quality. On the other hand, this study shows that each metal movable type’s heights were almost uniform if metal movable type are made by using ‘lost-wax casting(蜜蠟鑄造法)’. Therefore, this study points that Jikji’s metal movable types is not related to ‘lost-wax casting’. In short, this study insists that Heungdeoksa-ja Types was made by using other method of types founding like ‘sand mould casting’. 이 논문은 한국 금속활자 시원(始原)의 원천기술에 관한 문제 및 「직지」를 인쇄한 ‘흥덕사자(興德寺字)’의 주조(鑄造) 방법을 고찰한 연구이다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 한국 금속활자 시원의 원천기술은 동전(海東通寶)의 주성법(鑄成法: 鑄錢術)에서 비롯되어 주자법(鑄字法)으로 진화하였으며, 고려의 해동통보가 주조된 1102년에서부터 ‘증도가자(證道歌字)’로 「남명송증도가」를 인쇄한 1211년 사이, 즉 12세기의 그 어느 시기에 성립되었을 것임을 파악하였다. 둘째, 금속활자본 「직지」를 인쇄한 ‘흥덕사자’의 활자주조법을 고찰하였다. 그 결과, 금속활자본 「직지」의 인쇄상태는, 주물사주조법 등에 의하여 주조됨으로써 그 활자의 높이가 일정하지 않고, 이러한 활자들을 식자․조판하면서 그 조판면을 수평으로 조정하지 않은 상태에서 인쇄할 때 나타나는 현상임을 파악하였다. 반면에, 밀랍주조법으로 활자를 주조할 때에는 각 활자의 높이가 거의 균정(均整: 1㎜를 벗어나지 않는 오차범위 이내)함을 확인하였다. 따라서 「직지」를 인쇄한 활자는 밀랍주조법에 의한 것이 아님을 파악할 수 있었다. 요컨대, ‘흥덕사자’는 주물사주조법 등 제3의 활자주조법으로 주조되었을 개연성이 농후함을 확인하였다.

戊申字의 復元에 관한 實驗的 硏究

박문열 한국서지학회 2007 서지학연구 Vol.38 No.-

The purpose of this experimental research is to restore Mu-Sin metal types, recast from Gap-In movable metal types, with the focus on the method of casting. The major findings are as follows:(1) Mu-Sin metal types are copper movable types which Kim Jwamyeong started recasting from Gap-In movable metal types in the Sueo-Cheong in 1668(9th year of Hyeon-Jong's reign) and completed in July 1668 (9th year of Hyeon-Jong's reign).(2) Mu-Sin metal types consist of 66,100 types of large size and 46,600 types of small size, and were transferred from the Sueo-Cheong to the Gyoseo-Gwan in October 1672 (13th year of Hyeon-Jong's reign).(3) The method of sand casting was used to restore Mu-Sin metal types. For this experiment, used were compound metals (110 %) which consist of copper (80%), tin (15%) and lead (15%). The height of those types is about 0.8cm, their backs are the shape of an upside-down ‘U’, and the connections between the faces of types and bridges were experimented with both the one piece and two piece casting method. 본 연구는 四鑄甲寅字인 戊申字의 鑄造術 復元을 위한 實驗的 考察로 그 주요 內容은 다음과 같다.(1) 戊申字는 金佐明에 의해 守禦廳에서 顯宗 9(1668, 무신)년 봄부터 甲寅字를 改鑄하기 始作하여 同王 9(1668)년 8월에 완성된 銅活字이다.(2) 鑄成된 戊申字는 大字 66,100餘字와 小字 46,600餘字였으며, 顯宗 13(1672)년 10월에 守禦廳에서 校書館으로 移管되었다.(3) 戊申字의 鑄造術 復元을 위한 鑄造法은 鑄物砂鑄造法을 活用하였다. 金屬材料는 銅(80%)朱錫(15%)(15%)의 110% 實驗用 母合金을 사용하였다. 活字의 字高는 0.8㎝ 정도로, 활자의 背面은 逆‘U’形으로, 字面과 字脚의 連結法은 一體形과 分離形으로 實驗하였다.

Sand Casting Process Design for the Bush Parts of the Continuous Hot Zinc Plating Roll Applied to Wear-Resistant Alloy Cast Steel

Dong-Hwan Park(박동환),Jae-Jung Yun(윤재정),Jin-Tae Hong(홍진태),Hyuk-Hong Kwon(권혁홍) 한국기계가공학회 2017 한국기계가공학회지 Vol.16 No.4

In the sand casting process, the flow of liquid metal affects the quality of casting products and their die life. To determine the optimal bush part design process, this study performed various analyses using commercial finite element analysis S/W. The simulation focused on the molten metal behaviors during the mold filling and solidification stages of sand casting. This study aims to develop methods to reduce the cost and increase the tool life of the continuous hot zinc plating roll.