KR0152154B1 - Ag클래드법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법 - Google Patents

Ag클래드법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법

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Abstract

본 발명은 Ag-산화물계 판접점 제조방법에 관한 것으로, 특히 Ag층을 Ag합금산화물층에 열간(熱間)롤러(Roller)를 이용하여 인위적으로 클래딩(Clading)한 후 내부산화시킴으로써, 제조후 대재에 브레이징(Brazing)시 접합강도의 증대로 접점사용시에 접점이 대재로부터 이탈되는 것을 방지함은 물론 동일재질의 접점보다 수명을 증대시킬 수 있는 Ag클래드법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법에 관한 것으로 본 발명은 배재공정과, Ag합금용해공정과, 슬래브(slab)주조공정과, 표면처리공정과, 압연공정과, 프레스공정과, 내부산화공정과를 포함하여 Ag-산화물계 판접점을 제조하는 종래의 방법에 있어서, 상기 표면처리공정과 프레스공정사이에 열처리공정과, 산처리공정과, 정렬공정과, Ag클래딩(Clading)공정(열간압연공정 포함)을 추가하여 접점의 브레이징(Brazing)불량상태(보이드[void], 핀홀[pin hole] 등)발생방지 및 접점저항감소 및 접점의 수명연장을 꾀할 수 있도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

Ag클래드(Clad)법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법
제1도(a)는 방법에 따른 Ag-산화물계 판접점 제조공정을 나타내는 공정순서도.
제 1도(b)는 본 발명에 따른 Ag-산화물계 판접점 제조공정을 나타내는 공정순서도.
제 2도(a)는 종래의 방법에 의한 Ag-산화물계 판접점의 대재간 접합 상태를 나타내는 단면도.
제 2도(b)는 본 발명의 제조방법에 따른 Ag-산화물계 판접점의 대재간 접합상태를 나타내는 단면도.
본 발명은 Ag-산화물계 판접점 제조방법에 관한 것으로, 특히 Ag층을 Ag합금산화물층에 열간(熱間)롤러(Roller)를 이용하여 인위적으로 클래딩(Clading)한 후 내부산화시킴으로써, 제조후 대재에 브레이징(Brazing)시 접합강도의 증대로 접점사용시에 접점이 대재로부터 이탈되는 것을 방지함은 물론 동일재질의 접점보다 수명을 증대시킬 수 있는 Ag-클래드법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법에 관한 것이다.
지금까지 Ag-산화물계 판접점의 제조는 제1도(a)에 나타낸 도표와 같이 배재공정, Ag합금산화물을 용해하는 공정, 슬래브(slab)주조공정, 표면처리공정, 압연공정등을 차례로 수행한 후 일정한 접점규격으로 프레스(Press)가공하는 공정을 거친후 내부산화공정을 거쳐 제조하였다. 그런다음 이러한 방법으로 제조된 Ag-합금산화물 상태의 판접점을 대재로 사용되는 구리(Cu) 또는 황동등에 은납(BAg)을 이용하여 카본브레이징(Carbon Brazing)법 또는 염(炎)브레이징법등을 이용하여 접합시키는 방법을 사용하였다. 그러나 종래의 공정으로 제조된 Ag-산화물계 판접점의 경우에는 대재에 브레이징(Brazing)시 Ag합금산화물내의 잔존하는 산소(O2)로 인해 제2도(a)에 나타낸 바와 같이 상기 은납(BAg)층의 내부에 핀홀(pin hole) 또는 보이드(void)등의 브레이징 불량현상이 발생되는 일이 빈번하였다. 그리고 이로인해, 접점사용시 전기 저항이 상승되는 문제점이 있었으며, 내마모성 및 내용착성이 약해 결국은 오래가지 않아 접점이 대재에서 떨어지게 되는 등 접점의 수명이 짧아 사용상의 문제점이 많았다. 또한 종래의 방법으로 제조된 Ag-산화물계 판접점은 대재에 브레이징시 접합성능이 극도로 낮아 작업시간이 길게 되는 문제점이 또한 존재하여 왔다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 Ag-산화물계 판접점 제조방법에서 발생되는 문제점, 예를 들어 브레이징시 핀홀(pin hole) 및 보이드(void)등의 브레이징 불량현상 발생등을 효과적으로 방지할 수 있어 접점저항을 최소화할 수 있음은 물론 브레이징시 접합성능이 우수해 접점의 수명이 현저히 길어질 수 있는 Ag-산화물계 판접점 제조방법을 제공하기 위한 것을 그 목적으로 하고있다.
본 발명은 상기의 목적을 화학적으로 안정된 Ag층을 열간상태에서 Ag합금산화층에 클래딩(Clading)하는 공정을 상기 Ag-산화물계 판접점 제조공정에 추가함으로써 달성하였다. 이러한 Ag클래딩공정을 추가한 본 발명의 Ag-산화물계 판접점 제조공정을 첨부한 도면을 참고로 하여 보다 상세히 설명해보면 다음과 같다.
먼저, 제1도(b)는 본 발명에 따른 Ag-산화물계 판접점 제조공정을 나타내는 공정순서도로써, 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 배재공정, Ag합금용해공정, 슬래브주조공정, 표면처리공정, 열처리공정, 산처리공정, 정렬공정, Ag클래딩(Clading)공정(열간압연공정 포함), 플레스(Press)공정, 내부산화공정, 후공정등의 수순으로 이루어져 있다. 따라서, 본 발명은 종래의 판접점 제조공정에 있어서, 펴면처리공정과 프레스공정사이에 열처리공정과 산처리공정과 정렬공정과 Ag클래딩(Clading)공정(열간압연공정 포함)을 추가하여 접점의 브레이징(Brazing)불량상태(보이드[void], 핀홀[pin hole] 등)발생방지 및 접점저항감소 및 접점의 수명연장을 꾀할 수 있도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
이하 본 발명의 공정을 보다 세부적으로 설명하여 보면, 먼저, 본 발명은 배재공정을 거친후 Ag합금용해공정에서는 Ag합금산화물 접점재료(AgCd(은+카드뮴)합금, AgSn(은+주석)합금, AgSnIn(은+주석+인듐)합금 등)를 사용자의 요구되는 접점특성에 따라 고주파 용해로에서 용해시키는 공정을 수행한다. 그런다음, 상기 용해된 Ag합금산화물을 주형틀등을 이용하여 슬래브(slab)형태로 주조하는 슬래브주조공정이 수행된다. 이어서, 상기 슬래브(slab)화된 Ag합금산화물층을 이후공정인 Ag클래딩(Clading)공정을 용이하게 하기 위해 표면처리한다. 계속해서, 상기 표면처리된 Ag합금산화물층과 상기 Ag합금산화물층의 약 15~20%두께의 화학적으로 안정된 금속인 Ag층을 별도로 준비한 후, 이들을 각각 융점이하 약 200~960℃의 온도에서 약 20분~3시간동안 열처리한 후, 상기 열처리된 Ag합금산화물층과 Ag층을 각각 H2SO4또는 HCl 또는 HNO3등의 산처리용액에 약 3분~3시간동안 담가서 산처리한다. 그런다음, 상기 열처리공정과 산처리공정을 각각 거친 Ag합금산화물층과 Ag층을 롤러(Roller)를 이용해서 클래딩(Clading)하기 위해 서로 면접촉하여 정렬시킨다. 이어서, 상기 서로 면접촉하여 정렬된 Ag합금산화물층과 Ag층을 열간(熱間)롤러(Roller)에 통과시킨후 약 10~60%의 초기압하율의 범위내에서 압연시키면 Ag합금산화물층과 Ag층은 서로 밀접하게 클래딩(Clading)된다. 그런다음, 상기 Ag합금산화물층과 Ag층이 클래딩(Clading)된 접점원판을 일정한 규격으로 프레스가공하여 절단한 후, 상기 프레스가공된 접점을 t×Φ(t=두께, Φ=지름)조건에 상응하는 온도, 시간, 압력등으로 내부산화하는 공정을 수행하면, 본 발명에 따른 Ag-산화물계 판접점이 제조완료되는 것이다.
여기서 상기 Ag합금산화물층과 Ag층을 클래딩(Clading)하기 위한 Ag와 AgMOx(Ag금속산화물)간의 클래딩비율은 약 2~20%(Ag) : 98~80(AgMOx)범위내에 있다.
상기와 같은 수순의 제조공정을 가지고 있는 본 발명에 의해 제조된 Ag-산화물계 판접점의 사용상의 효과를 첨부한 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에 의해 제조된 판접점은 대재에 은납(BAg)으로 브레이징(Brazing)할 때 종래보다 탁월한 접합효과가 있다. 다시말하면, 일정한 온도에서 일정시간동안 열처리 및 산처리된 Ag합금산화물층과 역시 동일조건으로 열, 산처리된 Ag층을 일정한 두께와 비율로 클래딩(Clading)하는 공정을 포함하는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 Ag-산화물계 판접점은 이후 대재(Cu, 황동 등)에 은납(BAg)을 이용해서 브레이징(Brazing)할 때, 그 접합성능이 종래의 방법에 의해 제조된 판접점보다 현저히 향상되어 이에 소요되는 작업시간을 훨씬 단축시킬 수 있다. 또한, 첨부한 도면 제 2도(a) 및 (b)를 참고로 하여 보면, 본 발명의 사용상 효과를 더욱 명확히 알 수 있다. 제 2도(a)는 종래의 방법에 따른 판접점의 접합상태를 나타내는 단면도이며, 제2도(b)는 상술한 본 발명의 공정에 의해 제조된 Ag-산화물계 판접점의 접합상태를 나타내는 단면도이다. 먼저, 제2도(a)의 단면도를 보면, 본 단면도상에는 Ag합금산화물층과 BAg층과 대재층의 3단층으로 이루어져 있으며, 여기서 상기 BAg층의 내부에서는 핀홀(pin hole)이 다수 발생되고 있음을 알 수 있다. 상기 BAg층에 핀홀(pin hole) 및 보이드(void)등이 발생하게 되면 접점의 전기저항이 증대될 뿐만 아니라 접점의 수명이 단축되는 원인이 되는 것이다. 반면에, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 Ag-산화물계 판접점의 대재간 접합상태를 나타낸 제2도(b)에서 보면, 도면에 나타낸 바와 같이 Ag합금산화물층과 Ag층과 BAg층과 대재층의 4단층으로 이루어져 있으며, 여기서 브레이징(Brazing)된 상기 Ag층과 대재층사이에 형성된 BAg층의 내부에는 종래의 방법에서는 발생되었던 바와는 달리 각종결함(보이드[void] 및 핀홀[pin hole]현상)이 거의 발생되지 않았음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 Ag-산화물계 판접점을 대재에 브레이징하여 사용하게 되면, 접점의 전기저항이 감소하게 되고 대재와 Ag-산화물계 판접점간 접합층(예: BAg층)의 내마모성 및 내용착성 및 내아크(Arc)성이 우수하게 되어 접점이 대재에서 쉽게 떨어지지 않으므로 접점의 수명을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 배재공정과, Ag합금용해공정과, 슬래브(slab)주조공정과, 표면처리공정과, 압연공정과, 프레스공정과, 내부산화공정과를 포함하여 Ag-산화물계 판접점을 제조하는 방법에 있어서, 상기 표면처리공정과 프레스공정사이에 열처리공정과, 산처리공정과, 정렬공정과, Ag클래딩(Clading)공정(열간압연공정 포함)을 추가하여 접점의 브레이징(Brazing)불량상태(보이드[void], 핀홀[pin hole] 등)발생방지 및 접점저항감소 및 접점의 수명연장을 꾀할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 Ag클래드(Clad)법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열처리 공정에서는 표면처리 Ag합금산화물층과 상기 Ag합금산화물층의 약 15~20%두께의 화학적으로 안정된 금속인 Ag층을 별도로 준비한후, 상기 Ag합금산화물층과 Ag층을 약 200~960℃범위의 온도에서 약 20분~3시간 동안 열처리를 수행하며, 상기 산처리공정에서는 Ag합금산화물층과 Ag층을 H2SO4또는 HCl 또는 HNO3용액에 약 3분~3시간동안 담가 산처리를 수행하고, 상기 정렬공정에서는 상기 열처리 및 산처리 공정을 거친 Ag합금산화물층과 Ag층을 서로 면접촉하여 정렬시키며, 상기 Ag클래딩(Clading)공정에서는 상기 면접촉하여 정렬된 Ag합금산화물층과 Ag층을 열간(熱間)롤러(Roller)에 통과시켜 약 10~60%의 압하율로 열간압연하는 동시에 클래딩(Clading)하는 것을 특징으로 하는 Ag클래드(Clad)법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Ag합금산화물 접점재료로 AgCd(은+카드뮴)합금 또는 AgSn(은+주석)합금 또는 AgSnIn(은+주석+인듐)합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 Ag클래드(Clad)법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 Ag클래딩(Clading)공정에서는 Ag와 AgMOx(Ag금속산화물)간의 클래딩비율을 약 2~20%(Ag) : 98~80(AgMOx)로 하여, Ag합금산화물층과 Ag층을 클래딩(Clading)하는 것을 특징으로 하는 Ag클래드(Clad)법을 이용한 Ag-산화물계 판접점 제조방법.
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KR101516520B1 (ko) * 2014-02-24 2015-05-04 희성금속 주식회사 전산화법을 이용한 클래드 스트립 접점소재의 제조방법

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