KR0185154B1 - 선재의 연속 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카테테르용 가이드 와이어 등 선체의 선단부를 테이퍼 가공하여 가늘면서도 유연성을 유지할 수 있도록 선재를 가공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
선재가 전해조를 통과할 때에는 선재 이송 속도를 일정하게 하고 전류치를 제어하거나 전류치를 일정하게 하고 선재 이송 속도를 제어함으로써 테이퍼 가공 등의 가공을 실시하는 것이며, 전해 연마조로서는 3가 알콜, 과염소산 또는 1가 알콜의 혼합배드를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 종래의 기계 연마에 있어서 매회 한번씩 배취식 전해 연마조에 침지하는 방법에 비해, 효율이 양호하고 고정밀도로 테이퍼 가공을 실행하는 효과가 있다.

Description

[발명의 명칭]
선재의 연속 가공 방법
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 카테테르(catheter)용 가이드 와이어 같은 선재의 선단을 테이퍼 가공하여 가늘면서도 유연성을 유지할 수 있도록 선재를 가공하는 방법 및 가공 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
인체 내부에 삽입하여 사용하는 카테테르용 가이드 와이어 등은 선재의 선단을 테이퍼 가공함으로써 가늘면서도 유연성을 유지하여 용이하게 삽입되어야 할 필요성이 있으며, 예를 들어, 0.5mmφ 정도의 선재의 선단부 100 내지 200mm의 부분을 테이퍼 가공하여, 최선단부의 직경을 0.12mmφ 정도로 테이퍼 가공한 것이 사용되고 있다.
종래의 테이퍼 가공에서는 최초에 기계 연마를 수행하나, 카테테르용 가이드 와이어로서 통상적으로 사용되고 있는 NI-Ti 초탄성 합금은 기계 연마로 인하여 초탄성이 결여되고 마는 결점이 있다. 그러므로, 최근에는 예를 들어 CH3COOH 92% 및 HClO48%로 된 조성을 갖는 연마액, 또는 HF 20% 및 HNO380%로 된 조성을 갖는 연마액 또는 H2SO460%, HF 30% 및 글리세린 10%로 된 연마액에 선재의 선단부를 침지하는 배취(batch)식에 의해 전해 연마하는 방법이 채용되고 있다.
그러나, 종래의 전해 연마 방식은 수동으로 매회 한번씩 배취법으로서 전해 연마조(electrolytic polishing bath)에 침지하여 상하 모두다 연마하는 방법이므로 테이퍼 가공부의 형상이 다양해지고 많은 작업자를 요하므로 제조 단가가 높아지는 문제가 있다.
또한 종래의 전해 연마조에는 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 초산-과염소산 배드(bath)는 악취가 심하고 연마후 표면광택이 약간 부족하며, 불소산-질산 배드는 악취가 심하고 연마후 표면 광택이 부족하며, 또한 공해로 인한 문제 때문에 폐수 처리 비용이 증가한다. 황산-불소산-글리세린 배드에는 악취는 없으나 표면 광택이 부족하고 폐수 처리 비용이 증가한다.
[발명의 개시]
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 열심히 검토한 결과로 이루어진 것으로서, 선재의 일부를 전해 연마로 가공하는 방법에 있어서, 음극을 설치한 전해 연마조에 긴 선재를 연속해서 통과시켜, 가공하고자 하는 부분이 전해 연마조를 통과할 때에만 통전하는 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법에 관한 것이다.
상기 방법에 있어서, 가공하지 않는 부분이 전해 연마조를 통과하는 때에는 선재 이송 속도를 고속으로 하는 것이 능률상 적합하다.
또한, 선재 가공부의 길이와 동일한 길이를 갖는 전해조와, 선재가 전해조를 통과할 수 있게 하는 선재 이송 장치와, 전해조에 설치된 음극과, 선재용 양극 공급 장치 및 전원 발생 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 장치에 관한 것이다.
상기 장치에 있어서, 가공부의 형상으로는 예를 들어, 테이퍼부 및 홈부 등이 고려될 수 있으며, 이 테이퍼 형상 또는 홈 형상 등을 임의로 변경하기 위해서 선재 이송 장치는 선재의 이송 속도를 변경할 수 있는 것이 바람직하며 전원 발생 장치의 발생 전류도 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
게다가, 선재의 조성으로는 Ni 50.5 내지 53.0at%, 및 나머지 Ti로 된 초탄성 합금, 또는 Ni 50.5 내지 53.0 at% 및 Ti 49.5 내지 47.0 at% 중 Ni 및/또는 Ti의 일부를 0.01 내지 5.0at%의 범위내에서 Cr, Fe, Co, Mo, V, Pd, W, Cu중 어느 한 종류 또는 어느 두 종류 이상의 원소로 치환한 초탄성 합금이 사용된다.
또한, 상기 연속 가공 장치에 사용되는 전해 연마조으로서는 3가 알콜 10내지 50vol%, 과염소산 5 내지 20vol%를 포함하고, 나머지는 1가 알콜로 조성된 연마조를 사용하는 것이 효과적이다.
그리고, 1가 알콜로서는 에타놀 또는 메타놀이 바람직하며, 3가 알콜로서는 글리세린이 바람직하다.
한편, 설비면에서 검토하면 초산 80 내지 95vol% - 과염소산 20 내지 50vol% 배드의 사용도 가능하다.
이후, 본 발명은 도면을 사용하여 더욱 상세히 설명한다.
제1도에 도시한 바와 같이, 선재(1)를 전해 연마조에 통과시켜 테이퍼 가공하는 경우에, 선재의 A점이 연마조 입구에 도달할 때 음극(3)과 급전 롤러(4) 사이를 통전하고 A점이 연마조 출구에 도달할 때(제2도) 상기 통전을 차단한다. 이 조작에 의해 선재는 제3도에 도시한 A점을 중심으로 양쪽을 향해 직경이 점진적으로 증가하는 형태로 테이퍼 가공된다. 그리고, 테이퍼 가공된 부분의 길이 AC는 거의 전해 연마조의 길이 AB(즉 당초 연마조에 있었던 선재의 길이)와 동일하고 AC 사이의 거리와 AB 사이의 거리는 거의 대칭으로 가공된다. 게다가, 선재의 최소 직경이 되는 A점의 직경은 통전 전류에 의해 결정된다.
또한, 소정 주기로 전류를 주기적으로 온-오프하는 것에 의해 가공된 긴 재료(제4도)가 얻어짐으로써, A점 및 A'점에서 절단되며 양단부가 테이퍼 가공된 재료가 얻어지고 A점 및 D점에서 절단되면 한 단부만이 테이퍼 가공된 재료가 얻어진다.
전원의 온-오프는 수동으로 행하는 것도 좋으나 권취된 길이의 검출에 의한 피드백 회로를 이용함으로써 간단히 자동화하는 것도 바람직하다.
테이퍼 가공하지 않는 부분을 전해 연마조에 통과시킬 때에는 선재 이송 속도를 고속으로 함으로써 생산성을 향상시키는 것이 제조단가의 절감에 극히 유효하다.
가공장치에 대해 더욱 상세히 설명하면, 제6도는 본 발명의 장치의 개략도이며, 제7도는 일부 확대도이다. 제6도 및 제7도에 있어서, 도면부호 11은 공급 릴, 12는 선재, 13은 양극 급전 장치(도면은 급전 롤러), 14는 전해조, 15는 전해 연마조, 16은 음극, 17은 세정조, 18은 건조장치, 19는 선재 이송 장치, 20은 전원 발생 장치, 21은 권취 릴이다.
본 발명의 장치에 의한 전해 연마는 제7도에 도시한 바와 같이, 전해조 외부에 설치된 양극 급전 장치(13)에 의해 양극에 전류를 공급하는 한편, 전해조(즉, 전해 연마조)중의 선재로부터 일정한 거리를 두어서 선재의 양측 또는 전체 주위를 감싼 형태로 형성한 원통형 전극을 음극(16)으로 설치하고, 선재를 선재 이송 장치(19)에 의해 일정한 또는 가변의 적당한 속도로 이동시키는 동안 가변의 일정 전류를 전원 발생 장치(20)에 의해 통전시키도록 되어 있다. 따라서, 임의 형상의 테이퍼 가공이 성취될 수 있다.
테이퍼 가공 길이가 전해액과 선재의 접촉 길이이므로 전해조의 길이는 소정의 테이퍼 길이에 어울리도록 변경될 수 있다. 테이퍼 형상의 제어로서는 상술한 선재 이송 속도의 변화 또는 전해 전류의 변화에 의해 원하는 형상을 성취할 수 있도록 미리 실험적으로 결정하면 좋다.
이후, 전해조에 대해 상세히 설명한다.
① 과염소산 - 3가 알콜 및 1가 알콜로 된 전해 연마조의 경우;
과염소산을 5 내지 20vol%로 한정한 이유는 5vol% 미만의 경우 전해 연마중의 소모에 의해 용액의 안정성이 손상되고, 20vol%를 초과하면 안정성이 문제가 되고 표면 광택이 부족해지기 때문이다. 또한 3가 알콜을 10 내지 50vol%로 한정한 이유는 10vol% 미만의 경우 전해조의 점도가 저하되고 표면의 평활성이 나빠지며, 50vol%를 초과하면 점도가 높아지고 전해조의 교반이 곤란하고 색의 부조화가 발생하기 때문이다.
1가 알콜로서는 단가, 입수하기 쉬움 및 점도의 면에서 메타놀 또는 에타놀이 우수하다.
3가 알콜로서는 단가 및 입수하기 쉬운 면에서 글리세린이 우수하다.
② 초산과 과염소산으로 된 전해 연마조의 경우;
과염소산을 5 내지 20vol%로 한정한 이유는 5vol% 미만의 경우 전해 연마조의 소비에 의해 용액의 안정성이 손상되고, 20vol%를 초과하면 안정성이 문제가 되고 표면 광택이 손상되기 때문이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 방법의 일례를 도시하는 것으로서, 통전시의 상태를 설명하는 도면.
제2도는 제1도의 통전을 차단할 때의 상태를 설명하는 도면.
제3도 및 제4도는 본 발명의 방법에 의해 구한 선재의 한 예를 도시하는 측면도.
제5도는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 의해 얻어진 선재를 도시하는 측면도.
제6도는 본 발명의 장치의 일례를 도시하는 개략도.
제7도는 제6도의 일부 확대도.
제8도는 본 발명의 실시예 3 및 실시예 5에 사용된 선재 이송 속도를 도시하는 도면.
제9도는 실시예 3 및 실시예 5로 얻어진 테이퍼 선재를 도시하는 측면도.
제10도는 실시예 4 및 실시예 6에 사용된 통전 전류를 도시하는 선도.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 실시예에 의해 설명한다.
[실시예 1]
0.48mmφ의 NiTi 합금선(Ni : Ti = 50.9 : 49.1 at%)을 사용하여 이하의 조건하에서 전해연마했다.
(1) 전해 연마조 조성 에타놀 72%
글리세린 20%
과염소산 8%
(2) 배드의 온도 25℃ 내지 30℃
(3) 전해조 길이 125mm
(4) 선재 이송 속도 33mm/min의 정속
(5) 통전 전체 전류 1.2A
(6) 온-오프 타이밍 제1도 및 제2도에 따름
이와 같이 해서 얻은 선재의 형상을 제5도에 도시했다. 제5도로부터 분명하듯이, 본 발명에 따라 얻은 테이퍼 형상은 유연하게 테이퍼 가공되어 있다.
[실시예 2]
0.48mmφ의 NiTi 합금선(Ni : Ti = 50.9 : 49.1 at%)을 사용하여 이하의 조건하에서 전해연마했다.
(1) 전해 연마조 조성 CH3COOH 92%
HClO48%
(2) 배드의 온도 25℃ 내지 30℃
(3) 전해조 길이 125mm
(4) 선재 이송 속도 33mm/min의 정속
(5) 통전 전체 전류 1.2A
(6) 온-오프 타이밍 제1도 및 제2도에 따름
이와 같이 해서 얻은 선재의 형상을 제5도에 도시했다. 제5도로부터 분명하듯이, 본 발명에 따라 얻은 테이퍼 선재는 유연하게 테이퍼 가공되어 있다.
[실시예 3]
제6도에 도시한 연속 테이퍼 가공 장치를 사용하여, Ni-Ti 합금(Ni : Ti = 50 : 50 at%)초탄성 선재를 테이퍼 가공했다. 공급 릴(11)에 0.48mmφ의 상기 NITi 합금 선재를 권취하고, 선재를 이송 장치(19)에 의해 제8도에 도시한 대로 선재 이송 속도를 변경시켜 권취 릴(21)에 권취했다. 통전은 양극 급전 장치(13) 및 음극(16)에 의해 수행했다. 전해 연마 조건은 다음과 같다.
(1) 전해 연마조 조성 에타놀 72%
글리세린 20%
과염소산 8%
(2) 배드의 온도 25℃ 내지 30℃
(3) 전해조 길이 125mm
(4) 선재 이송 속도 0.28m/min 내지 0.47m/min
(5) 통전 전체 전류 2A
이와 같이 해서 얻은 선재의 형상을 제9도에 도시했다.
[실시예 4]
실시예 3과 동일하지만 선재 이송 속도를 일정하게 하고 통전 전류를 제10도에 도시한 대로 점진적으로 증가시켰다.
이와 같이 해서 얻은 테이퍼 선재는 제9도에 도시한 것과 동일하다.
제9도부터 분명하듯이, 본 발명의 장치에 의해 얻은 테이퍼 선재는 유연하게 테이퍼 가공되어 있다.
[실시예 5]
제6도에 도시한 연속 테이퍼 가공 장치를 이용하여, Ni-Ti 합금(Ni : Ti = 50.9 : 49.1 at%) 초탄성 선재의 테이퍼 가공을 수행했다.
공급 릴(11)에 0.48mmφ의 상기 NITi 합금 선재를 권취하고, 선재를 이송 장치(19)에 의해 제8도에 도시한 대로 선재 이송 속도를 변경시켜 권취 릴(21)에 권취했다. 통전은 양극 급전 장치(13) 및 음극(16)에 의해 수행했다. 전해 연마 조건은 다음과 같다.
(1) 전해 연마조 조성 CH3COOH 92%
HClO28%
(2) 배드의 온도 25℃ 내지 30℃
(3) 전해조 길이 125mm
(4) 선재 이송 속도 0.25m/min 내지 0.47m/min
(5) 통전 전체 전류 2A
이와 같이 해서 얻은 선재의 형상을 제9도에 도시했다.
[실시예 6]
실시예 5와 동일하나 선재 이송 속도를 일정하게 하고 통전 전류를 제8도에 도시한 대로 점진적으로 증가시켰다.
이와 같이 해서 얻은 테이퍼 선재는 제9도에 도시한 것과 동일하다.
제9도부터 분명하듯이, 본 발명의 장치에 의해 얻은 테이퍼 선재는 유연하게 테이퍼 가공되어 있다.
또한, 전해액의 비교에 대해서는 다음과 같다.
[실시예 7]
NiTi 합금(50.9-49.1 at%)의 1mmφ 선재를 사용하여, 메타놀 50vol%, 글리세린 40vol%, 과염소산 10vol%의 배드를 이용하고, 상온에서 25V의 전압으로 전해 연마를 10분동안 수행했다.
[실시예 8]
동일 선재를 사용하여, 에타놀 30vol%, 글리세린 50vol%, 과염소산 20vol%의 배드를 이용하여서 상온에서 25V의 전압으로 전해 연마를 10분동안 수행했다.
[실시예 9]
동일 선재를 사용하여, 과염소산 8vol% - 초산 92vol% 배드에, 상온에서 25V의 전압으로 전해 연마를 10분동안 수행했다.
[비교예 1]
동일하게, HF : HNO3= 1 : 4(몰비)의 배드에서 수행했다.
상기 실시예 7 내지 실시예 9 및 비교예 1에 대해, 배드의 냄새 및 표면 상황을 관찰하고, 추가로 선재의 용해속도를 측정하여 표 1에 기록했다.
표 1로부터 분명하듯이, 본 발명의 실시예에 있어서는 표면 상황이 양호하고 실시예 9를 제외하면 배드의 냄새도 없으며 용해도 속도도 12 내지 14㎛/분으로 빨랐다.
또한, 실시예 9에서 배드의 냄새는 있었지만 표면 상황이 양호하여, 탈취 장치의 설치를 검토하면 사용가능하다.
이에 비해, 비교예에서는 표면 상황이 불량하고 악취가 심하며 용해 속도가 느렸다.
[산업상의 이용 가능성]
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 선재 길이 방향의 선재 직경 변화를 임의로 제어하는 것이 가능하며, 테이퍼 가공 및 단부 가공 등의 가공이 용이하며, 고정밀도로 시행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 가공 장치의 전해 연마조로서 1가 알콜 및 3가 알콜을 사용하면 악취가 없으며 표면 상황이 양호한 Ni-Ti 합금의 연마재를 효율좋게 얻는데 적합하다.

Claims (5)

  1. 선재의 일부를전해 연마로 가공하는 방법에 있어서, 음극을 설치한 전해 연마조 안으로 긴 선재를 연속해서 통과시키고, 가공하고자 하는 부분이 이 전해 연마조를 통과할 때에만 통전하는 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 가공하지 않는 부분이 전해 연마조를 통과할 때에는 선재 이송 속도를 고속으로 하는 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선재는 Ni 50.5 내지 53.0 at% 및 나머지가 Ti로 된 초탄성 합금인 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선재는 Ni 50.5 내지 53.0 at%와 Ti 47.0 내지 49.5 at%에서 Ni 및 Ti 또는 이들중 어느 하나의 일부를 0.01 내지 5.0at%의 범위내에서 Cr, Fe, Co, Mo, V, Pd, W 및 Cu 중 어느 하나 또는 어느 두 종류 이상의 원소로 치환하여 이루어진 초탄성 합금인 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선재의 가공은 테이퍼 가공 또는 홈 가공으로 수행되는 것을 특징으로 하는 선재의 연속 가공 방법.
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