KR100315590B1

KR100315590B1 - 이종금속 재료의 접합구조

Info

Publication number: KR100315590B1
Application number: KR1019980049402A
Authority: KR
Inventors: 다까히꼬 신도; 요시야스 이도; 가쓰미 스즈끼
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2002-02-28
Also published as: EP1962353A2; EP0923145A2; KR19990045373A; CN1187160C; US20020061417A1; EP1962353A3; CA2254349A1; US20030031889A1; EP0923145A3; US6692841B2; CN1223190A; US6492037B2; CA2254349C

Abstract

본 발명은 다른 특성을 갖는 이종 금속재료의 접합구조에 관한 것이며, 더 자세히는 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자나 아크접촉자의 접합구조, 또는 도전성이나 내열성의 향상을 위한 기재와 코팅재와의 코팅 단부구조에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 재료특성이 다른 이종 금속재료의 접합에 있어서, 접합부재의 충격강도를 높인 신뢰성이 높은 접합구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 금속기재와, 이것과 재료특성이 다른 코팅재료로 된 코팅부재의 충격강도를 개선한 신뢰성이 높은 코팅구조를 제공하는 데 있다.

본 발명은 한쪽의 금속재료와, 이것보다 강성이 작은 금속재료와의 이종 금속재료의 접합에 있어서, 한쪽 금속재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자의 접촉자 접점부가 동 또는 동 합금이며, 상기 접촉자 접점부 이외가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 되고, 상기 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 금속기재에, 이것보다 강성이 큰 코팅재료가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 코팅부재에 있어서, 코팅 단부에서의 금속기재와 자유연이 이루는 각도가 40~60도 또는 95~125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

Description

이종 금속재료의 접합구조

본 발명은 다른 특성을 갖는 이종 금속재료의 접합구조에 관한 것이며, 더 자세히는 예를 들어 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자나 아크접촉자의 접합구조, 또는 도전성이나 내열성의 향상을 위한 금속 기재와 코팅재와의 코팅 단부구조에 관한 것이다.

종래, 봉상 또는 관상의 이종 금속재료의 접합에는 마찰압접이나 확산접합 등이 행하여진다. 마찰압접에 의한 이종 금속재료의 접합의 예를 도 1을 사용해서 설명한다. 도 1a에 나타낸 바와 같이 재료특성이 다른 금속재료(1)와 금속재료(2), 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 동 또는 동 합금을 각각 압접장치의 척으로 쥐고, 한쪽을 회전시켜서 접합할 부분을 마찰 에너지로 가열하고 축방향의 가압력 P에 의해 업셋 가압(upset pressing)하여 접합한다. 접합후의 축방향 단면은 도 1b에 나타낸 바와 같이, 금속재료(1)와 금속재료(2)가 접합되어 각각의 재료강도에 따라 금속재료의 버(burr)(5)의 양과 형상이 다른 상황을 나타낸다. 또한 도 1a 및 도 1b에서 3은 마찰 압접장치의 척의 고정축이며, 4는 회전축이다. 종래의 커플링의 접합에서는 접합부재의 충격강도가 적기 때문에, 접합부의 신뢰성이 낮은 것이 문제가 된다. 이 경향은 상술한 마찰압접에 한하지 않고, 냉간압접, 열간압접, 확산접합, 폭발압접, 단접, 초음파접합, 브레이징(brazing), 납땜, 저항용접, 접착제를 사용하는 접합 등, 어떠한 방법에 의한 이종 재료간의 접합구조에서나 마찬가지이다.

그래서 종래의 이종 재료의 마찰압접에서는, 열팽창계수가 큰 쪽의 재료의 직경을 다른 쪽 재료의 그것보다도 크게 하여 접합함으로써, 접합계면에 발생하는 잔류응력을 완화해서 접합강도를 향상시키고 있다(일본국 특개평 6-47570호 공보). 또 알루미늄재와 동재의 열간압접에서는, 알루미늄재에 개선각(開先角) 15도∼45도의 볼록상으로 한 동재를 맞대고 통전가열에 의해 접합해서 인장강도를 향상시키고 있다(특개평 4-143085호 공보). 또 세라믹스와 금속과의 접합에서는 열응력 완화를 위해 세라믹스부재의 접합계면의 주연부(周緣部)에 있는 일부와 접합체 표면이 이루는 세라믹스 구성 각도를 80도 이하 또는 100도 이상으로 설정한다(특개평 1-282166호 공보). 또한 열팽창률이 다른 부재끼리의 접합에서는 열응력 완화를 위해 열팽창계수가 적은 부재의 접합계면 연부를 접합계면 방향에서 보아 소정치 이상의 반경을 갖는 곡면상으로 형성하고 있다(특개평 1-282167).

상술한 종래의 방법은 어느 것이나 잔류응력 완화, 열응력 완화, 인장강도 향상을 목적으로 한 방법으로서, 접합부재의 충격강도를 높이고 접합부의 신뢰성을 높이는 방법은 아니다.

이상 설명한 바와 같이 재료특성이 다른 이종 재료의 접합에서는, 접합조건의 최적화에 의해 정적인 커플링강도에 관해서는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 문제는 없다. 즉 이종 접합 부재의 인장강도는 중심부와 접합면 단부에서 변화가 없다. 그러나 충격강도에 관해서는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 접합면 단부에서 심한 저하가 나타나서 커플링 전체가 낮아지는 것이 명백하여서, 접합부재의 낮은 충격강도가 문제가 된다.

한편, 도전성이나 내열성의 향상을 위한 금속기재에 대한 코팅재의 코팅은 용사(溶射), PVD, CVD 등으로 행하여진다. 금속기재와 코팅재의 강성이 다른 경우에, 예를 들어 금속기재에 대한 이 기재보다 강성이 작은 코팅재의 코팅, 또는 금속기재에 대한 이 기재보다 강성이 큰 코팅재의 코팅에서는, 금속기재와 코팅재로 된 코팅부재의 충격강도가 낮음에 따른 신뢰성의 저하가 종래로부터 문제가 된다.

이 경향은 용사, PVD, CVD 중의 어느 한 방법에 한하지 않고, 용접, 브레이징, 납땜, 접착제에 의한 접합 등, 어느 방법에 의한 코팅구조에 있어서도 마찬가지이다.

도 1a는 종래의 마찰압접에 의한 이종 금속재료의 접합의 설명도.

도 1b는 접합후의 이종 금속재료의 축방향의 단면을 나타낸 도면.

도 2는 이종 금속재료의 접합면 단부에서 금속재료(1, 2)와 자유연(自由緣)이 이루는 각도와 인장강도의 관계를 나타낸 그래프.

도 3은 이종 금속재료의 접합면 단부에서 금속재료(1, 2)와 자유연이 이루는 각도의 한쪽이 90도인 경우의 나머지 금속재료와 자유연이 이루는 각도와 인장강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 4는 이종 금속재료의 접합면 단부에서 금속재료(1, 2)와 자유연이 이루는 각도와 충격강도의 관계를 나타낸 그래프.

도 5는 이종 금속재료의 접합면 단부에서 금속재료(1, 2)와 자유연이 이루는 각도의 한쪽이 90도인 경우의 나머지 금속재료와 자유연이 이루는 각도와 충격강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 6은 봉상의 이종 금속재료의 접합구조를 나타낸 도면.

도 7은 관상의 이종 금속재료의 접합구조를 나타낸 도면.

도 8은 동재와 알루미늄재의 접합면 단부에서 자유연과 X축이 이루는 각도가 90도일 때의 인장강도를 1로 했을 때의 각 각도에서의 인장강도비를 나타낸 그래프.

도 9는 동재와 알루미늄재의 접합면 단부에서 자유연과 X축이 이루는 각도가 90도일 때의 충격강도를 1로 했을 때의 각 각도에서의 충격강도비를 나타낸 그래프.

도 10은 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 사용한 전력용 차단기의 통전접촉자의 개략구조를 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 사용한 전력용 차단기의 아크접촉자의 개략구조를 나타낸 도면.

도 12는 본 발명에 관한 봉상 이종 금속재료의 커플링의 접합구조를 나타낸 도면.

도 13은 본 발명에 관한 파이프상 이종 금속재료의 커플링의 접합구조를 나타낸 도면.

도 14는 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 채용한 전력용 차단기의 통전접촉자의 개략구조를 나타낸 도면.

도 15는 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 채용한 전력용 차단기의 아크접촉자의 개략구조를 나타낸 도면.

도 16은 봉상 이종 금속재료의 커플링의 본 발명 접합구조의 실시예를 나타낸 도면.

도 17은 파이프상 이종 금속재료의 커플링의 본 발명 접합구조의 실시예를 나타낸 도면.

도 18은 이종 금속재료의 접합구조에서의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도와 인장강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 19는 이종 금속재료의 접합구조에서의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도와 충격강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 20은 이종 금속재료의 접합면에서의 금속간 화합물로 된 반응층의 두께와 인장강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 21은 이종 금속재료의 접합면에서의 금속간 화합물로 된 반응층의 두께와 충격강도와의 관계를 나타낸 그래프.

도 22는 동기재에 은을 코팅재로 하여 코팅한 코팅부재의 코팅 단부구조를 나타낸 도면.

도 23은 도 22에 나타낸 코팅 단부구조에서의 금속기재와 자유연이 이루는 각도와 충격강도의 관계를 나타낸 그래프.

도 24는 알루미늄기재에 은을 코팅재로 하여 코팅한 코팅부재의 코팅 단부구조를 나타낸 도면.

도 25는 도 24에 나타낸 코팅 단부구조에서의 금속기재와 자유단이 이루는 각도와 충격강도의 관계를 나타낸 그래프.

도 26은 코팅 단부구조를 통전접촉자에 적용한 본 발명의 실시예를 나타낸 도면.

도 27은 코팅 단부구조를 전력용 차단기 또는 개폐기의 도체에 적용한 본 발명의 실시예를 나타낸 도면.

도 28은 코팅 단부구조를 가스터빈의 동익, 또는 연소기의 차단부에 적용한 본 발명의 실시예를 나타낸 도면.

도 29는 Ni기 또는 Co기 내열합금의 기재에 MCrAlY 내식합금 및 지르코니아 세라믹스를 코팅재로 하여 코팅한 본 발명의 코팅 단부를 나타낸 도면.

본 발명은 한쪽의 금속재료와, 이것보다 강성이 작은 금속재료와의 이종 금속재료의 접합에 있어서, 한쪽 금속재료의 접합면 단부에서 한쪽의 금속 재료 자체의 자유연과 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자의 접촉자 접점부가 동 또는 동 합금이며, 상기 접촉자 접점부 이외가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 되고, 상기 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동재는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다. 본 발명은 전력용 차단기에 사용되는 아크접촉자의 접촉자 접점부가 동-텅스텐 합금이며, 상기 접촉자 접점부 이외가 철, 철 합금 또는 동 합금 중의 어느 1종으로 되고, 상기 동-텅스텐 합금의 접합면 단부에서 동-텅스텐 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 금속재료와의 접합에 있어서, 상기 한쪽의 금속재료 및 상기 강성이 작은 금속재료의 접합면 단부에서 각각의 금속재료 자체의 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 금속재료와의 접합에 있어서, 상기 한쪽의 금속재료 또는 상기 강성이 작은 금속재료의 접합면 단부에서 각각의 금속재료 자체의 자유연과 이루는 각도의 어느 한쪽이 90도인 경우에, 나머지 금속재료의 접합면 단부에서 그 금속재료의 자유연과 이루는 각도를90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 55~85도가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120~140도가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 혹은 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 그 금속기재 자체의 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 혹은 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 그 금속기재 자체의 자유연과 이루는 각도가, 어느 쪽이든 한쪽이 90도인 경우에는 나머지 재료의 접합면 단부에서 그 재료 자체의 자유연과 이루는 각도가 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 금속기재에, 이 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료가 코팅구조를 갖는 코팅부재에 있어서, 코팅 단부에서의 금속기재와 그 금속기재 자체의 자유연이 이루는 각도가 120~140도 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 금속기재에, 이 금속기재보다 강성이 큰 코팅재료가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 코팅부재에 있어서, 코팅 단부에서의 금속기재와 그 금속기재 자체의 자유연이 이루는 각도가 40~60도 또는 95~125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 접촉자 본체부에 접촉자 접점부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자에 있어서, 상기 접촉자 본체부는 금속기재로 되고, 상기 접촉자 접점부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재와 그 금속기재 자체의 자유연이 이루는 각도가 40~60도 또는 95~125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 도체 본체부에 도체 접점부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 전력용 차단기 또는 개폐기에 사용되는 도체에 있어서, 상기 도체 본체부는 금속기재로 되고, 상기 도체 접점부는 상기 금속기재보다 강성이 큰 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재와 그 자체의 자유연이 이루는 각도가 40~60도 또는 95~125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 본체부에 내식부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 가스터빈에 사용되는 동익 또는 연소기에 있어서, 상기 본체부는 금속기재로 되고, 상기 내식부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재와 그 금속기재 자체의 자유연이 이루는 각도가 120~140도 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

본 발명은 홈 가공을 실시한 본체부에 내열부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 가스터빈에 사용되는 동익 또는 연소기에 있어서, 상기 본체부는 금속기재로 되고, 상기 내열부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 본드코팅재와 톱코트재로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재 자체의 자유연과 이루는 각도가 120~140도 또는 55~85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조이다.

실시예

실시예 1

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다.

다른 특성을 갖는 금속재료로서 마찰압접한 동재와 알루미늄재의 접합구조에 대해 설명한다.

도 6은 봉상의 이종 금속재료(1, 2)의 접합구조, 도 7은 관상의 금속재료(1, 2)의 접합구조를 나타낸다. 도 6b 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 금속재료(2)와, 이 금속재료(2)보다 강성이 작은 금속재료(1)와의 접합구조에 있어서, 금속재료(2)의 접합면 단부에서 이 금속재료(2) 자체의 자유연 X와 이루는 각도 θ₂를 120~140도로 하고, 또는 도 6c 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 금속재료(2)의 접합면 단부에서 이 금속재료(2) 자체의 자유연 X와 이루는 각도 θ₃를 55도로부터 85도 사이에 설정하였다. 또 도 6 및 도 7에서 접합면은 직선상으로 되어 있으나, 곡선상이어도 그 곡선의 접선과 자유연이 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도 사이이면 된다. 또 동재에서, 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도는 접합면 연부보다 직경의 5% 이상(≥0.05D1) 형성되어 있으면 그 효과는 현저하다.

한쪽의 금속재료(2)에 대해 접합면 단부에서 그 금속재료 자체의 자유연 X와 이루는 각도를 40도로부터 140도까지 5도 간격으로 제작하고, 이들에 대해 인장강도 시험과 충격강도 시험을 행하였다. 접합면 단부에서 자유연 X와 이루는 각도가 90도일 때의 인장강도를 1로 할 경우의 각 각도에서의 인장강도를 도 8에 나타낸다. 또 접합면 단부에서 자유연 X와 이루는 각도가 90일 때의 충격강도를 1로 할 경우의 각 각도에서의 충격강도를 도 9에 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 인장강도는 접합면 단부에서 자유연 X와 이루는 각도에 관계없이 일정치를 나타내었다. 그러나 충격강도는 도 9에 나타낸 바와 같이, 금속재료(2)의 접합면 단부에서 그 금속재료 자체의 자유연 X와 이루는 각도를 120~140도, 또는 55도로부터 85도 사이로서, 종래의 90도의 값보다 높은 값을 나타내고 있다.

마찰압접뿐 아니라 냉간압접, 열간압접, 확산접합, 폭발압접, 단접, 초음파접합, 브레이징, 납땜, 저항용접, 접착제를 사용한 접합 등의 어느 접합수단에 대해서도, 금속재료의 접합면 단부에서 그 금속재료 자체의 자유연 X와 이루는 각도를 120~140도, 또는 55도로부터 85도 사이에 설정하면, 종래의 90도의 값보다도 높은 값을 나타낸다.

또 알루미늄재와 티탄재, 알루미늄재와 강재, 동재와 동-크롬 합금재의 이종재료 접합부재에서도 강성이 큰 재료, 즉 티탄재(알루미늄재와 티탄재의 경우), 강재(알루미늄재와 강재의 경우), 동-크롬 합금재(동재와 동-크롬 합금재의 경우)의 접합면 단부에서 그 금속재료 자체의 자유연과 이루는 각도를 120~140도, 또는 55도로부터 85도 사이에 설정하면, 종래의 90도의 값보다도 높은 값을 나타낸다.

실시예 2

전력용 차단기의 통전접촉자재료에 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 적용한 실시예를 도 10에 나타낸다. 통전접촉자는 폐로일 때는 고정측과 가동측은 접촉하고 있으나, 개로일 때는 가동측의 통전접촉자가 조작기구부에 연결하여 고정측으로부터 떨어진다. 일반적으로 가동측의 통전접촉자는 경량이며 도전율이 높은 알루미늄재로 구성되어 있으며, 가동측과 고정측의 접촉자가 떨어질 때 생기는 미소한 아크에 의해 접점부 부근이 용손(溶損)한다. 이 용손부분은 개폐조작회수의 증가와 더불어 커져서, 개로시의 전류차단특성이 저하한다. 통전접촉자의 형상이 작아지면 더욱 이 경향이 커진다.

본 실시예에서는 도 10에 나타낸 바와 같이, 가동측의 통전접촉자의 접점부분(12)을 알루미늄재보다도 융점 및 도전율이 높은 동재로 하고, 그 이외의 부분 (11)을 알루미늄재로 한 이종 금속재료의 접합구조를 사용하였다. 그리고 이 동재와 알루미늄재를 마찰압접한 접합면 단부에서 동재와 이 동재 자체의 자유연과 이루는 각도를 120~140도(θ₂), 또는 55도로부터 85도 사이(θ₃)로 설정하였다.

종래의 동재와 알루미늄재의 마찰압접부재는 충격강도가 낮아서, 접합구조의신뢰성이 낮았기 때문에 고도전율의 동-알루미늄재 통전접촉자는 적용할 수 없었다. 그러나 본 발명의 접합구조는 종래의 알루미늄재의 통전접촉자 대신에 사용할 수 있게 되었다. 즉 가동측의 통전접촉자의 접점부분을 동재로 치환하고, 그 이외의 부분을 종래의 경량의 알루미늄재로 함으로써, 도전율이 높고, 용손이 적으며, 경량이고, 또 형상이 종래 지름의 절반으로 작아져도 양호하게 대전류의 개폐를 행할 수 있는 통전접촉자가 얻어졌다. 그리고 이 효과는 접촉자 접점부가 동재, 동 합금이며, 접점부 이외가 알루미늄재 또는 알루미늄 합금으로 구성된 경우에도 마찬가지 경향을 나타낸다.

또 접합면이 접점부에 가까우면 개폐시의 아크의 열에 의해 접합면이 손상을 받아서 충격강도가 저하하므로, 접합면은 접점부로부터 떨어지게 하는 것이 바람직하다. 또 접합부에서의 전기저항이 높으면 통전시에 접합부가 가열하여 확산접합층이 성장해서 강도가 저하하기 때문에, 접합부의 전기저항은 모재의 전기저항과 동등한 것이 바람직하다.

실시예 3

전력용 차단기의 고정측과 가동측 아크접촉자에 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 적용한 실시예를 도 11에 나타낸다.

아크접촉자는 폐로일 때는 고정측과 가동측은 접촉하고 있으나, 개로일 때는 가동측의 아크접촉자가 조작기구부에 연결하여 고정측으부터 떨어진다. 일반적으로 아크접촉자는 접점이 내아크성인 동-텅스텐 합금, 접점 이외가 동-크롬 합금으로 만들어지며, 접합부는 은납땜되어 있다. 이 접합부는 전기저항이 동-텅스텐 합금의 3배나 되어 크며, 융점이 동-크롬 합금의 1/2이 되어 적다. 이 때문에 아크접촉자를 소형화하면, 가동측과 고정측의 접촉자가 떨어질 때에 생기는 대전류의 아크에 의한 고열로 접합부의 은납이 녹아버린다. 따라서 종래에는 아크접촉자를 소형화할 수가 없었다.

본 실시예에서는 아크접촉자의 접점부(22)가 내아크성의 동-텅스텐 합금이며, 접점부(22) 이외의 21이 동-크롬 합금인 접합구조를 사용하였다. 즉 도 11에 나타낸 바와 같이, 동-크롬 합금(21)과 이것보다 강성이 큰 동-텅스텐 합금(22)을 마찰 압접한 접합면 단부에서 동-텅스텐 합금과 이 동-텅스텐 합금 자체의 자유연 X와 이루는 각도를 120~140도(θ₂) 또는 55도로부터 85도 사이(θ₃)가 되도록 설정한 이종 금속재료의 접합구조를 사용하였다.

이에 따라 접합구조의 충격강도가 향상하여, 아크접촉자의 소형화가 실현되었다.

실시예 4

다른 특성을 갖는 이종 금속재료의 마찰압접에 의한 접합의 예로서, 동재와 이것보다 강성이 작은 알루미늄재의 접합부재에 대해 설명한다.

도 12는 봉상 이종 금속재료의 커플링의 접합구조, 도 13은 파이프상 이종 금속재료의 접합구조의 커플링의 접합구조를 나타낸 것이다. 도 12a 및 도 13a는 각각 봉상 및 파이프상 접합구조의 종래예를 나타낸다.

도 12b, 도 12c 및 도 13b, 도 13c에 나타낸 바와 같이, 동재(31)와 이것보다 강성이 작은 알루미늄재(32)의 접합면 단부에서 각각의 자유연 X와 이루는 각도 (θ₂, θ₃)를 다 같이 90도 미만으로 하였다. 또 도 12d, 12e 및 13d, 13e에 나타낸 바와 같이, 동재(31)와 이것보다 강성이 작은 알루미늄재(32)의 접합면 단부에서 한쪽의 금속재료의 자유연 X와 이루는 각도(θ₁)가 90도일 경우에, 다른 쪽 금속재료의 접합면 단부에서 자유연 X와 이루는 각도(θ₄)를 90도 미만이 되도록 설정하였다.

동재와 알루미늄재의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도를 40도로부터 140도의 범위로 변화시킨 접합부재를 제작하여, 인장시험과 충격시험을 행하였다. 인장시험의 결과를 도 2 및 도 3에, 또 충격시험의 결과를 도 4 및 도 5에 나타낸다. 또한 인장강도비 및 충격강도비는 어느 것이나 90도에서의 강도를 1로 할 경우의 비율을 나타내었다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 인장강도는 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도에 관계없이 일정치를 나타내었다. 그러나 충격강도에 대해서는 동재와 알루미늄재의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만일 때(도 4), 또는 어느 한쪽이 90도의 경우(도 5), 다른 재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 90도 미만일 때, 종래의 90도의 값보다도 높은 값을 나타내고 있다.

이와 같은 경향은 접합수단이 마찰압접뿐만 아니라 냉간압접, 열간압접, 확산접합, 폭발압접, 초음파접합, 브레이징, 납땜, 저항용접, 용융금속 주입, 주조이음, 접착제를 사용한 접합 등의 어느 방법에 있어서도 나타났다. 또 한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 다른 금속재료와의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만일 때, 및 어느 한쪽이 90도인 경우는, 나머지 금속재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 90도 미만일 때, 종래의 90도의 값보다도 높은 값을 나타내었다.

또 알루미늄재와 티탄재, 알루미늄재와 강, 동재와 동-크롬 합금재의 이종 금속재료의 접합구조에서도, 강성이 큰 재료, 즉 티탄재(알루미늄재와 티탄재의 경우), 강재(알루미늄재와 강재의 경우), 동-크롬 합금재(동재와 동-크롬 합금재의 경우)의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만, 또는 어느 한쪽이 90도인 경우는, 나머지 재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 90도 미만일 때, 종래의 90도의 값보다도 높은 충격강도의 값을 나타내었다.

실시예 5

전력용 차단기의 통전접촉자재료에 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 적용한 실시예를 도 14에 나타낸다. 통전접촉자는 폐로일 때는 고정측과 가동측은 접촉하고 있으나, 개로일 때는 가동측의 통전접촉자가 조작기구부에 연결하여 고정측으로부터 떨어진다. 일반적으로 가동측의 통전접촉자(2)는 경량이며 도전율이 높은 알루미늄재로 구성되어 있으며, 가동측과 고정측의 접촉자가 떨어질 때 생기는 미소한 아크에 의해 접점부 부근이 용손한다. 이 용손부분은 개폐조작회수의 증가와 더불어 커져서, 개로시의 전류차단특성이 저하한다. 통전접촉자의 형상이 작어지면 더욱 이 경향이 커진다.

본 실시예에서는 도 14에 나타낸 바와 같이, 가동측의 통전접촉자의 접점부분(41)을 알루미늄재보다도 융점 및 도전율이 높은 동재로 하고, 그 이외의 부분(42)을 알루미늄재로 한 이종 금속재료의 접합구조를 사용하였다. 동재와 알루미늄재를 마찰압접한 접합면 단부에서 각각의 자유연과 이루는 각도를 동재와 알루미늄재 다 같이 90도 미만, 또는 어느 한쪽이 90(θ₁)의 경우는, 나머지 재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도를 90도 미만(θ₅)으로 하였다. 종래의 동재와 알루미늄재의 마찰압접부재는 충격강도가 낮아서, 접합구조의 신뢰성이 낮았기 때문에, 고도전율의 동-알루미늄 통전접촉자는 적용할 수 없었으나, 본 발명의 접합구조로 함으로써 알루미늄재의 통전접촉자 대신에 사용할 수 있게 되었다.

가동측의 통전접촉자의 접점부분을 동재로 치환하고, 그 이외의 부분을 종래의 경량의 알루미늄재로 함으로써, 도전율이 높고, 용손이 적으며, 경량이고, 또 형상이 종래 지름의 절반으로 작아져도 양호하게 대전류의 개폐를 행할 수 있는 통전접촉자가 얻어졌다. 이 효과는 접촉자 접점부가 동재, 동 합금이며, 접점부 이외가 알루미늄재 또는 알루미늄 합금으로 구성된 경우에도 마찬가지 경향을 나타낸다.

또 이종 금속재료의 접합면이 통전접촉자의 접점부에 가까우면 개폐시의 아크의 열에 의해 접합면이 손상을 받아서 충격강도가 저하한다. 이 때문에 접합면은 접점부로부터 떨어지게 하는 것이 바람직하다. 또 접합부에서의 전기저항이 높으면 통전시에 접합부가 가열하여 확산접합층이 성장해서 강도가 저하하기 때문에,접합부의 전기저항은 모재의 전기저항과 동등한 것이 바람직하다.

실시예 6

전력용 차단기의 고정측과 가동측 아크접촉자에 본 발명의 이종 금속재료의 접합구조를 적용한 실시예를 도 15에 나타낸다.

아크접촉자는 폐로일 때는 고정측과 가동측은 접촉하고 있으나, 개로일 때는 가동측의 아크접촉자가 조작기구부에 연결하여 고정측으로부터 떨어진다. 일반적으로 아크접촉자는 접점이 내아크성인 동-텅스텐 합금, 접점부 이외에 동-크롬 합금이 사용되며, 접합부는 은납땜되어 있다. 이 접합부에서의 전기저항은 동-텅스텐 합금의 3배나 되어 크며, 또 융점은 동-크롬 합금의 1/2이 되어 적다. 이 때문에 아크접촉자를 소형화하면, 가동측과 고정측의 접촉자가 떨어질 때에 생기는 대전류의 아크에 의한 고열로 접합부의 은납이 녹아버린다.

본 실시예에서는 아크접촉자의 접점부(51)가 내아크성의 동-텅스텐 합금이며, 접점부 이외 52가 동-크롬 합금인 접합구조를 사용하였다. 즉 동-텅스텐 합금(51)과 이것보다 강성이 작은 동-크롬 합금(52)을 마찰압접한 접합면 단부에서 각각의 자유연과 이루는 각도를 동-크롬 합금과 동-텅스텐 합금 다 같이 90도 미만 또는, 어느 한쪽 재료가 90도(θ₁)의 경우는 나머지 재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 90도 미만(θ₅)이 되도록 설정하였다.

이에 따라 접합구조의 인장강도, 충격강도가 증가하여 신뢰도가 향상하고, 아크접촉자의 소형화도 달성하게 되었다.

실시예 7

이종 금속재료의 마찰압접에 의한 접합의 예로서, 동재와 알루미늄재의 접합부재에 대해 설명한다.

도 16은 봉상 이종 금속재료의 커플링의 접합구조, 도 17은 파이프상 이종 금속재료의 접합구조의 커플링의 접합구조를 나타낸 도면이다. 도 16a 및 도 17a는 각각 봉상 및 파이프상 접합구조의 종래예로서, 알루미늄재(61)와 동재(62)의 접합면 단부와 각각의 자유연 X가 이루는 각도가 90도이다.

도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 알루미늄재(61)와 동재(62)의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도를 변화한 접합부재를 제작하고, 양 부재를 마찰압접에 의해 접합하여 접합구조를 제작한다. 즉 도 16b, 도 16d 및 도 17b에 나타낸 바와 같이, 알루미늄재(61)와 동재(62)의 접합면 동재(62)의 자유연 X와 이루는 각도(θ₁)를 120~140도가 되도록 설정한다. 또 도 16c, 도 16e 및 도 17c에 나타낸 바와 같이, 알루미늄재(61)와 동재(62)의 접합면 단부에서 동재(62)의 자유연 X와 이루는 각도(θ₂)를 55도로부터 85도의 범위 내가 되도록 설정한다.

또 동재와 알루미늄재의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도를 40도로부터 140도의 범위로 변화시킨 접합부재를 제작하여, 인장시험과 충격시험을 행하였다. 인장시험의 결과를 도 18에, 또 충격시험의 결과를 도 19에 나타낸다. 또한 인장강도비 및 충격강도비는 어느 것이나 90도에서의 강도를 1로 할 경우의 비율을 나타내었다.

도 18로부터 알 수 있는 바와 같이, 인장강도는 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도에 관계없이 일정한 값을 나타내었다. 그러나 충격강도에 대해서는 도 19로부터 알 수 있는 바와 같이, 동재의 접합면 단부에서 동재의 자유연과 이루는 각도가 50도로부터 85도 사이, 또는 120~140도일 때, 종래의 90도의 값보다도 높은 값을 나타내고 있다.

실시예 8

알루미늄재(알루미늄 또는 알루미늄 합금)와 동재(동 또는 동 합금)를 마찰압접에 의해 접합하면, 마찰열로 고온이 되어 양 원소가 확산하여 Al₂, Cu, AlCu, AlCu₂등의 금속간 화합물로 된 반응층이 형성된다. 이와 같은 반응층을 갖는 이종 금속재료의 접합구조에 대해, 반응층의 두께와 인장강도 또는 충격강도와의 관계를 조사하기 위해 인장시험과 충격시험을 행하였다.

인장시험의 결과를 도 20에 나타낸다. 인장강도비는 알루미늄의 합금의 인장강도를 100으로 했을 때의 비율로 나타내었다.

또 충격시험의 결과를 도 21에 나타낸다. 충격강도비는 반응층의 두께가 15μm의 충격강도를 1로 하였을 때의 비율로 나타내었다.

도 20 및 도 21로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응층의 두께가 20μm 이하에서는 인장강도도 충격강도도 높은 값을 나타내고 있다. 그러나 반응층의 두께가 20μm 이상이 되면 인장강도는 변화하지 않으나, 충격강도는 저하의 경향을 나타낸다.

실시예 9

금속재료와, 이것과 재료특성이 다른 코팅재로 된 코팅부재의 코팅 단부구조의 실시예를 도 22에 나타낸다. 이것은 동기재에 은을 코팅한 코팅부재이다.

코팅재(72)인 은에 비하여 동기재(71)는 강성이 크다. 그래서 은을 코팅할 경우에는, 동기재(71)의 자유연 X와 이루는 각도를 도 22c에 나타낸 바와 같이 120~140도(θ₃), 또는 도 22b에 나타낸 바와 같이 55~85도(θ₂) 사이가 되도록 홈 가공을 실시하여 코팅을 행하였다.

동기재에 은을 코팅한 코팅부재에 대해, 코팅 단부에서의 금속기재와 자유연 X가 이루는 각도와 충격강도비를 조사하기 위해 충격시험을 행하였다. 그 결과를 도 23에 나타낸다. 또한 충격강도비는 각도가 90도에서의 충격강도를 1로 하였을 때의 각 설정각도에서의 강도분포이다.

도 23에 나타낸 바와 같이, 충격강도는 동기재에 대해 상기한 설정각도에서 종래의 90도(도 22a의 θ₁)의 값보다도 높은 값을 나타내어, 동기재에 은을 코팅한 부재의 신뢰성은 대폭적으로 향상하고 있다.

실시예 10

알루미늄기재에 은을 코팅한 코팅부재의 코팅 단부구조의 실시예를 도 24에 나타낸다.

코팅재(84)인 은에 비하여 알루미늄기재(83)는 강성이 크다. 그래서 은을 코팅할 경우에는, 알루미늄기재(83)의 자유연 X와 이루는 각도를 도 24b에 나타낸바와 같이 40~60도(θ₄) 또는 도 24c에 나타낸 바와 같이 95∼125도(θ₅) 사이가 되도록 홈 가공을 실시하여 코팅을 행하였다.

알루미늄기재에 은을 코팅한 코팅부재에 대해, 코팅 단부에서 기재와 자유연이 이루는 각도와 충격강도비를 조사하기 위해 충격시험을 행하였다. 그 결과를 도 25에 나타낸다. 또한 충격강도비는 각도가 90도에서의 충격강도를 1로 하였을 때의 각 설정각도에서의 강도분포이다.

도 25에 나타낸 바와 같이, 충격강도는 알루미늄기재에 대해 상기한 설정각도에서 종래의 90도(도 24a의 θ₁)의 값보다도 높은 값을 나타내어, 알루미늄기재에 대한 은 코팅부재의 신뢰성은 대폭적으로 향상하고 있다.

실시예 11

전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자에 본 발명의 코팅구조를 적용한 실시예를 도 26에 나타낸다.

알루미늄기재(95)에 적어도 접촉자 접점부가 동, 동 합금, 은 또는 은 합금으로 구성되는 코팅구조를 채용하고 있다. 즉 홈 가공을 실시한 알루미늄기재(95)와, 홈 내부에 실시된 상기 알루미늄기재보다 강성이 큰 동, 동 합금, 은 또는 은 합금 코팅재(96)로 구성되는 코팅부재(97)에서, 코팅 단부에서의 알루미늄기재(95)의 자유연 X와 이루는 각도가 40~60도, 또는 95도로부터 125도 사이가 되도록 설정한 코팅 단부구조로 한다. 또한 번호 98은 접촉자 접점영역을 나타낸다.

이에 따라 접촉자 접점부에서 신뢰성이 높은 고도전율의 코팅을 행할 수 있었다.

코팅구조가 통전부품으로서 사용되는 경우에 있어서, 코팅 단부가 접점 중심에 있으면 접촉자의 개폐조작에 의해 코팅 단부가 손상하기 쉽기 때문에, 코팅 단부가 접점부로부터 떨어져 있는 코팅구조로 하는 것이 바람직하다.

또 코팅구조에 있어서, 코팅부 계면의 전기저항이 높으면 그 부분에 발열을 일으켜서 코팅부재의 신뢰성이 저하하기 때문에, 모재의 전기저항과 동등하게 되도록 한 코팅구조로 하는 것이 바람직하다. 코팅부 계면의 전기저항을 적게 하는 것이 바람직하다.

실시예 12

전력용 차단기 또는 개폐기에 사용되는 도체에 본 발명의 코팅구조를 적용한 실시예를 도 27에 나타낸다.

알루미늄기재(105)에 도체 접점부가 동, 동 합금, 은 또는 은 합금으로 구성되는 코팅구조를 채용하고 있다. 즉 홈 가공을 실시한 알루미늄기재(105)와, 홈 내부에 실시된 상기 알루미늄기재(105)보다 강성이 큰 동, 동 합금, 은 또는 은 합금 코팅재(106)로 구성되는 코팅부재(107)에서, 코팅 단부에서의 알루미늄기재(105)의 자유연 X와 이루는 각도가 40~60도, 또는 95도로부터 125도 사이가 되도록 설정한 코팅 단부구조로 한다.

이에 따라 전력용 차단기 또는 개폐기에 사용되는 도체 접점부에서, 신뢰성이 높은 고도전율의 코팅을 행할 수 있었다.

실시예 13

홈 가공을 실시한 Ni기 또는 Co기 내열합금 기재에 MCrAlY 내식합금(M은 Ni 또는 Co 또는 쌍방)을 코팅재로 하여 코팅한 코팅구조의 실시예를 도 28에 나타낸다.

금속기재(119)가 되는 Ni기 또는 Co기 내열합금은 MCrAlY 내식합금(120)보다 강성이 크기 때문에, 코팅부재의 코팅 단부에서의 기재(119)의 자유연 X와 이루는 각도가 120~140도, 또는 55~85도 사이가 되도록 설정한 코팅 단부구조로 하였다. 또한 도 28에서 번호 121은 연소기를 나타낸다.

이에 따라 Ni기, Co기 내열합금 기재(119)에 MCrAlY 내식합금(M은 Ni, Co 또는 쌍방)(120)을 코팅한 코팅부재의 신뢰성이 대폭적으로 향상하였다. 그 때문에 가스터빈에 사용되는 동익, 연소기에서의 Ni기, Co기 내열합금의 내식부에 MCrAlY 내식합금으로 구성되는 코팅구조를 채용할 수 있었다.

실시예 14

홈 가공을 실시한 Ni기, Co기 내열합금에 MCrAlY 내식합금(M은 Ni, Co 또는 쌍방) 코트를 본드코팅하고, 그 위에 지르코니아세라믹스 톱코트를 코팅한 코팅구조의 실시예를 도 29에 나타낸다.

Ni기, Co기 내열합금(132)은 MCrAlY 내식합금(M은 Ni, Co 또는 쌍방) 본드코트(133)나 지르코니아 세라믹스 톱코트(134)보다 강성이 크기 때문에, 코팅부재에서 코팅 단부에서의 기재(119)의 자유연 X와 이루는 각도가 55도로부터 85도 사이(θ₂) 또는 120~140도(θ₃)이 되도록 설정한 코팅 단부구조로 하였다.

이에 따라 Ni기, Co기 내열합금 기재(132)에 MCrAlY 내식합금(M은 Ni 또는 Co 또는 쌍방)(133) 본드코트를 본드코팅하고, 그 위에 지르코니아세라믹스 톱코트(134)를 코팅한 코팅부재는 그 신뢰성이 대폭적으로 향상하였다.

그 때문에 가스터빈에 사용되는 동익, 연소기에서의 Ni기, Co기 내열합금의 차열부에 MCrAlY 내식합금(M은 Ni 또는 Co 또는 쌍방) 본드코트, 지르코니아세라믹스 톱코트로 구성되는 코팅구조를 채용할 수 있었다.

본 발명에 의하면 ① 강성이 다른 이종 금속재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도를 특정한 범위로 설정하는 것, 및 ② 마찰압접한 알루미늄 합금과 동 합금과의 접합구조에 있어서 접합면 단부에서 동 합금이 자유연과 이루는 각도를 접합부에서의 응력집중을 적게 하도록 설정하는 것에 의해 보다 충격강도가 높고, 신뢰성이 높은 접합구조가 얻어진다.

또 본 발명에 의하면 금속기재와 이것보다 강성이 작은 금속재료로 구성되는 코팅부재의 코팅 단부에서의 금속기재와 자유연이 이루는 각도를 특정한 범위로 설정함으로써 충격강도가 높고, 신뢰성이 높은 코팅 단부구조가 얻어진다.

Claims

한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 금속재료와의 이종 금속재료의 접합에 있어서, 상기 한쪽 금속재료의 접합면 단부에서 한쪽의 금속 재료 자체의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도, 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제1항에 있어서, 강성이 다른 이종 금속재료의 접합수단이 마찰압접에 의한 접합인 이종 금속재료의 접합구조.
제1항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 동 또는 동 합금이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제1항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 티탄 또는 티탄 합금이며, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제1항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 강이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제1항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 강이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 동 또는 동 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자의 접촉자 접점부가 동 또는 동 합금이고, 상기 접촉자 접점부 이외가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 되고, 또 상기 동 또는 동 합금재의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도, 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
전력용 차단기에 사용되는 아크접촉자의 접촉자 접점부가 동-텅스텐 합금이고, 상기 접촉자 접점부 이외가 철, 철 합금 또는 동 합금의 어느 1종으로 되고, 상기 동-텅스텐 합금의 접합면 단부에서 동-텅스텐 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도, 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조
제7항 또는 제8항에 있어서, 이종 금속재료의 접합면이 접촉자 접점부로부터 떨어져 있는 이종 금속재료의 접합구조.
제7항 또는 제8항에 있어서, 접합부의 전기저항이 모재의 전기저항과 동등인것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 금속재료와의 접합에 있어서, 상기 한쪽의 금속재료 및 상기 강성이 작은 금속재료의 접합면 단부에서 각각의 자유연과 이루는 각도가 다 같이 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
한쪽의 금속재료와, 이 금속재료보다 강성이 작은 금속재료와의 접합에 있어서, 상기 한쪽의 금속재료 또는 상기 강성이 작은 금속재료의 접합면 단부에서 각각의 자유연과 이루는 각도의 어느 한쪽이 90도인 경우에, 나머지 금속재료의 접합면 단부에서의 자유연과 이루는 각도를 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제11항 또는 제12항에 있어서, 강성이 다른 이종 금속재료의 접합수단이 마찰압접에 의한 접합인 이종 금속재료의 접합구조.
제11항 또는 제12항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 동 또는 동 합금이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제11항 또는 제12항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 티탄 또는 티탄 합금이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제11항 또는 제12항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 강이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
제11항 또는 제12항에 있어서, 한쪽의 금속재료가 강이고, 상기 금속재료보다 강성이 작은 금속재료가 동 또는 동 합금인 이종 금속재료의 접합구조.
전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자의 접촉자 접점부가 동 또는 동 합금이고, 상기 접촉자 접점부 이외가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 제11항 또는 제12항의 접합구조를 채용한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
전력용 차단기에 사용되는 아크접촉자의 접촉자 접점부가 동-텅스텐 합금이고, 상기 접촉자 접점부 이외가 철, 철 합금 또는 동 합금의 어느 1종으로 구성되는 제11항 또는 제12항의 접합구조를 채용한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제18항 또는 제19항에 있어서, 이종 금속재료의 접합면이 접촉자 접점부로부터 떨어져 있는 이종 금속재료의 접합구조.
제18항 또는 제19항에 있어서, 접합부의 전기저항이 모재의 전기저항과 동등인 이종 금속재료의 접합구조.
마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 55 내지 85도가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 및 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 동 또는 동 합금 자체의 자유연과 이루는 각도가 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에 있어서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합면 단부에서 각각의 자유연과 이루는 각도가, 어느 쪽이든 한쪽이 90도인 경우에는 나머지 재료의 접합면 단부에서 자유연과 이루는 각도가 90도 미만이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금으로 되는 금속간 화합물의 반응층을 20μm 이하가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰압접에 의해 접합한 알루미늄 또는 알루미늄 합금과, 동 또는 동 합금의 접합구조에서, 접합부의 전기저항이 모재의 전기저항과 동등인 이종 금속재료의 접합구조.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 이종 금속재료의 접합수단이 마찰압접에 의한 접합인 이종 금속재료의 접합구조.
제22 내지 제25항 중 어느 한 항의 접합구조가 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자에 있어서, 적어도 접촉자 접점부가 동 또는 동 합금이고, 접점부 이외가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항의 접합구조가 통전부품으로서 사용되는 접합에 있어서, 접합면이 접촉자 접점부로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 이종 금속재료의 접합구조.
홈 가공을 실시한 금속기판에, 이 금속기판보다 강성이 작은 코팅재료가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 코팅부재에 있어서, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
홈 가공을 실시한 금속기재에, 이 금속기재보다 강성이 큰 코팅재료가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 코팅부재에 있어서, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 40 내지 60도 또는 95 내지 125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
제31항 또는 제32항에 있어서, 코팅하는 수단이 용사에 의한 접합인 코팅 단부구조.
제31항에 있어서, 금속기재가 동 또는 동 합금인 코팅 단부구조.
제32항에 있어서, 금속기재가 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 코팅재료가 동, 동 합금, 은, 은 합금의 어느 1종인 코팅 단부구조.
홈 가공을 실시한 접촉자 본체부에 접촉자 접점부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 전력용 차단기에 사용되는 통전접촉자에 있어서, 상기 접촉자 본체부는 금속기재로 되고, 상기 접촉자 접점부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 40 내지 60도 또는 95 내지 125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
제36항에 있어서, 접촉자 접점부가 동, 동 합금, 은, 은 합금 중 어느 1종의 코팅재료로 되는 코팅 단부구조.
제36항에 있어서, 코팅 단부가 통전접촉자의 접점부로부터 떨어진 위치에 설정되어 있는 코팅 단부구조.
제36항에 있어서, 통전접촉자의 본체부에 접점부가 코팅되어 있는 코팅부 계면의 전기저항이 통전접촉자의 모재의 전기저항과 동등인 코팅 단부구조.
홈 가공을 실시한 도체 본체부에 도체 접점부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 전력용 차단기 또는 개폐기에 사용되는 도체에 있어서, 상기 도체 본체부는 금속기재로 되고, 상기 도체 접점부는 상기 금속기재보다 강성이 큰 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 40 내지 60도 또는 95 내지 125도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
제40항에 있어서, 도체 접점부가 동, 동 합금, 은, 은 합금 중 어느 1종의 코팅재료로 되는 코팅 단부구조.
제31항에 있어서, 금속 기재가 Ni기 또는 Co기 내열합금이고, 상기 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료가 MCrAlY 합금, 다만, M은 Ni, 또는 Co 및 Ni, 또는 Co인 코팅 단부구조.
홈 가공을 실시한 본체부에 내식부가 코팅구조를 갖는 가스터빈에 사용되는 동익 또는 연소기에 있어서, 상기 본체부는 금속기재로 되고, 상기 내식부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 코팅재료로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
제43항에 있어서, 본체부가 Ni기 또는 Co기 내열합금이고, 내식부가 MCrAlY 합금, 다만, M은 Ni, 또는 Co 및 Ni, 또는 Co 인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
홈 가공을 실시한 본체부에 차열부가 코팅되어 있는 코팅구조를 갖는 가스터빈에 사용되는 동익 또는 연소기에 있어서, 상기 본체부는 금속기재로 되고, 상기 차열부는 상기 금속기재보다 강성이 작은 본드코팅재와 톱코트재로 되며, 코팅 단부에서의 금속기재의 자유연과 이루는 각도가 120 내지 140도 또는 55 내지 85도인 것을 특징으로 하는 코팅 단부구조.
제45항에 있어서, 본체부가 Ni기 또는 Co기 내열합금이고, 차열부의 본드코드재가 MCrAlY 내식합금, 다만, M은 Ni, 또는 Co 및 Ni, 또는 Co이고, 그 위에 상기 본드코트재를 코팅한 톱코트재가 지르코니아세라믹스인 코팅 단부 구조.