KR100485245B1 - 은과 텅스텐 카바이드 합금의 전기접점재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단기용 전기접점의 재료로 사용되는 은-텅스텐 카바이드의 소결접점 제조시에, 텅스텐 카바이드의 젖음성 또는 소결성을 극대화하기 위해 소량의 첨가재를 첨가하여 소결성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있으며, 그 첨가재로는 코발트 분말과 규소를 사용하여 소결성 및 물리적 특성을 향상시키고 있다.

Description

은과 텅스텐 카바이드 합금의 전기접점재료{A material of electric contact point formed by the alloy composed of silver and tungsten carbide}

본 발명은 차단기용 전기접점으로 사용되는 AgWC계 전기접점의 제조에 관한 것으로서, 첨가재를 첨가하여 소결에 의해 제조되는 은-텅스텐 카바이드 합금의 전기접점재료에 관한 것이다.

종래에는, 도 1에 도시한 바와같이, 분말제조시에 단지 은(Ag) 분말과 텅스텐 카바이드(tungsten carbide : WC) 분말만을 이용하여 혼합 및 제조하며, 특히 혼합공정시에는 볼밀(Ball Mill) 또는 라이가이기, 또는 V-Blander등으로 혼합하였다.

먼저, 상술한 바와같이 은 분말과 텅스텐 카바이드 분말만을 이용하여 혼합하고, 일정한 크기의 금형속에 분말만을 넣고, 압력을 가하여 접점을 형성하며, 성형체에 강도를 제공하기 위해 수소 분위기에서 약 800℃의 온도에서 한 시간동안 유지시키게 된다.

일정량의 은을 상기 성형체에 올려 놓고 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도에서 소결시키게 된다 그 후에 소결된 접점의 표면처리 또는 일정크기로 기계가공하는 단계를 수행하게 된다.

이러한 공정중에서, 특히 분말제조시에 접점합금의 주성분이 되는 은의 분말과 텅스텐 카바이드 분말만을 이용하여 혼합하게 되므로, 차후의 고정이 되는 소결공정에서 텅스텐은 은과 젖음성(wetting)이 좋지 않아서 소결이 잘 되지 않아 일정한 합금비율로 제조되는 소결접점의 밀도가 낮아지게 되며(이론 밀도의 95% 이하), 접점속에 기포가 많이 생기므로 경도가 낮아지게 된다. 그리고 사용시에는 차단용량이 부족하여 불량이 발생하는 경우가 많이 발생된다는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 차단기용 접점의 재료로 사용되는 은-텅스텐 카바이드의 소결접점 제조시에, 텅스텐 카바이드의 젖음성 또는 소결성을 극대화하기 위해 소량의 첨가재를 첨가하여 소결성을 향상시키며, 그 첨가재로 사용되는 것은 코발트 분말과 규소를 사영하여, 소결성 및 물리적 특성을 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 은 분말과 텅스텐 카바이드 분말, 그리고 코발트 및 규소분말을 첨가하여 혼합하는 분말제조공정과, 일정한 크기의 금형속에 분말을 넣고 압력을 가하여 접점크기를 형성하는 성형공정과, 성형체에 강도를 제공하기 위해 수소 분위기에서 약 800℃의 온도에서 한 시간동안 유지시키는 가소결공정과, 일정량의 은을 상기 성형체에 올려 놓고 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도에서 소결시키는 소결용침공정과, 소결된 접점의 표면을 기계가공하는 가공처리를 구비하며,

은과 텅스텐 카바이드에 코발트 및 규소분말을 혼합하여 소결성과 물리적 특성을 향상시키는 것을 특징으로 하다.

먼저, 본 발명의 제조방법에 대한 설명을 기술하고자 한다. 본 발명의 제조방법은, 분말제조공정, 성형공정, 가소결공정, 소결용침공정, 가공 및 후처리 공정등으로 구성되어 있다.

분말제조공정에서는, 은 분말과 텅스텐 카바이드 분말, 그리고 코발트 및 규소분말을 첨가하여 혼합한다.

성형공정에서는, 일정한 크기의 금형속에 분말을 넣고 압력을 가하여 접점크기를 형성한다.

가소결공정에서는, 성형체에 강도를 제공하기 위해 수소 분위기에서 약 800℃의 온도에서 한 시간동안 유지시킨다.

소결용침 공정에서는, 일정량의 은을 상기 성형체에 올려 놓고, 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도에서 소결시키게 된다.

가공 및 후처리공정에서는, 소결된 접점의 표면처리 또는 일정크기로 기계가공을 실시한다.

다음에는, 본 발명의 실시예와 종래의 예를 구체적으로 비교하여 본 발명의 특징을 살펴보기로 하겠습니다.

통상적으로, 차단기용 전기접점으로 많이 사용하는 재질인 분말제조공정에서는, 은 60% - 텅스텐 카바이드 40%의 합금제조시에 아래와 같이 분말을 제조하여 그 특성을 조사한 결과 즉, 종래의 예와 본 발명의 실시예를 비교한 비교결과를 표 1에 도시하고 있다.

먼저, 종래의 예를 도 3을 참조하면서 설명한다. 은 분말 4Kg에 텅스텐 카바이드 분말 6kg을 볼밀 혼합한 후에, 80℃에서 10시간을 건조시킨다. 그 후에, 폭 15mm, 길이 100mm의 금형속에 분말을 넣고, 단위압력을 2톤/cm²을 가하여 두께 2mm, 폭 12mm, 길이 100mm의 성형체를 형성시키고, 수소 분위기에서 800℃의 온도로 1시간 가량 유지시켜 상기 성형체에 강도를 주게 된다.

그리고 은 용침재(중량은 성형체 중량대비 50%)를 상기 성형체에 올려 놓고, 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도로 소결시킨다. 소결된 접점의 표면을 기계가공을 가공하여 물성치(properties of matter)를 조사하게 된다.

다음에는 본 발명의 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다.

은 분말 4Kg, 텅스텐 카바이드 분말 6kg,에 코발트 분말 30g, 규소분말 20g을 넣어 볼밀 혼합한 후에, 80℃에서 10시간을 건조시킨다.

그 후에, 폭 15mm, 길이 100mm의 금형속에 분말을 넣고, 단위압력을 2톤/cm²을 가하여 두께 2mm, 폭 12mm, 길이 100mm의 성형체를 형성시키고, 수소 분위기에서 800℃의 온도로 1시간 가량 유지시켜 상기 성형체에 강도를 주게 된다.

그리고 은 용침재(중량은 성형체 중량대비 50%)를 상기 성형체에 올려 놓고, 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도로 소결시킨다. 소결된 접점의 표면을 기계가공을 가공하여 물성치를 조사하게 된다.

표 1 (종래예와 실시예의 물성치 및 특성치의 비교)

* 상대밀도는 측정밀도/이론밀도 임.

* 실시예가 종래예에 비해 고밀도이며, 전기접점의 특성중 전기전도도가 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 차단기용 전기접점분야에 사용되며, 은-텅스텐 카바이드를 소결하여 제조하는 경우, 텅스텐 카바이드의 소결성이 좋지 않다는 문제 때문에, 고밀도의 전기접점의 재료로 적합하지 않으므로, 첨가재를 사용하여 소결성을 극대화하여 우수한 차단능력을 가지는 전기접점을 제공할 수 있다.

이 대에 첨가재는 텅스텐 카바이드의 소결성을 향상시키는 코발트와 규소가 사용된다.

도 1은 종래의 전기접점을 형성하기 위한 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 전기접점재료를 형성하기 위한 도면이다.

도 3은 종래의 전기접점재료를 형성하기 위한 비교예를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 전기접점재료를 형성하기 위한 실시예를 도시한 도면이다.

Claims (4)

1. 은 분말과 텅스텐 카바이드 분말, 그리고 코발트 및 규소분말을 첨가하여 혼합하는 분말제조공정과, 일정한 크기의 금형속에 분말을 넣고 압력을 가하여 접점크기를 형성하는 성형공정과, 성형체에 강도를 제공하기 위해 수소 분위기에서 약 800℃의 온도에서 한 시간동안 유지시키는 가소결공정과, 일정량의 은을 상기 성형체에 올려 놓고 수소 분위기에서 980℃ - 1300℃의 온도에서 소결시키는 소결용침공정과, 소결된 접점의 표면을 기계가공하는 가공처리를 구비하는 은-텅스텐 카바이드 합금으로 된 차단기용 전기접점재료를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 분말제조공정에서, 은과 텅스텐 카바이드에 0.03~3%의 코발트분말 및 0.03~3%의 규소분말을 혼합하여 소결성과 물리적 특성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 차단기용 전기접점재료를 제조하는 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제