KR100830659B1 - 냉난방기용 커넥터 및 커넥터 생산 방법 - Google Patents

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KR100830659B1
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Abstract

본 발명은 냉난방기의 커넥터(30)의 생산방법에 관한 것으로, 냉난방기의 원자재 가격의 상승에 따라 보다 저렴한 재질을 사용하여 냉 난방기를 효율적으로 생산하기위한 부품인 냉난방기용 커넥터(30) 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명은 통상적으로 동합금을 사용하여 냉 난방기를 생산하던 것을 모든 배관과 연결 커넥터(30)를 알루미늄 재질을 사용하여 냉 난방기기를 생산하기 위한 것으로, 정밀한 단조로 절삭량을 감소시키고, 열처리를 행하여 절삭 가공성을 향상시킨 알루미늄 커넥터(30) 및 생산하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 알루미늄을 적정한 형상으로 압출하는 단계와, 압출된 알루미늄 봉을 냉간 단조를 위하여 필요한 체적이 되도록 일정한 간격으로 절단하는 단계와, 상기 절단된 알루미늄을 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계와, 냉간 단조된 알루미늄을 가공이 용이하도록 열처리하는 단계와, 열처리된 커넥터(30)를 가공하는 단계와, 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 아노다이징 또는 니켈, 크롬 도금을 행하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
냉난방기의 부품 구성을 알루미늄으로 대치하는 효과는 동합금에 비하여 상대적으로 가격이 비싼 원자재를 대신하여 상대적으로 저렴한 재질을 사용하는 경제적인 효과가 있으며, 냉난방기의 자중 무게를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 동은 열간 단조를 하여야 하나 알루미늄은 냉간 단조로 용이하게 모양을 형성할 수 있고 열처리 과정을 통하여 가공성과 강도를 향상시켜 공정 간소화 및 저렴하고 부품간 의 풀림을 방지하는 효과가 있다.
커넥터, 냉난방기

Description

냉난방기용 커넥터 및 커넥터 생산 방법{Connector Manufacturing Method and Connector for Heat Exchanger}
도 1은 본 발명에 따른 냉난방기용 커넥터(30) 생산 단계별 흐름도이며,
도 2는 본 발명에 따른 열처리 과정을 나타내는 도식도이고,
도 3은 본 발명에 따른 실시 예를 보여주는 커넥터(30)의 형상이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 커넥터(30)의 외관 형상을 갖는 봉으로 압출하는 단계
12 : 냉간 단조를 위하여 일정한 간격으로 절단하는 단계
14 : 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계
16 : 가공이 용이하도록 열처리하는 단계
18 : 절삭가공 가공하는 단계
20 : 부식을 방지하기 위한 표면처리 단계
30 : 커넥터
32 : 파이프
본 발명은 냉난방기의 커넥터(30)의 생산방법에 관한 것으로, 냉난방기의 원자재 가격의 상승에 따라 보다 저렴한 재질을 사용하여 냉 난방기를 효율적으로 생산하기위한 부품인 냉난방기용 커넥터(30) 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명은 통상적으로 동합금을 사용하여 냉 난방기를 생산하던 것을 모든 배관과 연결 커넥터(30)를 알루미늄 재질을 사용하여 냉 난방기기를 생산하기 위한 것으로, 정밀한 단조로 절삭량을 감소시키고, 열처리를 행하여 절삭 가공성을 향상시킨 알루미늄 커넥터(30) 및 생산하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
통상적으로 사용되는 냉난방기는 열의 전도성이 좋은 동 재질을 사용하여 생산이 되고 있다. 동합금을 사용하는 이유는 가공성이 상대적으로 타 금속에 비하여 뛰어나고 열전도성도 뛰어나기 때문에 동합금을 사용해 왔던 것이다. 그러나 근간의 에너지를 비롯하여 자원의 고갈이 심각해지고 상대적으로 자원의 수요가 증가하여 원자재 가격이 급격히 상승하는 파동을 격고 있는 상황에 직면하여 있다.
따라서 냉난방기기의 생산업체는 생산품의 출고 가격을 곧바로 올릴 수 없기 때문에 원가의 절감을 심각하게 고려 아니할 수 없는 상황에 있는 것이다.
냉난방기기에는 배관이나 열 교환체 등을 열전달 효율성과 용접성 등을 고려하여 모두 동합금 재질을 사용해왔으나 원자재 가격의 폭등으로 인하여 냉난방기의 원가가 상승하게 되므로 보다 효과적인 무게의 감소와 원자재 비용을 절감하기위하 여 직접적으로 열이 교환되는 부분을 제외하고 상대적으로 열교환율이 작아도 되며 내구성이 중요시되는 부분에 대한 자재들의 배관이나 연결부등을 알루미늄으로 대체하고자 하는 시도가 진행되고 있다.
재질의 가격은 단위 무게 당 동에 비하여 알루미늄의 가격이 약 두배 정도이고 비중이 알루미늄이 약 세배 정도 가벼우므로 알루미늄을 사용하는 것은 동합금을 사용하는 것에 비하여 약 6배의 경제적인 효과가 있는 것이다.
통상의 알루미늄은 면심입방 구조이고 연전성이 풍부하여 부품의 경량화에 적합하고 최근에는 모든 구조부품에 이용되고 있고 도금의 수요도 급속히 확산되고 있는 재질로 양성금속이고 표면이 산화하기 쉬우며, 수용액 속에서 직접 전기 도금하기 어려운 금속이다.
일반적으로는 탈지, 세정 후 스머트 상태로 표면에 남아 있는 합금 성분의 금속 및 산화물 제거를 위해서는 알루미늄에 침투되지 않는 농후한 질산으로 세정하고 이어서 알카리액 속에서 아연치환 또는 주석치환 등의 하지도금을 하고 이어서 필요로 하는 도금으로 시행하게 되는 특성을 가지고 있는 금속이다.
냉난방기의 부품 중에 가장 손쉽게 대체될 수 있는 부분은 배관 부분으로 압축 압력에 견딜 수 있는 정도의 강도를 가지고 있으면 족하므로 동합금 파이프(32)에서 알루미늄으로 대체가 되었으나, 각 배관 부분을 연결하는 부분들은 절삭성이 용이한 이유 때문에 동합금으로 사용하고 있으므로 알루미늄과 동합금을 서로 연결하고, 용접하는 어려움이 따르게 되었다.
파이프(32)는 인발로 연속적으로 뽑아내기 용이하기 때문에 알루미늄이 채택 이 되고 커넥터(30)(너트, 플랜지, 소켓 등)가 동인 경우에 용접성이 무척 떨어지게 되어 고 압력이 부가되는 부분에서 냉매가 누출되는 경우가 무척 발생하게 되었고 사용이 진행 중에도 용접성의 저하로 인하여 지속적으로 컴프레서에서 발생되는 진동에 의하여 고 압력을 견디기 용이하지 않아서 발생되는 냉매의 누출 제품이 늘어나는 것을 피할 수 없었다.
가장 용이한 방법은 동일한 소재를 사용하여 용접을 행하는 것이나, 알루미늄의 절상 가공성이 좋은 알루미늄 합금은 단조가 용이하지 않고, 단조가 용이한 알루미늄합금은 절삭 가공성이 좋지 않으며, 알루미늄의 재질이 물러서 강한 힘으로 결합을 시킬 수 없어, 진동에 의한 풀림현상이 발생하여 냉매를 유출시키는 확률이 높기 때문에 재질이 알루미늄으로 커넥터(30)를 사용하지 못하고 있었던 것이다.
따라서 보다 저렴하고 가벼우며 가공이 용이하고, 단조 가공도 용이하며, 진동에 의한 풀림 현상을 방지 할 수 있는 재질로 커넥터(30)를 생산되는 제품과 방법이 절실히 필요하게 되었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 통상적으로 동합금을 사용하여 냉 난방기를 생산하던 것을 모든 배관과 연결 커넥터(30)를 알루미늄 재질을 사용하여 냉 난방기기를 생산하기 위한 것으로, 정밀한 단조로 절삭량을 감소시키고, 열처리를 행하여 절삭 가공성을 향상시킨 알루미늄 커넥터(30) 및 생산하는 방법을 제공 하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉난방기의 커넥터(30)(너트, 플랜지, 소켓 등)의 생산방법에 관한 것으로, 냉난방기의 원자재 가격의 상승에 따라 보다 저렴한 재질을 사용하여 냉 난방기를 효율적으로 생산하기 위한 부품인 냉난방기용 커넥터(30) 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명은 알루미늄을 적정한 형상으로 압출하는 단계와, 압출된 알루미늄 봉을 냉간 단조를 위하여 필요한 체적이 되도록 일정한 간격으로 절단하는 단계와, 상기 절단된 알루미늄을 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계와, 냉간 단조된 알루미늄을 가공이 용이하도록 열처리하는 단계와, 열처리된 커넥터(30)를 가공하는 단계와, 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 아노다이징 또는 니켈 도금을 행하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 구성은 구체적으로, 냉난방기에 배관과 배관 또는 배관과 기기를 연결하기 위하여 사용되는 커넥터(30)를 생산하는 방법에 있어서, 알루미늄 합금 소재를 사용하여 냉간 단조를 행하고 열처리를 통하여 절삭가공성을 향상시킨 것을 특징으로 하며,
상기 커넥터(30)를 생산하기 위한 세부 단계별 공정은 알루미늄을 형성하고자 하는 커넥터(30)의 외관 형상(사각, 원형, 육각, 타원형 다각형 등)으로 압출하는 단계와, 압출된 알루미늄 봉을 냉간 단조를 위하여 필요한 체적이 되도록 일정 한 간격으로 절단하는 단계와, 상기 절단된 알루미늄을 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계와, 냉간 단조된 알루미늄을 가공이 용이하도록 열처리하는 단계와, 열처리된 커넥터(30)를 절삭가공 가공하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하고,
상기 냉간 단조를 행하기 이전에 원활한 단조가 이루어지도록 알루미늄 소재에 스테아린산 아연으로 윤활처리를 하여 소성가공에 의한 변형량을 줄이고 성형하중을 경감시키기 위한 것을 특징으로 하며,
상기 열처리된 커넥터(30)를 절삭가공 가공하는 단계 이후에 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 전처리 과정(주석치환 도금이나 아연치환도금(진케이트 처리))을 통하여 아노다이징 또는 니켈, 크롬 도금을 행하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하고,
상기 열처리는 냉간 단조된 커넥터(30)를 열처리로에 넣고 하드닝(Hardening)을 위하여 상온에서 섭씨 510~540도 까지 상승시키는 가열구간(44)을 갖으며, 상승된 온도에서 항온구간(34)에서는 4.5 ~ 5.5 시간 동안 지속적으로 균일한 온도로 열처리를 실시하고, 열처리로에서 꺼내어 섭씨 60도의 온수에 넣어 냉각을 시키는 것으로, 냉각수의 온도는 섭씨 60도에서 상승하여 섭씨 100도 까지 올라가게 되는 것으로, 섭씨 100도에서 더 이상의 온도는 물이 끓어 증발열로 빼앗기기 때문에 더 이상의 온도 상승이 이루어지지 않고 섭씨 100도를 유지하게 되는 냉각구간(36)을 갖는 하드닝 과정과,
냉간 단조 되고, 하드닝 과정의 열처리를 하고, 냉각되어 섭씨 100도인 커넥터는 다시 열처리로에 넣고 섭씨 175 ~ 185도에 도달하도록 가열구간(38)을 가지며, 섭씨 175 ~ 185도에 도달하면 일정한 온도를 8 내지 13시간을 유지하는 항온구간(40)을 가지며, 항온구간(40) 이후에 상온에서 공냉을 행하여 서서히 상온 까지 냉각시키게 되는 냉각구간(42)을 갖는 것으로 템퍼링 과정을 통하여 단조된 커넥터(30)의 경도가 HB 80 ~ HB 100이 되도록 하는 것을 특징으로 하며,
상기 알루미늄합금의 구성 성분들은 Si : 0.4 ~ 0.8 중량%, Fe : 0.6 ~ 0.7 중량%, Cu : 0.15 ~ 0.4 중량%, Mn : 0.13 ~ 0.15 중량%, Mg : 0.8 ~ 0.12 중량%, Cr : 0.004 ~ 0.35 중량%, Zn : 0.2 ~ 0.25 중량%, Ti : 0.1 ~ 0.15 중량%, 나머지 중량은 알루미늄이 합하여 100 중량%로 형성된 합금을 사용하는 것을 특징으로 하며,
상기 냉간 단조를 행하기 이전에 원활한 단조가 이루어지도록 알루미늄 소재에 스테아린산 아연으로 윤활 처리를 하여, 소성가공에 의한 변형량을 줄이고 성형하중을 경감시키는 것을 특징으로 하며, 소성가공의 변형량이 극심한 경우에는 금형과 부품의 직접적인 접촉을 피하고 성형 하중을 경감시키며, 단조 후 표면의 특성을 향상시키기 위하여 본드라이트-본드루베(Bondelite-Bondelube) 윤활 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법에 관한 것이다.
또한 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법으로 생산된 냉난방기용 커넥터(30)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 첨부도면의 도 1은 본 발명에 따른 냉난방기용 커넥터(30) 생산 단계별 흐름도이며, 도 2는 본 발명에 따른 열처 리 과정을 나타내는 도식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 실시예를 보여주는 커넥터(30)의 형상이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 각각의 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉난방기용 커넥터(30) 생산 단계별 흐름도를 나타내는 것이다.
냉난방기에 배관과 배관 또는 배관과 기기를 연결하기 위하여 사용되는 커넥터(30)를 생산하는 방법은 1단계로 커넥터(30)의 외관 형상을 갖는 봉으로 압출하는 단계(10)와, 2단계로 냉간 단조를 위하여 일정한 간격으로 절단하는 단계(12)와, 3단계로 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계(14)와 4단계로 가공이 용이하도록 열처리하는 단계(16)와, 5단계로 절삭가공 가공하는 단계(18)와, 6단계로 부식을 방지하기 위한 표면처리 단계(20)로 크게 구분할 수 있다.
제 1단계로 커넥터(30)의 외관 형상을 갖는 봉으로 압출하는 단계(10)는 알루미늄을 용융시켜 형성하고자 하는 커넥터(30)의 외관 형상(사각, 원형, 팔각, 타원형 등)을 갖는 봉으로 연속적으로 압력을 가하여 동일형상의 봉으로 형성하는 것이다. 필요에 따라 커넥터(30)의 외관 형상을 연속적으로 봉 형상으로 형성시키는 단계인 것이다.
외관 형상을 커넥터(30)의 외관형상과 근접하도록 형성하는 것은 냉간 단조 시에 압력에 의하여 변형되는 정도를 상대적으로 적게 가져가도록 하기 위함이며, 적게 가져갈수록 상대적으로 적은 힘으로 정확한 형상을 형성할 수 있기 때문이다.
원자재로서 사용되는 알루미늄합금은 냉간 단조가 용이하고, 냉간 단조 후에 열처리를 하여 절삭 가공성이 향상되고 경도가 HB 80 이상이 되는 재질을 사용하는 것이다.
보다 바람직하기로는, 원재료서 사용되는 알루미늄합금은 A6061을 사용하며, Si : 0.4 ~ 0.8 중량%, Fe : 0.6 ~ 0.7 중량%, Cu : 0.15 ~ 0.4 중량%, Mn : 0.13 ~ 0.15 중량%, Mg : 0.8 ~ 0.12 중량%, Cr : 0.004 ~ 0.35 중량%, Zn : 0.2 ~ 0.25 중량%, Ti : 0.1 ~ 0.15 중량%, 나머지 중량은 알루미늄이 합하여 100 중량%로 형성된 합금을 사용하는 것으로, 상대적으로 뛰어난 냉간 단조가 되는 가공성이 높으며, 열처리를 통하여 뛰어나게 향상된 절삭 가공성과 경도 HB 90 ~ 100을 얻을 수 있기 때문이다.
제 2단계는 냉간 단조를 위하여 일정한 간격으로 절단하는 단계(12)인 것으로, 압출된 알루미늄 봉을 프레스에서 냉간 단조를 위하여 필요한 체적이 되도록 일정한 간격으로 절단하는 것이다.
제 3단계는 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계(14)로, 절단된 알루미늄을 커넥터(30)를 형성하기 위한 프레스를 사용하여 상온에서 냉간 단조를 행하는 것이다.
냉간 단조를 행하기 이전에 원활한 단조가 이루어지도록 알루미늄 소재에 스테아린산 아연으로 윤활 처리를 하여, 소성가공에 의한 변형량을 줄이고 성형하중을 경감시키며, 소성가공의 변형량이 상대적으로 극심한 경우에는 금형과 부품의 직접적인 접촉을 피하고 성형 하중을 경감시키며, 단조 후 표면의 특성을 향상시키기 위하여 본드라이트-본드루베(Bondelite-Bondelube) 윤활 처리를 행하는 것이 바람직하다.
윤활처리를 행하는 이유는 소재와 금형사이의 마찰을 저하(감소)시켜 제품의 추출을 용이하게 하고 금형과 성형되는 접촉부문의 마모를 방지하거나 감소시키기 위하여 행하는 과정이다.
동이나 황동으로 커넥터(30)를 생산하는 경우 모두 절삭 가공으로 형성하거나 또는 열간 가공으로 형성하고 절삭 가공을 하여야 하는 단점이 있으나 알루미늄을 가공하는 경우 상대적으로 비용이 저렴한 냉간 가공을 사용하여도 형상이 용이하게 형성되기 때문이다.
제 4단계는 가공이 용이하도록 열처리하는 단계(16)로, 프레스로 냉간 단조되어 가공 경화가 있는 알루미늄을 가공이 용이한 상태가 되도록 열처리하는 것이다.
열처리 단계는 도 2의 본 발명에 따른 열처리 과정을 나타내는 도식도에 나타나 있는 바와 같이, 하드닝(담금질)과 템퍼링(뜨임)을 순차적으로 진행하게 된다.
통상적으로 업계에서는 재질을 견고하게 한다고 하여 담금질을 하드닝이 라고 명칭하기도 하는 것으로 담금질(quenching)은 하드닝과 혼용하여 사용하고 있다.
하드닝은 금속을 적당한 온도로 가열하고 급냉시켜 금속에 따라 상대적으로 강한 조직을 형성하는 열처리 방법이다. 하드닝은 알루미늄 합금의 경도와 강도를 증가시키기 위한 것이다.
각 각의 금속과 합금의 함유량에 따라 고유의 결정구조가 달라지며 결정 입자가 성장 정도에 따라 하드닝 후에 기계적 성질과 균열 또는 변형의 정도가 크게 달라지게 된다. 따라서 하드닝의 온도에 매우 주의해야 한다.
세부적으로 본원에서 하드닝은 냉간 단조된 커넥터(30)를 열처리로에 넣고 상온에서부터 하드닝(Hardening)을 하기 위하여 섭씨 510~540도 까지 상승시키는 가열구간(44)을 갖으며, 상승된 온도에서 항온구간(34)에서는 4.5 ~ 5.5 시간 동안 지속적으로 균일한 온도로 열처리를 실시하고, 열처리로에서 꺼내어 섭씨 60도의 온수에 넣어 냉각을 시키는 냉각구간(36)을 가진다.
냉각구간(36)에서 냉각수의 온도는 섭씨 60도에서 상승하여 섭씨 100도 까지 올라가게 되는 것으로, 섭씨 100도에서 더 이상의 온도는 물이 끓어 증발열로 빼앗기기 때문에 더 이상의 온도 상승이 이루어지지 않고 섭씨 100도를 유지하게 된다.
냉간단조된 커넥터의 온도가 점차 식어 섭씨 100도에 도달하면 하드닝(Hardening)이 완성되는 것이고 다음 공정인 템퍼링(뜨임)으로 열처리를 시행하게 된다.
템퍼링(뜨임)은 하드닝한 금속을 너무 딱딱하여 저항력이 약하므로 이것을 다시 가열, 적당한 경도(硬度)로 만들어 주는 것을 말하는데, 현재는 일반적으로 담금질에 의해 얻은 비평형상태를 재가열하여 평형인 상태로 조절해 주는 조작을 총칭하는 것이다.
하드닝(Hardening)이 완성되고 다음 공정인 템퍼링(뜨임)으로 열처리하는 과정은 다음과 같다.
냉간 단조 되고, 하드닝 과정의 열처리를 하고, 냉각되어 섭씨 100도인 커넥터는 다시 열처리로에 넣고 섭씨 175 ~ 185도에 도달하도록 가열구간(38)을 가지며, 섭씨 175 ~ 185도에 도달하면 일정한 온도를 유지하는 항온구간(40)을 8 내지 13시간을 유지한다. 이는 하드닝이나 템퍼링에서 알루미늄의 합금의 불순물(합금)의 함유량에 따라 항온구간을 유지하는 시간이 달라지기 때문이다.
항온구간(40) 이후에 상온에서 공냉을 행하여 서서히 상온 까지 냉각시키게 되는 냉각구간(42)을 갖는 것으로 템퍼링 과정을 완성한다.
상기의 열처리를 시행한 후의 냉간 단조가 되어진 커넥터(30)의 경도가 HB 80 ~ HB 100이 되고, 알루미늄 함금의 가공성이 향상되고 경도가 증가함에 의하여 커넥터에 가해지는 잠금 힘이 증가됨으로 인한 풀림 방지 효과가 증대되는 것이다.
통상의 알루미늄은 절삭 가공이 매우 어려운 재질인 것으로 합금의 정도에 따라 절삭성이 향상된 것과 단조 가공성이 높은 것이 있으나, 절삭성이 좋은 알루미늄은 단조 가공성이 떨어지고 당조 가공성이 높은 것은 절삭 가공성이 떨어지는 단점을 보완하기 위하여 효과적인 단조를 행하고 열처리를 함으로서 가공성을 향상시키는 것이다.
제 5단계는 절삭가공 가공하는 단계(18)로, 냉간 단조 가공된 커넥터(30)를 절삭하여 나사를 형성하는 탭 가공이나, 용접하기 위한 삽입 구멍을 형성하는 것으 로, 단조 가공을 통하여 별도의 가공을 할 필요가 없을 정도로 정밀하게 형성시킬 수 있으며, 이는 절삭 가공하는 정도를 적게 하여 가공 공수를 줄여 보다 저렴한 커넥터(30)를 제공할 수 있게 하기 위함이다.
제 6단계는 부식을 방지하기 위한 표면처리 단계(20)는 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 아노다이징 또는 니켈, 크롬 도금을 행하는 것이다.
커넥터(30)와 파이프(32)는 조립되어 냉난방기의 냉매를 내부에 흐르게 하여 냉난방기가 원활하게 동작할 수 있도록 연결해주는 것으로 알루미늄은 동 재질과 비교하여 냉난방기의 내부에 정전기나, 전류가 흐르게 되면 이온화 경향이 낮은 동 재질보다 이온화 경향이 높은 알루미늄재질이 산화 이온을 빼앗아 동 재질의 산화를 억제하고 대신 알루미늄 재질의 산화가 촉진이 되는 것이다.
상대적으로 열 교환을 효율을 높이기 위하여 동 재질을 사용하는 부분은 얇게 형성하는 것이 유리하므로 얇게 형성된 열 교환 부위가 산화 되는 것은 치명적이므로, 상대적으로 두텁게 형성된 알루미늄재질이 대신 산화되어 동의 산화를 막을 수 있어 상대적으로 냉난방기의 수명을 연장할 수 있는 것이다.
또한 산화의 정도를 연장하기 위하여 부품을 생산 할 때에 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 아노다이징 또는 니켈, 크롬 도금을 행하는 것으로, 냉난방기의 수명을 연장할 수 있다.
알루미늄함금에 도금을 행하기 위하여 전처리 과정이 필요한 것으로, 직접적으로 알루미늄에 도금을 행하는 것이 매우 어렵기 때문이다.
전처리 과정은 주석치환 도금이나 아연치환도금(진케이트 처리)이 사용된다.
아연치환도금(진케이트 처리)은 농후한 수산화나트륨 산화아염을 용해한 알카리 용액에 청정한 알루미늄 침적하면, 알루미늄이 용해하여 이온화되어 있는 아연과 치환해서 표면은 아연의 피막이 덮여진다. 다시 질산을 이용하여 아연 치막을 용해하고 다시 아연 치환을 하면 조금은 얇지만 치밀한 아연피막이 피복된다. 최근에는 주석치환 등의 방법도 연구되어 일반화되고 있는 기술이다. 이들의 피막을 하지(기본 바탕 금속 표면)로 해서 구리 스트라이크도금, 무전해 니켈 직접, 크롬 도금 등이 행해질 수 있는 것이다.
알루미늄과 알루미늄을 용접할 경우는 알루미늄을 용제로 사용하여 토치로 할 수 있으며, 토치 용접은 매우 숙달성을 요구하는 것으로 통상 산화를 방지하기 위하여 아르곤 용접을 하거나, 용접결함을 최소화 하기위하여 마찰교반 용접을 하게 된다.
알루미늄과 동합금을 용접할 때에는 용접성을 높이기 위하여 인동납 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예를 보여주는 커넥터(30)의 형상을 나타내는 도면으로, 일련의 과정을 커넥터의 모양이 변화하는 순서를 보여주고 있는 것이다.
도 3a와 도 3b는 동일한 곤정을 거치게 되는 것으로, 압출로 인하여 긴 봉형상으로 형성된 것을 나타내는 것이다. 봉형상의 외관은 형성될 커넥터의 와관과 유사한 모양 또는 동일한 모양으로 형성하여 압출하는 것이 상대적으로 냉간 단조 할 때에 상대적으로 가해지는 압력을 줄일 수 있어 바람직한 것이다.
이렇게 형성된 봉형상을 냉간단조에서 형성될 모양의 체적만큼을 절단하여 냉간단조가 행해질 프레스의 금형에 형성된 캐비티(공간) 내부에 장착하게 된다.
금형에 장착된 공간에 절단된 봉형상의 알루미늄 합금을 넣고 프레스로 냉간 단조를 행하면 정확한 치수의 냉간단조된 형상을 얻게된다.
냉간단조된 커넥터의 외부 치수는 별도의 절삭 가공을 행하지 않아도 바로 나사인 경우 탭가공이 바로 진행될 수 있는 정도의 가공정밀도를 갖도록 하며, 표면가공ㅇ인 경우 확삭 가공을 배제하고 바로 정삭가공이 들어 갈 수 있을 정도로 단조가 이루어진다.
이때에 감안하여 진행해야하는 요소들은 열처리 과정에서 변형될 수 있는 변형 치수와 냉간가공에 의한 스프링 백 현상을 감안하여 냉간 단조가 이루어지는 것이다.
냉간 단조가 이루어진 커넥터는 상기에서 이미 설명한 열처리 과정을 거치고 절삭 과정으로 들어가게 된다. 절사고 과정을 마친 커넥터는 도 3a와 도 3b의 마지막에 보여주는 형상으로 가공되는 것이다.
절삭 가공을 마친 커넥터는 바로 이어서 도금 과정으로 들어가거나 완제품 업체에서 고금 과정을 시행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것이다.
따라서 본 발명은 냉난방기의 부품 구성을 알루미늄으로 대치하는 효과는 동합금에 비하여 상대적으로 가격이 비싼 원자재를 대신하여 상대적으로 저렴한 재질을 사용하는 경제적인 효과가 있으며, 냉난방기의 자중 무게를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 동은 열간 단조를 하여야 하나 알루미늄은 냉간 단조로 용이하게 모양을 형성할 수 있고 열처리 과정을 통하여 가공성과 강도를 향상시켜 공정 간소화 및 저렴하고 부품간의 풀림을 방지하는 효과가 있다.

Claims (8)

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  3. 알루미늄을 형성하고자 하는 커넥터(30)의 외관 형상(사각, 원형, 팔각, 타원형 다각형)으로 압출하는 단계와, 압출된 알루미늄 봉을 냉간 단조를 위하여 필요한 체적이 되도록 일정한 간격으로 절단하는 단계와, 상기 절단된 알루미늄을 상온에서 냉간 단조를 행하는 단계와, 냉간 단조된 알루미늄을 가공이 용이하도록 열처리하는 단계와, 열처리된 커넥터(30)를 절삭가공 가공하는 단계들을 포함하여 절삭가공성을 향상시키는 냉난방기용 커넥터(30) 생산방법에 있어서,
    상기 냉간 단조를 행하기 이전에 원활한 단조가 이루어지도록 알루미늄 소재에 스테아린산 아연으로 윤활처리를 하여 소성가공에 의한 변형량을 줄이고 성형하중을 경감시키기 위한 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열처리된 커넥터(30)를 절삭가공 가공하는 단계 이후에 가공된 커넥터(30)를 부식을 방지하기 위하여 전처리 과정(주석치환 도금이나 아연치환도금(진케이트 처리))을 통하여 아노다이징 또는 니켈, 크롬 도금을 행하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 열처리는 냉간 단조된 커넥터(30)를 열처리로에 넣고 하드닝(Hardening)을 위하여 상온에서 섭씨 510~540도 까지 상승시키는 가열구간(44)을 갖으며, 상승된 온도에서 항온구간(34)에서는 4.5 ~ 5.5 시간 동안 지속적으로 균일한 온도로 열처리를 실시하고, 열처리로에서 꺼내어 섭씨 60도의 온수에 넣어 냉각을 시키는 것으로, 냉각수의 온도는 섭씨 60도에서 상승하여 섭씨 100도 까지 올라가게 되는 것으로, 섭씨 100도에서 더 이상의 온도는 물이 끓어 증발열로 빼앗기기 때문에 더 이상의 온도 상승이 이루어지지 않고 섭씨 100도를 유지하게 되는 냉각구간(36)을 갖는 하드닝 과정과,
    냉간 단조 되고, 하드닝 과정의 열처리를 하고, 냉각되어 섭씨 100도인 커넥터는 다시 열처리로에 넣고 섭씨 175 ~ 185도에 도달하도록 가열구간(38)을 가지며, 섭씨 175 ~ 185도에 도달하면 일정한 온도를 8 내지 13시간을 유지하는 항온구간(40)을 가지며, 항온구간(40) 이후에 상온에서 공냉을 행하여 서서히 상온 까지 냉각시키게 되는 냉각구간(42)을 갖는 것으로 템퍼링 과정을 통하여 단조된 커넥터(30)의 경도가 HB 80 ~ HB 100이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 알루미늄합금의 구성 성분들은 Si : 0.4 ~ 0.8 중량%, Fe : 0.6 ~ 0.7 중량%, Cu : 0.15 ~ 0.4 중량%, Mn : 0.13 ~ 0.15 중량%, Mg : 0.8 ~ 0.12 중량%, Cr : 0.004 ~ 0.35 중량%, Zn : 0.2 ~ 0.25 중량%, Ti : 0.1 ~ 0.15 중량%, 나머지 중량은 알루미늄이 합하여 100 중량%로 형성된 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 냉간 단조를 행하기 이전에 원활한 단조가 이루어지도록 알루미늄 소재에 스테아린산 아연으로 윤활 처리를 하여, 소성가공에 의한 변형량을 줄이고 성형하중을 경감시키는 것을 특징으로 하며, 소성가공의 변형량이 극심한 경우에는 금형과 부품의 직접적인 접촉을 피하고 성형 하중을 경감시키며, 단조 후 표면의 특성을 향상시키기 위하여 본드라이트-본드루베(Bondelite-Bondelube) 윤활 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 냉난방기용 커넥터(30) 생산 방법.
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