KR100860869B1 - 플럭스와 이를 구비한 금속 케이블 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

플럭스와 이를 구비한 금속 케이블 및 그 제조방법이 개시된다. 금속 와이어의 표면에 플럭스 코팅층을 형성하는 단계; 금속막을 이용하여, 금속 와이어를 감싸는 단계; 금속막을 용접하는 단계를 포함하는 금속 케이블 제조방법은, 이종금속을 용이하게 접합할 수 있으며, 접합계면의 접합력 또한 향상시킬 수 있다.
플럭스, 금속 케이블, 롤포밍(roll forming)

Description

플럭스와 이를 구비한 금속 케이블 및 그 제조방법{Flux, metal cable having the same and manufacturing method thereof}
본 발명은 플럭스와 금속 케이블 및 그 제조방법에 관한 것이다.
금속 케이블을 제조하기 위하여 사용되는 금속 간의 접합방법으로는 콘폼 방식(conform method), 용융도금 방식(hot dip method), 롤포밍 방식(roll forming method)이 이용되고 있다.
이 가운데 용융도금 방식은, 금속의 격자구조가 다른 금속(예를 들면, 알루미늄과 철)을 접합하는 경우, 접합계면에서 깨지기 쉬운 금속간 화합물이 형성되기 때문에 일부 한정된 금속의 접합(예를 들면, 아연과 철)에만 이용되고 있는 실정이다.
콘폼 방식은 주로 한 쌍(알루미늄과 철)의 금속접합에만 사용되고 있으며, 이 또한 금속간 화합물이 생성되어 계면이 깨지기 쉬운 문제를 가지고 있다.
롤포밍 방식은 여러 이종금속을 용이하게 접합할 수 있는 장점이 있지만, 특 히 기계적인 접합으로 인하여 접합계면의 접합력이 약하다는 문제를 가지고 있다.
본 발명은 롤포밍 방식의 장점을 그대로 이용하면서, 이종금속 간 계면의 접합성을 향상시킬 수 있는 플럭스와 이를 구비한 금속 케이블 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 와이어의 표면에 플럭스 코팅층을 형성하는 단계; 금속막을 이용하여, 롤포밍(roll forming) 방식으로 금속 와이어를 감싸는 단계; 금속막을 용접하는 단계를 포함하는 금속 케이블 제조방법을 제공할 수 있다.
플럭스 코팅층을 형성하는 단계는, 금속 와이어를 플럭스 용액에 침지시키는 단계; 및 금속 와이어를 건조시키는 단계를 포함하며, 플럭스 용액은 NH4F와 NaF 및 KCl을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 플럭스 용액은, NH4F 35 내지 45 중량부; NaF 35 내지 45 중량부; 및 KCl 15 내지 25 중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
금속 와이어와 금속막은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 금 속 와이어는 철(Fe)를 포함하여 이루어지며, 금속막은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 아연(Zn) 가운데 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 금속 와이어는 알루미늄(Al)을 포함하여 이루어질 수도 있으며, 이 때 금속막은 구리, 청동 및 황동 가운데 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 플럭스 코팅층을 형성하기 전에, HCl 또는 NaOH을 이용하여 금속 와이어를 세척할 수 있으며, 용접을 수행한 후에는 금속 와이어와 금속막을 열처리한 다음 냉각시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 금속 와이어; 금속 와이어를 감싸는 금속막; 및 금속 와이어와 금속막 사이에 개재되며, NH4F와 NaF 및 KCl을 포함하여 이루어지는 플럭스 코팅층을 포함하는 금속 케이블을 제공할 수 있다.
플럭스 코팅층은, NH4F 35 내지 45 중량부; NaF 35 내지 45 중량부; 및 KCl 15 내지 25 중량부를 포함하여 이루어질 수 있으며, 금속 와이어와 금속막은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 금속 간의 접합을 위해 사용되는 플럭스로서, NH4F와 NaF 및 KCl를 포함하는 플럭스를 제공할 수 있다. 이 때, NH4F는 35 내지 45 중량부이고, NaF는 35 내지 45 중량부이며, KCl은 15 내지 25 중량부일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이종금속을 용이하게 접합할 수 있으며, 접합계면의 접합력 또한 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 플럭스와 이를 구비한 금속 케이블 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 금속 케이블 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1의 금속 케이블 제조방법을 나타내는 흐름도이며, 도 3은 도 2의 롤포밍부를 확대하여 나타내는 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 드로잉부(10), 다이(die, 11), 금속 와이어(12, 13), 탈지부(20), 수세부(30), 물(31, 91), 플럭스조(40), 플럭스 용액(41), 플럭스 코팅층(42), 건조로(50), 롤포밍부(60), 롤러(60a, 60b, 60c, 60d), 금속막(61), 용접부(70), 열처리부(80), 수냉부(90)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 금속 케이블 제조방법은, 금속 와이어에 플럭스 코팅층을 형성하고, 롤포밍 방식을 이용하여 플럭스 코팅층이 형성된 금속 와이어의 표면에 금속막을 입히는 방법을 제시한다.
금속 와이어(13)에 플럭스 코팅층(42)을 형성하기에 앞서, 금속 와이어가 소정의 굵기를 가질 수 있도록 드로잉(drawing) 공정을 수행할 수 있다. 이를 위하여 다이(11) 등으로 이루어지는 드로잉부(10)를 이용할 수 있다. 도 2을 참조하면, 굵은 금속 와이어(12)가 드로잉부(10)를 거쳐 적절한 굵기의 금속 와이어(13)로 변화된 모습을 확인할 수 있다.
그 다음으로, 금속 와이어(13)를 세척한다(S110). 금속 와이어(13)를 보관하는 과정 또는 금속 와이어(13)를 핸들링 하는 과정에서 금속 와이어(13)의 표면에 는 유기물질 등과 같은 이물질이 묻을 수 있게 된다. 이러한 이물질은 추후에 설명할 플럭스 코팅층(42)이 형성되는 데에 장애가 될 수 있기 때문에, 이를 제거할 필요가 있는 것이다.
이를 위하여, HCl 또는 NaOH 수용액을 제공하여 금속 와이어(13) 표면의 이물질을 제거한 다음, 다시 물(31)을 이용하여 금속 와이어(13)의 표면을 씻어내는 방법을 이용할 수 있다. 도 2을 참조면, HCl 또는 NaOH 수용액이 제공되는 탈지부(20)와, 물(31)이 제공되는 수세부(30)가 도시되어 있다.
한편, 본 실시예에서는 HCl 또는 NaOH 수용액과 물(31)을 이용하여 금속 와이어(13)의 표면을 세척하는 방법을 제시하였으나, 이 밖의 다양한 물질, 다양한 방법을 이용할 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 금속 와이어(13)의 표면에 플럭스 코팅층(42)을 형성한다(S120). 플럭스 코팅층(42)은 금속 와이어(13)와 추후에 설명할 금속막(61) 사이의 접합력을 향상시키는 기능을 수행할 수 있는 수단이다. 이러한 플럭스 코팅층(42)을 형성하는 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 금속 와이어(13)를 플럭스 용액(41)에 침지시킨다(S121). 도 2에 도시된 바와 같이, 플럭스 용액(41)이 담긴 플럭스조(40)에 금속 와이어(13)를 침지시키는 것이다.
플럭스 용액(41)은 플럭스가 물과 같은 용매에 녹아있는 것으로서, 이 때 플럭스는 NH4F와, NaF 및 KCl로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는 NH4F 40 중량 부, NaF 40 중량부 및 KCl 20 중량부로 이루어질 수 있다. 이러한 비율로 이루어지는 플럭스를 이용함으로써, 금속 와이어(13)와 추후에 설명할 금속막(61) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 제조상의 오차(ㅁ5 중량부)를 고려하여, NH4F 35 내지 45 중량부, NaF 35 내지 45 중량부, KCl 15 내지 25 중량부로 이루어지는 플럭스를 이용할 수도 있다. 이 때, NH4F, NaF, KCl의 비율이 상술한 범위를 벗어나는 경우, 금속 와이어(13)와 금속막(61) 사이의 접합력이 충분히 발휘되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
금속 와이어(13)를 플럭스조(40)에 침지시킨 다음, 금속 와이어(13)를 건조시킨다(S122). 표면에 플럭스 용액(41)이 코팅된 금속 와이어(13)를 건조시켜 수분을 제거함으로써, 금속 와이어(13)의 표면에는 플럭스 코팅층(42)이 형성될 수 있게 된다. 이러한 플럭스 코팅층(42)의 재질이 앞서 설명한 플럭스의 재질과 동일함은 물론이다.
이러한 건조는 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 예를 들면, 약 150℃의 환경에서 약 3분간 열풍을 제공함으로써 수행될 수 있다. 도 2을 참조하면, 이러한 건조가 수행되는 건조로(50)가 도시되어 있다.
이상의 공정을 통해 금속 와이어(13)의 표면에 플럭스 코팅층(42)을 형성한 다음, 금속막(61)을 이용하여 금속 와이어(13)를 감싼다(S130). 금속막(61)을 이용하여 금속 와이어(13)를 감싸는 방법을 이용함으로써, 금속 간의 접합을 구현하는 것이다. 이 때, 앞서 설명한 플럭스 코팅층(42)에 의해 금속 와이어(13)와 금속막(61) 사이의 충분한 접합력은 확보될 수 있게 된다.
이를 위하여, 롤포밍 방식을 이용할 수 있다. 이를 위해 롤포밍부(60)를 이용할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 롤러(60a, 60b, 60c, 60d)를 연속적으로 배치한 다음, 금속 와이어(13)와 금속막(61)이 각각의 롤러(60a, 60b, 60c, 60d)를 연속적으로 통과하도록 함으로써, 금속막(61)이 금속 와이어(13)를 둘러싸도록 할 수 있는 것이다.
한편, 금속 와이어(13)와 이를 감싸는 금속막(61)은 서로 다른 재질일 수 있다. 본 실시예에서는 롤포밍 방식을 이용하여 금속 와이어(13)와 금속막(61)을 접합하므로, 서로 동일한 재질로 이루어지는 경우뿐만 아니라, 서로 다른 재질로 이루어지는 경우에도 용이하게 금속 간 접합을 구현할 수 있게 된다. 이 때, 플럭스 코팅층을 형성함으로써, 금속 간 접합력을 향상시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
예를 들어, 금속 와이어(13)로 철을 이용하는 경우, 금속막(61)으로는 알루미늄, 구리, 주석, 아연 등을 이용할 수 있다. 뿐만 아니라, 금속 와이어(13)로 알루미늄을 이용하는 경우에는, 금속막(61)으로 구리와 청동, 황동 등과 같은 구리합금을 이용할 수도 있다.
그 다음, 금속막(61)을 용접한다(S140). 금속 와이어(13)를 감싸는 금속막(61)의 에지(edge) 부분에 대하여 용접을 함으로써, 금속막(61)과 금속막(61) 사이의 접합을 구현할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 이를 통하여 금속 와이어(13)를 둘러싸는 외부층의 사이즈를 조절할 수도 있게 된다. 이러한 용접은 다양한 방법을 통하여 수행될 수 있는데, 예를 들면, 레이저를 이용한 용접 방법을 이용할 수도 있다. 도 2을 참조하면, 이러한 용접이 수행되는 용접부(71)가 도시되어 있다.
다음으로, 열처리(annealing)를 실시한다(S150). 열처리를 통하여 용접된 계면의 표면을 안정화시킬 수 있게 된다. 도 2을 참조하면, 이러한 열처리가 수행되는 열처리부(80)가 도시되어 있다.
그 다음으로, 수냉을 실시한다(S160). 물(91)을 이용한 냉각을 실시함으로써, 금속 간 접합이 이루어진 부위에서 금속간 화합물이 성장하는 것을 억제시킬 수 있게 된다. 도 2을 참조하면, 이러한 수냉이 실시되는 수냉부(90)가 도시되어 있다.
이상에서 설명한 방법으로 제조된 금속 케이블이 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 금속 케이블을 나타내는 단면도이며, 도 4를 참조하면, 금속 와이어(13), 플럭스 코팅층(42), 금속막(61)이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 금속 케이블은, 내부 금속인 금속 와이어(13)와, 외부 금속인 금속막(61) 사이에 플럭스 코팅층(42)이 개재되는 것에 특징이 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 금속 와이어(13)와 금속막(61)은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있으며, 이 경우에도 플럭스 코팅층(42)에 의하여 금속 와이어(13)와 금속막(61) 사이의 충분한 접착력이 확보될 수 있게 된다.
이러한 플럭스 코팅층이 NH4F와 NaF 및 KCl을 포함하여 이루어질 수 있으며, 보다 구체적으로는 NH4F 35 내지 45 중량부; NaF 35 내지 45 중량부; 및 KCl 15 내지 25 중량부를 포함하여 이루어질 수도 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이에 대한 보다 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 금속 케이블 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1의 금속 케이블 제조방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 도 2의 롤포밍부를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 금속 케이블을 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 드로잉부 11: 다이
12. 13: 금속 와이어 20: 탈지부
30: 수세부 31: 물
40: 플럭스조 41: 플럭스 용액
42: 플럭스 코팅층 50: 건조로
60: 롤포밍부 60a, 60b, 60c, 60d: 롤러
61: 금속막 70: 용접부
80: 열처리부 90: 수냉부
91: 물

Claims (13)

  1. 금속 와이어의 표면에 플럭스 코팅층을 형성하는 단계;
    금속막을 이용하여 상기 플럭스 코팅층이 형성된 금속 와이어를 감싸는 단계;
    상기 금속막을 용접하는 단계를 포함하는 금속 케이블 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 금속 와이어를 플럭스 용액에 침지시키는 단계; 및
    상기 금속 와이어를 건조시키는 단계를 포함하며,
    상기 플럭스 용액은 NH4F와 NaF 및 KCl을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 코팅층은,
    NH4F 35 내지 45 중량부;
    NaF 35 내지 45 중량부; 및
    KCl 15 내지 25 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어와 상기 금속막은 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 철(Fe)를 포함하여 이루어지며,
    상기 금속막은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 알루미늄(Al)을 포함하여 이루어지며,
    상기 금속막은 구리, 청동 및 황동으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 코팅층을 형성하기 전에,
    HCl 또는 NaOH을 이용하여 상기 금속 와이어를 세척하는 단계를 더 포함하는 금속 케이블 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용접하는 단계 이후에,
    상기 금속 와이어와 상기 금속막을 열처리하는 단계; 및
    상기 금속 와이어와 상기 금속막을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 금속 케이블 제조방법.
  9. 금속 와이어;
    상기 금속 와이어를 감싸는 금속막; 및
    상기 금속 와이어와 상기 금속막 사이에 개재되며, NH4F와 NaF 및 KCl을 포함하여 이루어지는 플럭스 코팅층을 포함하는 금속 케이블.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플럭스 코팅층은,
    NH4F 35 내지 45 중량부;
    NaF 35 내지 45 중량부; 및
    KCl 15 내지 25 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 금속 와이어와 상기 금속막은 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 케이블.
  12. 삭제
  13. 금속 간의 접합을 위해 사용되는 플럭스로서,
    NH4F 35 내지 45 중량부;
    NaF 35 내지 45 중량부; 및
    KCl 15 내지 25 중량부를 포함하는 금속 접합용 플럭스.
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CN111540600A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 安徽英杰精工机械有限公司 一种带有防护组件的盘式多绕线辊筒缠绕机
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