KR101181689B1 - 도금용 애노드 구리볼의 제조방법 - Google Patents

도금용 애노드 구리볼의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무급유로 단조함으로써 도금용 애노드 구리볼을 성형하는 경우라도 안정되게 제조할 수 있음과 동시에, 그 표면에 존재하는 평탄면을 최대한 작게 하여 구름성(rolling property)이 좋은 도금용 애노드 구리볼을 제조하는 제조방법을 제공한다.
본 발명은, 구리봉재(銅棒材)를 복수 세트의 다이(21)와 펀치(22)로 구성되는 금형(23)에 의해 냉간 다단 단조함으로써 볼재를 형성하는 도금용 애노드 구리볼의 제조방법으로서, 다이(21)의 내벽면에 압접시키지 않고 구리봉재를 그 축선 방향으로 단조하여, 그 단면의 외주부를 부수어 테이퍼면으로 한 제 1 중간재(31)를 성형하는 제 1 단조 공정을 거쳐, 제 1 중간재(31)를 볼 형상으로 성형하는 것을 특징으로 한다.

Description

도금용 애노드 구리볼의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ANODE COPPER BALL FOR PLATING}
도 1 은　본 실시형태의 제조방법에 제공되는 구리봉재의 측면도.
도 2 는　본 실시형태의 제 1 단조 공정의 단면도.
도 3 은　본 실시형태의 제조방법으로 성형되는 제 1 중간재의 측면도.
도 4 는　본 실시형태의 제 2 단조 공정의 단면도.
도 5 는 본 실시형태의 제조방법으로 성형되는 제 2 중간재의 측면도.
도 6 은　본 실시형태의 마무리 단조 공정의 단면도.
도 7 은 본 실시형태의 제조방법으로 성형되는 볼재의 측면도.
<부호의 설명>
11　구리봉재 21, 41, 61 다이
22, 42, 62 펀치 23, 43, 63 금형
31　제 1 중간재 35a, 35b　제 1 테이퍼면
36a, 36b　제 2 테이퍼면 46a, 46b　고리 형상 평면부
51　제 2 중간재 56a, 56b　고리 형상 평면
57a, 57b　볼록부 70　볼재
<특허문헌 1> 일본특허공개 2003-181590호 공보
본 발명은 구리 전해 도금에 있어서 구리 원료로서 사용되는 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에 관한 것이다.
종래 휴대전화나 컴퓨터 등의 프린트 배선 기판에 구리 도금을 하는 방법으로서, 구리를 애노드극, 프린트 배선 기판을 캐소드극으로 하여, 희황산 용액 등의 도금 욕조 속에 침지시켜 통전하는 전해 도금이 널리 사용되고 있다. 이 전해 도금은 애노드극으로 된 구리가 희황산 용액 중에 용출하여, 캐소드극으로 된 프린트 배선 기판의 표면에 구리 도금이 실시되는 것이다.
이 전해 도금의 구리 원료가 되는 애노드극으로서 볼 형상으로 형성된 구리재(도금용 애노드 구리볼)가 사용되고, 도금 욕조 속에 Ti 등의 내식성 재료로 구성된 바스켓이 배치되어, 그 바스켓 내에 도금용 애노드 구리볼이 순차적으로 장입(裝入)되어 가는 것이 제안되고 있다. 구리재는 용액 중에 용해되어 가기 때문에 순차적으로 소모해 가지만, 그 소모량에 맞추어 도금용 애노드 구리볼을 굴려서 Ti 바스켓에 장입할 수 있으므로 연속해서 전해 도금을 실시할 수 있는 것이다.
도금용 애노드 구리볼은, 산소량이 20ppm 이하인 저(低)산소 구리나 인탈산 구리 등으로 구성되어 있고, 이들 소재를 전조(轉造)함으로써 제조되어 있었다. 전조에 의해 제조된 도금용 애노드 구리볼은 진구도(眞球度)가 높아 구름 특성이 뛰어나지만, 전조시에 가열되어 있기 때문에 그 결정립이 조대화(粗大化)하여 슬러지(sludge) 양이 증가한다는 문제가 있었다.
도금용 애노드 구리볼의 다른 제조방법으로서는, 대략 원주 형상의 구리봉재를 1단 단조하는 것을 들 수 있는데, 이 방법으로는 볼재의 표면에 평탄부가 크게 형성되어 버려 구리볼의 구름 특성이 뒤떨어진다는 문제가 있었다.
그래서, 볼재를 1단 단조가 아니라, 다단 단조에 의해 성형하는 방법으로서, 특허문헌 1 에 나타내는 방법이 알려져 있다. 원주형 소재를 그 축선 방향으로 업셋(up-set) 단조함으로써 전체가 대략 통형인 중간 소재를 성형하여, 이 중간 소재를, 선단면에 반구 형상의 캐비티를 가지는 펀치와, 이에 대향하여 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이로 단조하는 마무리 단조 공정에 제공하는 것이다.
상기 방법으로는, 통형의 중간 소재가 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이와 펀치로 단조되므로, 다이와 펀치로 형성되는 구 형상의 금형 속에 금속이 충전되어 볼재를 성형할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1 에 나타난 방법에서는, 비교적 경도가 높은 강재(鋼材)로 구성된 볼 베어링 등의 성형을 대상으로 하고 있어 구리 등의 연질재로 구성된 볼재를 성형하는 것은 고려되어 있지 않은 것이었다.
여기서, 원주형 소재는 소정의 지름을 가지는 와이어재를 적당한 길이로 전단(shear) 절단함으로써 얻을 수 있지만, 강재를 전단 절단한 경우에는, 절단면은 원주의 둘레면에 대해서 대략 수직인 면이 형성된다. 따라서, 원주형 소재를 단조할 때에는, 이 원주형 소재의 축선과 다이 및 펀치의 축선이 일치하여 양호하게 단조를 실시할 수 있어 볼재를 성형할 수 있다.
한편, 구리 등의 연질재를 전단 절단한 경우에는, 절단면의 일부가 전단에 이끌려 절단면이 원주의 둘레면에 대해서 비스듬해지는 문제가 있었다. 이와 같이 절단면이 둘레면에 대해서 경사진 소재를 그 축선 방향으로 업셋 단조하면, 원주형 소재의 축선과 다이 및 펀치의 축선이 일치하지 않아 볼재를 성형할 수 없다는 문제가 있었다.
또, 전단 절단시의 왜곡에 의해 절단면이 가공 경화되어 절단면의 연성(延性)이 국부적으로 떨어져 버리는 경우가 있었다. 이와 같은 원주형 소재가, 상기 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이와 펀치에 가공 경화된 절단면이 향해져 단조된 경우에는, 절단면의 연성이 낮기 때문에 캐비티 내로의 금속의 유입이 순조롭게 행해지지 않아, 캐비티의 중심부, 즉 단면의 중앙부가 되는 부분에 평탄부가 크게 형성되어 볼재를 성형할 수 없다는 문제가 있었다.
또, 도금용 애노드 구리볼은, 상기와 같이 도금 욕조 내에 침지되어 사용되므로, 구리볼의 표면에 기름이 부착되어 있었을 경우에는, 도금 욕조 내를 오염시켜 버려, 도금 욕조의 세정이 필요해져 조업을 저해하거나 이물이 부착되어 도금 불량이 발생하는 등, 도금 공정의 조업상 여러가지 트러블의 원인이 된다.
그래서, 도금용 애노드 구리볼을 성형하는 단조 공정에 있어서는, 다이나 펀치로 구성되는 금형 내에 기름을 공급하지 않고, 이른바 무급유로 실시하는 것이 바람직하다.
그러나, 무급유로 단조를 실시하는 경우에는, 그 금형 내의 충전율을 높게 하여 금형의 내벽면에 단조재를 강하게 압접시키면, 금형으로부터 단조재를 취출하는 것이 곤란해지기 때문에 충전율을 낮게 할 필요가 있다. 특허문헌 1에 기재된 방법에 있어서, 충전율이 낮은 상태에서 냉간 단조로 볼재를 형성하는 경우에는, 금형 내에 구리가 충분히 충전되지 않아 볼재를 성형할 수 없다는 문제가 있었다.
또, 특허문헌 1 에서는, 볼재의 둘레면에 링 형상의 버(burr)를 형성하고 있어 이 버를 절삭 가공 등으로 제거할 필요가 있는데, 절삭 가공시에 절삭유가 사용되므로 유분의 혼입을 꺼리는 도금용 애노드 구리볼의 성형에는 적용할 수 없다는 문제가 있었다. 또, 버를 제거하고 있으므로 재료의 수율이 나빠 제조 비용이 증가한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 무급유로 냉간 단조함으로써 도금용 애노드 구리볼을 성형하는 경우라도 안정되게 제조할 수 있음과 동시에, 그 표면에 존재하는 평탄부를 최대한 작게 하여 구름성이 좋은 도금용 애노드 구리볼을 제조하는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 구리봉재를 복수 세트의 다이와 펀치로 구성되는 금형에 의해 냉간 다단 단조함으로써 볼재를 형성하는 도금용 애노드 구리볼의 제조방법으로서, 원주 형상의 캐비티를 가짐과 동시에, 개구부측으로 향해 감에 따라 점차 확개되는 테이퍼부가 형성된 다이와, 둥근 접시 형상의 캐비티를 가짐과 동시에, 개구부측으로 향해 감에 따라 점차 확개되는 테이퍼부가 형성된 펀치를 사용하고, 상기 다이의 원주 형상을 이루는 캐비티의 내주면에 압접시키지 않고, 상기 다이의 테이퍼부 및 상기 펀치의 테이퍼부에 의해, 상기 구리봉재를 그 축선 방향으로 단조하여, 그 단면의 외주부를 부수어 테이퍼면으로 한 제 1 중간재를 성형하는 제 1 단조 공정을 거쳐, 그 제 1 중간재를 볼 형상으로 성형하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법에서는, 제 1 단조 공정에 의해 구리봉재의 단면의 굴곡 등이 교정된다. 또, 다이의 내벽면에 압접시키지 않고 단조되어 있으므로, 제 1 중간재는 금형 내에 강하게 고착되지 않는다. 또한, 압접시키지 않는다는 것은, 재료가 금형의 내벽면에 강하게 고착하지 않을 정도로 당접되는 것을 제외하는 것은 아니다.
또, 원주 형상의 캐비티를 가짐과 동시에, 그의 바닥면에 오목 곡면부와 고리 형상 평면부가 형성된 다이와, 둥근 접시 형상의 캐비티를 가짐과 동시에, 오목 곡면부와 고리 형상 평면부가 형성된 펀치를 사용하고, 상기 제 1 단조 공정 후에, 상기 제 1 중간재를 상기 다이의 원주 형상을 이루는 캐비티의 내주면에 압접시키지 않고, 상기 다이의 오목 곡면부와 고리 형상 평면부 및 상기 펀치의 오목 곡면부와 고리 형상 평면부에 의해, 상기 테이퍼면의 내측을 링 형상으로 압압함으로써, 그 단면 중앙부에 축선 방향으로 돌출하는 볼록부를 형성한 제 2 중간재를 성형하는 제 2 단조 공정을 거쳐, 그 제 2 중간재를 볼 형상으로 성형함으로써, 그 단면의 중앙부에 볼록부를 가지는 제 2 중간재가 최종적으로 볼재를 형성하는 마무리 단조 공정에 제공된다. 또, 다이의 내벽면에 압접시키지 않고 단조되어 있으므로, 제 2 중간재는 금형 내에 강하게 고착되지 않는다.
여기서, 제 1 단조 공정에서 형성한 테이퍼면은, 이 제 2 단조 공정으로 단조할 때에 제 1 중간재를 금형의 중심에 배치시키기 위한 가이드부가 된다.
또, 상기 제 2 단조 공정 후에, 상기 제 2 중간재의 축선 방향 중앙부를 상 기 금형에 당접시키지 않고 축선 방향으로 단조하여 볼 형상으로 성형함으로써, 평탄면이 적은 볼이 성형됨과 동시에, 다이와 펀치가 이루는 구체 형상의 캐비티의 적도 부분에 공간이 형성되어, 다이 및 펀치의 내면이 반구면보다도 작아져 다이 및 펀치의 개구부가 외측으로 넓어지는 형상이 된다.
또, 상기 냉간 다단 단조를 무급유로 실시함으로써, 도금용 애노드 구리볼 표면의 유분이 감소됨과 동시에, 그 결정립의 조대화가 억제된다.
삭제
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
도 1 내지 도 7에 본 실시형태의 구리봉재, 제 1 중간재, 제 2 중간재 및 볼재의 형상과, 제 1 단조 공정, 제 2 단조 공정, 마무리 단조 공정에서 사용되는 다이 및 펀치의 모식도를 공정순으로 나타낸다.
이 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에 사용되는 원료로서, 도 1에 나타내는 바와 같이 그 외형이 원주형을 이루는 구리봉재(11)가 공급된다. 이 구리봉재(11)는, 예를 들면 산소의 함유량이 20ppm 이하로 된 저산소 구리나 탈산제로서 인이 350 내지 600ppm 함유된 인탈산 구리로 구성되어 있고, 벨트 캐스터(belt caster)식 연속주조기로 연속적으로 주괴(鑄塊)가 주조되어 얻어진 주괴를 연속압 연기로 압연하여, 소정의 외경(본 실시형태에서는 약 39mm)을 가지는 와이어재가 코일 형상으로서 만들어지고, 이 와이어재를 소정 길이(본 실시형태에서는 약 77mm)로 전단 절단함으로써 제조된다.
상기 저산소 구리나 인탈산 구리의 와이어재는 전단 절단했을 때에 전단에 의해 절단면의 일부가 이끌려, 그 절단면, 즉 구리봉재(11)의 단면(11a, 11b)이 구리봉재의 둘레면(11c)에 대해서 비스듬하게 형성되어 버린다. 절단면의 형상은 절단 상황에 따라 크게 변동하기 때문에, 구리봉재(11)의 형상은 일정하지 않고 다양한 형상을 나타낸다.
그래서, 도 2에 나타내는 제 1 단조 공정에 있어서는, 깊은 원주 형상의 캐비티를 가지는 다이(21)와, 얕은 둥근 접시 형상의 캐비티를 가지는 펀치(22)로 구성되는 금형(23)에, 구리봉재(11)가 그 단면(11a, 11b)을 다이(21)와 펀치(22)에 각각 대향하도록 삽입되어, 구리봉재(11)의 축선(L) 방향으로 단조되어 제 1 중간재(31)가 성형된다.
다이(21)의 바닥면(21a)의 중앙부에는 평면부(24a)가 형성되고, 그 외주부에는 다이(21)의 개구부를 향함에 따라 점차 확개(擴開)되는 제 1 테이퍼부(25a)가 형성되고, 이 제 1 테이퍼부(25a)의 외주부에는 다이(21)의 개구부를 향함에 따라 점차 확개되는 제 2 테이퍼부(26a)가 형성되고, 제 2 테이퍼부(26a)의 테이퍼각은 제 1 테이퍼부(25a)의 테이퍼각보다도 작은 것이 되고, 제 2 테이퍼부(26a)에 이어지도록 다이(21)의 내주면(21c)이 다이(21)의 축선에 대략 평행하게 연장되어 있다.
또, 펀치(22)에는, 다이(21)의 바닥면(21a)에 대향하도록 다이(21)의 바닥면(21a)에 형성된 평면부(24a), 제 1 테이퍼부(25a), 제 2 테이퍼부(26a)와 동일한 형상으로 된 평면부(24b)와 제 1 테이퍼부(25b)와 제 2 테이퍼부(26b)가 형성되어 있다.
따라서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 단조 공정에 의해 성형되는 제 1 중간재(31)의 단면(31a, 31b)에는, 그 중앙부에 평탄면(34a, 34b)이 형성되고, 평탄면(34a, 34b)의 외주에는 제 1 테이퍼면(35a, 35b)이 형성되고, 제 1 테이퍼면(35a, 35b)의 외주에는 제 2 테이퍼면(36a, 36b)이 제 1 중간재(31)의 둘레면(31c)에 이어지도록 형성된다. 또, 구리봉재(11)의 축선(L) 방향으로 단조되어 있고, 제 1 중간재(31)의 외형은 대략 통형으로 형성된다.
여기서, 도 2에 나타내는 제 1 단조 공정에서는, 다이(21)(금형(23))의 내주면(21c)에 압접되지 않도록 하여 단조되어 있고, 제 1 중간재(31)의 둘레면(31c)은 다이(21)의 내주면(21c)에 강하게 압압되어 있지 않은 상태이다. 또, 제 1 단조 공정에서는, 제 1 중간재(31)에의 기름 부착을 방지하기 위해서 무급유 상태로 단조가 실시된다.
다음으로, 도 4에 나타내는 제 2 단조 공정에 있어서는, 깊은 원주 형상의 캐비티를 가지는 다이(41)와, 얕은 둥근 접시 형상의 캐비티를 가지는 펀치(42)로 구성되는 금형(43)에, 제 1 중간재(31)가 그 단면(31a, 31b)을 다이(41)와 펀치(42)에 각각 대향하도록 삽입되어, 제 1 중간재(31)의 축선(M) 방향으로 단조되어 제 2 중간재(51)가 성형된다.
다이(41)의 바닥면(41a)의 중앙부에는 평면부(44a)가 형성되고, 그 외주부에는 오목곡면 형상으로 형성된 오목곡면부(45a)가 형성되고, 이 오목곡면부(45a)의 외주부에는 다이(41)의 축선에 대해서 수직인 고리 형상 평면부(46a)가 형성되고, 이 고리 형상 평면부(46a)에 이어지도록 다이(41)의 내주면(41c)이 다이(41)의 축선에 대략 평행하게 연장되어 있다.
또, 펀치(42)에는, 다이(41)의 바닥면(41a)에 대향하도록 다이(41)의 바닥면(41a)에 형성된 평면부(44a), 오목곡면부(45a), 고리 형상 평면부(46a)와 동일한 형상으로 된 평면부(44b)와 오목곡면부(45b)와 고리 형상 평면부(46b)가 형성되어 있다.
따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 2 단조 공정에 의해 성형되는 제 2 중간재(51)의 단면(51a, 51b)에는, 그 중앙부에 평탄면(54a, 54b)이 형성되고, 평탄면(54a, 54b)의 외주에는 볼록곡면부(55a, 55b)가 형성되고, 볼록곡면부(55a, 55b)의 외주에는 고리 형상 평면(56a, 56b)이 제 2 중간재(51)의 둘레면(51c)에 이어지도록 형성된다. 이 평탄면(54a, 54b)과 볼록곡면부(55a, 55b)가 볼록부(57a, 57b)를 구성하고 있다.
여기서, 도 4에 나타내는 제 2 단조 공정에서는, 다이(41)(금형(43))의 내주면(41c)에 압접되지 않도록 하여 단조되어 있고, 제 2 중간재(51)의 둘레면(51c)은 다이(41)의 내주면(41c)에 강하게 압압되어 있지 않은 상태이다. 또, 제 2 단조 공정에서는, 제 2 중간재(51)에의 기름 부착을 방지하기 위해서 무급유 상태로 단조가 실시된다.
다음으로, 도 6 에 나타내는 마무리 단조 공정에 있어서는, 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이(61)와, 이에 대향하여 반구 형상의 캐비티를 가지는 펀치(62)로 구성되는 금형(63)에, 제 2 중간재(51)가 그 단면(51a, 51b)을 다이(61)와 펀치(62)에 각각 대향하도록 삽입되어, 제 2 중간재(51)의 축선(N) 방향으로 단조되어 도 7에 나타내는 외경이 약 55mm인 볼재(70)가 형성된다. 마무리 단조 공정에서는, 볼재(70)에의 기름 부착을 방지하기 위해서 무급유 상태로 단조가 실시된다.
여기서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 다이(61)와 펀치(62)가 서로 당접되지 않도록 다이(61)와 펀치(62) 사이에 공간(g)이 형성된 상태에서 단조된다. 따라서, 제 2 중간재(51)의 둘레면(51c)의 중앙부가 다이(61)와 펀치(62)에 당접되지 않아, 볼재(70)의 적도 부분에는 도 7 에 나타내는 바와 같이 링부(70c)가 형성된다.
그리고, 상술한 제 1 단조 공정, 제 2 단조 공정, 마무리 단조 공정은 모두 냉간으로 실시되고 있다.
이상과 같이 제조된 도금용 애노드 구리볼은 희황산 용액이 저장된 도금 욕조 내에 배치된 Ti제 바스켓 내에 공급되어 애노드극으로 되고, 캐소드극으로서 프린트 배선 기판이 도금 욕조 내에 침지되어 통전됨으로써, 희황산 용액 중에 용해되어 프린트 배선 기판의 표면에 구리 도금이 형성된다. 여기서, 도금용 애노드 구리볼이 굴려져 도금 욕조 내에 배치된 Ti제 바스켓 내에 보충되어 연속적으로 구리 도금이 실시된다.
상기 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에 있어서는, 그 단면 외주부에 테이퍼면(35, 36)을 형성하는 제 1 단조 공정에 의해 제 1 중간재(31)가 성형되므로, 단조에 공급되는 구리봉재(11)의 형상이 일정하지 않은 경우라도 제 1 단조 공정 후의 제 2 단조 공정에 있어서, 이 테이퍼면(35, 36)이 가이드가 되어, 제 1 중간재(31)의 축선과 다이(41)나 펀치(42)의 축선을 일치시킬 수 있어 안정된 단조를 실시함으로써 볼재를 성형할 수 있다.
또, 제 1 단조 공정에서는, 제 1 중간재(31)에의 기름 부착을 방지하기 위해서 무급유 상태로 단조가 실시되는데, 다이(21)(금형(23))의 내주면(21c)에 압접되지 않도록 하여 단조되어 있고, 제 1 중간재(31)의 둘레면(31c)은 다이(21)의 내주면(21c)에 강하게 압압되어 있지 않아, 예를 들면 다이(21)의 바닥면(21a)의 평면부(24a)에 구멍을 형성하여, 이 구멍으로부터 이젝트 핀(eject pin)을 장입하여 제 1 중간재(31)의 단면을 압압함으로써 제 1 중간재(31)를 용이하게 이형할 수 있다.
또, 상기 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에 있어서는, 제 2 단조 공정에 의해 단면의 중앙부에 볼록부(57)를 가지는 제 2 중간재(51)가 성형되므로, 마무리 공정에 있어서, 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이(61)와, 이에 대향하여 반구 형상의 캐비티를 가지는 펀치(62)로 단조를 실시한 경우에, 반구 형상의 캐비티의 중앙부에 이 볼록부(57)가 배치되어, 반구 형상의 캐비티의 중앙부에 이 볼록부(57)가 부서짐으로써 구리가 유입되므로 평탄부가 적은 볼재를 성형할 수 있다.
또, 제 2 단조 공정에서는, 제 2 중간재(51)에의 기름 부착을 방지하기 위해서 무급유 상태로 단조가 실시되는데, 다이(41)(금형(43))의 내주면(41c)에 압접되지 않도록 하여 단조되어 있고, 제 2 중간재(51)의 둘레면(51c)은 다이(41)의 내주면(41c)에 강하게 압압되어 있지 않아, 예를 들면 다이(41)의 바닥면(41a)의 평면 부(44a)에 구멍을 형성하여, 이 구멍으로부터 이젝트 핀을 장입하여 제 2 중간재(51)의 단면을 압압함으로써 제 2 중간재(51)를 용이하게 이형할 수 있다.
따라서, 상기 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에 있어서는, 도금용 애노드 구리볼을 안정되게 굴릴 수 있어 Ti제 바스켓에 확실히 보충되어 구리 도금을 연속해서 실시할 수 있는 도금용 애노드 구리볼을 제공할 수 있다.
또한, 냉간 단조로 제조되어 있으므로, 도금용 애노드 구리볼의 결정립이 조대화하지 않아 슬러지의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 3단 단조로 볼을 성형하는 것으로 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 단조 공정과 제 2 단조 공정 사이에서 복수의 단조 공정을 실시해도 좋다.
또, 구리봉재(11)가 벨트 캐스터식 연속주조기와 연속압연기로 제조되는 것으로 설명했지만, 그 밖의 방법으로 제조되어 있어도 좋고, 예를 들면 빌릿(billet)재를 고온 압출함으로써 와이어재를 제조하여 이것을 절단해도 좋다.
<실시예 1>
본 발명의 효과를 확인하기 위해서 평가 실험을 실시하였다. 그 결과를 이하에 나타낸다. 비교실험 1에서는, 도금용 애노드 구리볼의 표면 유량(油量)을 평가하였다. 본 발명예로서, 상술한 실시형태인 제조방법에 의해 제조된 도금용 애노드 구리볼을 시험에 제공하였다. 비교예 1로서, 급유하면서 단조함으로써 제조된 도금용 애노드 구리볼을 시험에 제공하였다.
이들 도금용 애노드 구리볼을 용매 H997(가부시키가이샤 호리바세사꾸쇼)에 침지시켜 도금용 애노드 구리볼 표면의 유분을 추출하여, 이 용매 H997를 FT-IR(푸리에 변환 적외선 분광광도계)에 의해 H-C 결합을 측정하여 유분으로서 평가하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
유분
본 발명예 0.0002mg/cm2
비교예 1 0.0010mg/cm2
무급유로 단조를 실시한 본 발명예의 표면 유량은 비교예의 1/5까지 저감되어 있으며, 본 발명에 의하면, 도금 욕조 내를 오염시킬 우려가 적은 도금용 애노드 구리볼을 제공할 수 있는 것이 확인되었다.
<실시예 2>
다음으로, 비교실험 2에서는 슬러지 양에 대해 평가하였다. 본 발명예로서, 상술한 실시형태인 제조방법에 의해 제조된 도금용 애노드 구리볼을 시험에 제공하였다. 비교예 2로서, 전조에 의해 제조된 도금용 애노드 구리볼을 시험에 제공하였다.
직경 55mm인 도금용 애노드 구리볼을 Ti 막대에 매달아, 욕(浴)의 양 1500ml, 욕의 온도 30℃의 황산욕 중에서, 음극으로서 황동판을 사용하여 음극 표면적 0.95dm2, 음극 표면적 0.6dm2로 하여, 전해 도금을, 전류값을 3.6mA로 유지하여 24시간 실시하였다. 그 후의 전해 욕조의 조(槽) 바닥에 침강한 슬러지를 채취, 건조시켜 슬러지의 중량을 측정해 평가하였다.
평가 결과를 표 2에 나타낸다.
슬러지 중량
본 발명예 100mg
비교예 2 150mg
냉간 단조에 의해 제조된 본 발명예의 슬러지 양은 비교예의 2/3로 저감되어 있으며, 본 발명에 의하면 슬러지 양을 저감할 수 있는 것이 확인되었다.
상기 도금용 애노드 구리볼의 제조방법에서는, 그 단면 외주부에 테이퍼면을 형성하는 제 1 단조 공정을 가지므로, 원료가 되는 구리봉재의 단면 형상이 전단 절단에 의해 비스듬하게 변형되어 있어도 단면의 외주부에 테이퍼면이 형성된 제 1 중간재가 성형되고, 이 테이퍼면이 가이드가 되어, 그 후의 단조에 있어서 제 1 중간재의 축선과 다이나 펀치의 축선을 일치시킬 수 있어 안정된 단조를 실시할 수 있어 볼재를 성형할 수 있다.
또, 제 1 중간재가 금형 내에 강하게 고착되지 않으므로, 무급유로 단조를 실시한 경우라도 제 1 중간재를 금형으로부터 이형(離型)하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또, 제 2 단조 공정에 있어서는, 제 1 단조 공정에서 성형한 테이퍼면의 내측을 링 형상으로 압압하는데, 이 때, 링 형상으로 압압되는 부분의 제 1 중간재와 다이 및 펀치와의 접촉 면적이 작으므로, 제 1 중간재 전체가 통형으로 변형될 정도의 힘은 부여되지 않아, 압압된 재료는, 링 형상의 압압부의 내측, 즉 볼의 중심 축 방향으로 유입되어 재료의 부풀어짐을 발생시킨다. 이 부풀어짐 변형이 볼 정상부의 평탄면을 부풀려 진구도를 개선할 수 있다.
또, 최종적으로 볼재를 형성하는 마무리 단조 공정에서는, 선단면에 반구 형상의 캐비티를 가지는 펀치와, 이에 대향하여 반구 형상의 캐비티를 가지는 다이로 단조를 실시하는데, 이 마무리 단조 공정에 단면의 중앙부에 볼록부를 가지는 제 2 중간재가 제공되므로, 반구 형상의 다이와 펀치가 서로 접근되었을 때에, 다이 혹은 펀치에 형성된 반구 형상의 캐비티의 중심에 제 2 중간재의 볼록부가 배치되어, 반구 형상의 캐비티의 중앙부에 이 볼록부가 부서지면서 주위에 구리가 유입되므로 평탄부가 적은 볼재를 성형할 수 있다.
또한, 마무리 단조 공정에서 사용되는 다이 및 펀치의 내면이 반구면보다도 작아져 다이 및 펀치의 개구부가 외측으로 넓어지는 형상이 되어 있으므로, 금형 내에 기름을 공급하지 않고 단조를 실시해도 다이나 펀치로부터 볼재를 용이하게 취출할 수 있다.
또, 단조 후의 볼재의 둘레면에 링 형상의 버가 형성되지 않으므로, 절삭 가공이 불필요해짐과 동시에, 재료의 수율이 향상되어 볼재의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또, 상기 냉간 다단 단조를 무급유로 실시함으로써, 도금용 애노드 구리볼 표면의 유분이 감소되어 있으므로, 도금 욕조의 기름 오염을 억제하여 도금 조업시의 트러블을 방지할 수 있다. 또, 도금용 애노드 구리볼의 결정립의 조대화가 억제되어 있으므로 슬러지의 발생을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 무급유로 냉간 단조함으로써 도금용 애노드 구리볼을 성형하는 경우라도 안정되게 제조할 수 있음과 동시에, 그 표면에 존재하는 평탄부를 최대한 작게 하여 구름성이 좋은 도금용 애노드 구리볼을 제조하는 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 구리봉재를 복수 세트의 다이와 펀치로 구성되는 금형에 의해 냉간 다단 단조함으로써 볼재를 형성하는 도금용 애노드 구리볼의 제조 방법으로서,
    원주 형상의 캐비티를 가짐과 함께, 그 저면에 개구부측을 향함에 따라 점차 확개되는 테이퍼부가 형성된 제 1 단조 공정용 다이와, 둥근 접시 형상의 캐비티를 가짐과 함께, 그 저면에 개구부측을 향함에 따라 점차 확개되는 테이퍼부가 형성된 제 1 단조 공정용 펀치를 사용하여, 상기 제 1 단조 공정용 다이의 원주 형상을 이루는 캐비티의 내주면에 압접시키지 않고, 상기 제 1 단조 공정용 다이의 테이퍼부 및 상기 제 1 단조 공정용 펀치의 테이퍼부에 의해, 상기 구리봉재를 그 축선 방향으로 단조하여, 그 단면의 외주부를 부셔 테이퍼면으로 한 제 1 중간재를 성형하는 제 1 단조 공정과,
    상기 제 1 단조 공정 후에, 원주 형상의 캐비티를 가짐과 함께, 그 저면에 오목 곡면부와 고리 형상 평면부가 형성된 제 2 단조 공정용 다이와, 둥근 접시 형상의 캐비티를 가짐과 함께, 오목 곡면부와 고리 형상 평면부가 형성된 제 2 단조 공정용 펀치를 사용하여, 상기 제 1 중간재를 상기 제 2 단조 공정용 다이의 원주 형상을 이루는 캐비티의 내주면에 압접시키지 않고, 상기 제 2 단조 공정용 다이의 오목 곡면부와 고리 형상 평면부 및 상기 제 2 단조 공정용 펀치의 오목 곡면부와 고리 형상 평면부에 의해, 상기 테이퍼면의 내측을 링 형상으로 압압함으로써, 그 단면 중앙부에 축선 방향으로 돌출되는 볼록부를 형성한 제 2 중간재를 성형하는 제 2 단조 공정을 갖고,
    상기 제 2 단조 공정 후에, 상기 제 2 중간재의 축선 방향 중앙부를 상기 금형에 당접시키지 않고, 축선 방향으로 단조하여 볼 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 도금용 애노드 구리 볼의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉간 다단 단조를 무급유로 실시하는 것을 특징으로 하는 도금용 애노드 구리 볼의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0722256D0 (en) * 2007-11-13 2007-12-27 Johnson Matthey Plc Level measurement system
US20090211900A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Novellus Systems, Inc. Convenient Replacement of Anode in Semiconductor Electroplating Apparatus
JP5446308B2 (ja) * 2009-02-17 2014-03-19 三菱マテリアル株式会社 めっき用銅材及び銅めっき材の製造方法
CN106739124B (zh) * 2016-12-09 2019-02-15 西安麦特沃金液控技术有限公司 微晶铜球全自动液压成型机
CN107502843A (zh) * 2017-08-25 2017-12-22 江西金彩阳极铜材料科技协同创新有限公司 一种铜球的制备方法
PL236099B1 (pl) * 2017-11-30 2020-11-30 Lubelska Polt Sposób kucia kul
CN109465368B (zh) * 2018-11-14 2020-02-11 江苏科技大学 一种大截面比复杂形状突变轴类铝合金锻件制坯成形方法
CN113579139B (zh) * 2021-08-09 2022-07-01 哈尔滨工业大学 一种高性能轴承钢球球坯的锻造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003181590A (ja) 2001-12-13 2003-07-02 Daido Steel Co Ltd ボール形製品およびその製造方法ならびにその製造装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2614317A (en) * 1949-08-19 1952-10-21 Deussen Emil Method of making metal balls
US3337278A (en) * 1964-07-13 1967-08-22 Vigh Zoltan High speed bearing
JPH0724913B2 (ja) * 1987-12-18 1995-03-22 株式会社リケン 斜板式圧縮機用シューの冷間鍛造方法
CN2154139Y (zh) * 1992-09-28 1994-01-26 郭卫彬 轴承滚动体多组合冷镦模具
JPH09141379A (ja) * 1995-11-20 1997-06-03 Topy Ind Ltd 金属球状体の製造方法および装置
US6752696B2 (en) * 2001-03-12 2004-06-22 Nsk Ltd. Rolling elements for rolling bearing, method of producing the same, and rolling bearing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003181590A (ja) 2001-12-13 2003-07-02 Daido Steel Co Ltd ボール形製品およびその製造方法ならびにその製造装置

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