KR102144684B1 - 브레이징용 납재 및 그 제조 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 납재 가공시 발생하는 스크랩(scrap)을 최소화하고, 가공법을 개선하여 브레이징시 발생하는 비용 및 손실을 최소화할 수 있는 브레이징용 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 굽히고자 하는 방향의 가장자리에 굽힘홈을 형성하여 띠 형상 납재를 쉽게 굽힐 수 있고, 굽혀진 부분에 주름이 생기거나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 쉽게 굽혀 호형상을 이루게 할 수 있는 브레이징 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법에 관한 것이다.

Description

브레이징용 납재 및 그 제조 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법{braising material and manufacturing methods thereof, and braising methods thereby}

본 발명은 브레이징용 납재에 관한 것으로서, 상세하게는 납재 가공시 발생하는 스크랩(scrap)을 최소화하고, 가공법을 개선하여 브레이징시 발생하는 비용 및 손실을 최소화할 수 있는 브레이징용 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 굽히고자 하는 방향의 가장자리에 굽힘홈을 형성하여 띠 형상 납재를 쉽게 굽힐 수 있고, 굽혀진 부분에 주름이 생기거나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 쉽게 굽혀 호형상을 이루게 할 수 있는 브레이징 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법에 관한 것이다.

통상의 기계장치나 전기 장치들은 금속 또는 합금 간의 접합이 필요한 부품이 많이 사용되고 있고, 이러한 금속 및 합금과 같이 이종물질 또는 기밀을 유지하며, 특정한 압력 및 고진공을 유지하여야 하는 부분에 납재가 많이 사용되고 있다.

이러한 납재는 접합 대상물의 재질이나 접합면의 형상에 따라 다양한 재질이나 형태로 만들어진다.

이러한 납재와 관련된 기술로는 특허문헌 1내지 3이 있다.

특허문헌 1은 마그네트론의 앤드헷드를 접합하기 위한 납재로, 일정한 링형상을 갖는 소결제인 납재를 사용하게 되므로 취급이 용이하며 간단한 치구를 사용함으로써 준비 작업이 불필요하여 작업이 능률적으로 수행될 수 있으며, 또한 엔드헷드와 필라멘트의 접착부위에 고른 두께로 분포되게 되어 있어 용접성이 우수하여지며 용접강도를 높인 것이고,

특허문헌 2는 Ag의 융점 이하로 용융할 수 있음과 더불어, 접합체의 고온 내구성의 향상을 도모할 수 있는 대기 접합용 납재에 관한 것으로, Ag, B, 및, Si를 필수 성분으로서 함유하고, Ag 이외의 구성 원소의 체적비의 합계가 50% 초과 90% 이하이고, Ag 이외의 구성 원소의 함유량 내에서 Si가 차지하는 비율이 체적비로 22% 초과되고, Ag 이외의 구성원의 함유량 내에서 B가 차지하는 비율이 체적비로 14% 초과된 것이며,

특허문헌 3은 20~40 중량%의 Cu, 1.0~3.0 중량%의 Ti, 1.2~6.0 중량%의 Sn, 잔부가 Ag인 Ag-Cu-Ti-Sn 합금으로 이루어지고, Ag-Cu 합금 매트릭스 중에 Sn-Ti 금속간화합물 또는 Cu-Ti 금속간화합물이 분산되는 금속 조직을 갖는 활성 금속 납재에 있어서, Ti 및 Sn의 중량비 Sn/Ti가 1.2 이상이고, 금속간화합물의 입자경이 20 ㎛ 이하인 활성 금속 납재로서, 금속간화합물을 미세화하여 제조할 수 있게 한 것이다.

이러한 종래의 납재는 상기한 바와 같이 다양한 재질로 이루어지고, 접합되는 대상물의 접합면의 형태에 따라 다양한 형상을 이루고 있으며, 이러한 납재를 가공하는 방법은 와이어 커팅(Wire cutting) 방법과 금형을 이용한 타발(打拔) 방법이 있다. 와이어 커팅 방법은 도 5에 도시한 바와 같이, 두께가 약 0.1mm인 얇은 소재를 와이어 커팅에 적합한 두께로 적층을 하고(도 7 (a)참조), 적층된 납재는 커팅시 움직이지 않도록 철판 등으로 가장자리를 고정한 후 커팅하여 만들어지고, 타발 방법은 소정의 형상의 금형을 이용하여 넓은 면적의 납재 판으로부터 원하는 형상의 납만을 찍어내는 방법이다.

이러한 종래의 납재 가공 방법 중 와이어 커팅 방법은 상기한 바와 같이 커팅 과정에서 보조 수단을 설치하는 등 가공 과정이 복잡하여 많은 시간 및 절차가 소요되는 단점이 있을 뿐만 아니라 도 7 (c)에 도시한 바와 같이, 사용자가 원하는 납재부분(100c)을 발취하고 남은 스크랩(scrap)부분(100s)이 생기며, 이러한 스크랩부분(100s)은 다시 회수되어 납재를 만드는 공정을 통해서 다시 재탄생하는 수순을 거치게 되며, 이렇게 재생하는 과정에서 원소재의 소재가를 그대로 유지하기 힘들고, 회수 후 다시금 재련되는 공정을 거쳐야 하는 손실이 상당히 커지게 된다.

물론, 금형을 이용한 타발 방법의 경우에도 스크랩이 발생하는 문제가 있다.

1. 대한민국 특허등록 제0207813호 2. 대한민국 특허공개 제2013-0136505호 3. 대한민국 특허등록 제2014-0008462호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 스크랩을 최소화할 수 있고, 원하는 형태로의 변형이 자유로워 브레이징시 발생하는 비용 및 손실을 최소화할 수 있는 브레이징용 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 상세하게 본 발명은 긴 띠 형상의 판으로 이루어진 납재의 가장자리에 다수의 굽힘홈을 형성하여 납재가 자유롭게 굽혀질 수 있게 함으로써 판형 납재를 굽힐 때 발생되는 주름이나 크랙의 발생을 방지한 브레이징용 납재 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 접합물 브레이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 브레이징용 납재는 긴 판체 형상이고, 가장자리에 다수의 굽힘홈이 형성되어 상기 굽힘홈(10g)이 형성된 방향으로 판체를 굽힐 때 연결부에 주름이나 크랙(crack)이 생기지 않게 한 것을 특징으로 한다.

상기 굽힘홈은 연결부를 향하며 폭이 점차 좁아지는 삼각형상을 이루는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일 양상에 따른 납재를 제조하는 방법은 상기와 같이 구성된 납재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 판체 형상의 소재에 원하는 크기의 굽힘홈이 형성될 부분을 절취선으로 표시하되, 납재의 폭의 간격으로 절취선을 형성하고 절취함에 따라 절취되어 분리된 굽힘홈 부분만이 스크랩으로 배출되게 한 것을 특징으로 한다.

상기 납재는 굽힘홈을 중심으로 이웃하는 것과 대칭을 이루게 하면 굽힘홈이 형성되는 부분이 다른 납재의 몸체가 되어 스크랩이 전혀 발생되지 않게 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양상에 따른 접합물의 접합 방법은 상기와 같이 구성된 납재를 이용한 것으로서, 제1접합물에 형성된 결합홈에 납재 일측 가장자리의 연결부를 끼워 넣고, 굽힘홈이 형성된 부분은 굽혀 제1접합물의 접합면에 밀착되게 하며, 제2접합물의 단부를 결합홈에 끼워 넣어 후, 가열 가압하여 납재가 용융되어 두 접합물 사이가 접합되게 한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이징용 납재는 제작 과정에서 불필요한 스크랩이 발생하는 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 납재는 얇고 긴 판체 형상을 이루고 있으므로 보관 및 운반에 소요되는 공간을 최소화할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따른 납재 제조 방법은 판체 형상의 소재에서 굽힘홈이 형성되는 부분만을 제거하여 스크랩이 발생하는 양을 줄일 수 있고, 특히, 소재를 절취하여 굽힘홈을 형성할 때, 이웃하는 납재 사이의 굽힘홈이 서로 동일하고 대칭을 이루도록 형성하면 이웃하는 납재에 형성되는 굽힘홈이 다른 납재의 몸체가 되므로 스크랩이 전혀 발생하지 않게 할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 접합물 접합 방법은 납재 일단의 연결부를 접합물에 형성된 홈에 끼우고 굽힘홈이 형성된 부분을 일측으로 굽혀 굽힘홈이 좁혀진 상태에서 다른 접합물을 납재에 면접한 후, 가압 및 가열함으로써 납재가 보다 고르게 두 접합물 사이를 메워 견고한 접합이 이루어질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이징용 납재의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 브레이징용 납재를 굽히는 과정의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 브레이징용 납재를 제조하는 과정의 일예를 도시한 평면도
도 4는 본 발명에 따른 브레이징용 납재의 다른 일예의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 브레이징용 납재를 굽혀 만들어진 원반형 납재의 일예의 사시도
도 6은 본 발명에 따른 브레이징용 납재를 사용한 상태의 일예의 사시도
도 7은 종래의 브레이징용 납재 커팅과정도

본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 소재의 낭비를 최대한 줄일 수 있고, 납재를 원하는 방향으로 쉽게 굽힐 수 있다.

본 발명에 따른 브레이징용 납재는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 긴 판체 형상이고, 가장자리에 다수의 굽힘홈(10g)이 형성되어 판면과 수직 방향으로 굽힐 때 연결부(10a)에 주름이나 크랙(crack)이 생기지 않게 한 것을 특징으로 한다.

즉, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 두께가 얇고 긴 판체 형상의 납재(10)의 일측 가장자리 또는 양측 가장자리에 소정의 간격으로 굽힘홈(10g)을 형성하여 굽힘홈이 형성된 방향으로 판재를 굽히면 이 굽힘홈이 좁아져 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 원형 링 또는 원반형상이 될 수 있다.

이에 따라 굽힘홈(10g) 반대쪽의 연결부(10a)에 크랙이 생기거나 주름이 생기지 않아 두 접합물 사이에 틈이 생기지 않고 견고한 접합이 이루어질 수 있는 것이다.

이러한 본 발명에 따른 납재(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 일측 가장자리에만 굽힘홈(10g)을 형성하거나 도 4에 도시한 바와 같이 양 가장자리에 모두 굽힘홈(10g)을 형성할 수 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이 일측 가장자리에만 굽힘홈을 형성할 경우에는 도 2 또는 도 5에 도시한 바와 같이 원형으로 굽혀지고, 도 4에 도시한 바와 같이 양 가장자리의 일부에 각각 굽힘홈을 형성할 경우에는 "S"자 형성으로 납재가 굽혀질 수 있다.(미도시)

또한, 상기 납재(10)에 있어서, 삼각형상을 이루는 굽힘홈(10g)의 각(R)을 달리함에 따라 굽혀지는 각이 달라질 수 있어 굽혀져 완성된 납재의 호의 지름이 달라질 수 있으며, 이 각(R)과 납재의 폭(B)을 조절함에 따라 도 2에 도시한 고리 형상이 되거나 도 5에 도시한 원반 형상이 될 수 있다.

또한, 상기 연결부(10a)의 폭(A)은 가능한 좁은 것이 바람직하다.

연결부(10a)의 폭(A)이 넓은 경우 굽힘홈(10g)이 형성된 방향으로 납재를 굽히면 연결부의 단부 즉, 굽힘홈이 형성된 부분의 반대쪽 단부는 변형량이 많아 크랙이 생길 수 있으므로 가능한 폭을 좁히는 것이 바람직하지만, 납재의 재질이나 용도 두께 등에 따라 이는 조절 가능한 것으로 폭(A)을 수치로 한정하지는 않는 다.

상기 굽힘홈(10g)은 도시한 바와 같이, 연결부(10a)를 향하며 폭이 점차 좁아지는 삼각형상을 이루고 있어 납재(10)가 굽힘홈이 형성된 부분으로 굽혀져 굽힘홈의 개방 단부가 좁혀져 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 굽힘홈의 양단이 접촉된 접촉선(10c)만이 표시될 뿐 전체적으로 고르게 납이 분포하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 납재(10)를 제작 하는 방법은 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나, 통상적으로 사용되는 와이어 커팅 방법이나 타발(打拔) 방법이 사용될 수 있으나, 본 발명의 경우 넓은 면적을 갖는 납재의 소재로부터 원하는 납재(10) 부분만을 잘라낼 때 가능한 스크랩(scrap)을 최소화 할 수 있다.

즉, 굽힘홈(10g)이 형성된 납재(10)를 소재로부터 잘라내되, 이웃하는 납재(10) 부분이 서로 접하도록 배열한 상태에서 굽힘홈(10g)이 형성되는 부분과 납재(10)들 사이의 접촉 부분을 절단하면 굽힘홈(10g)이 형성된 납재(10)가 만들어지고, 굽힘홈(10g)이 형성되는 부분만이 스크랩이 되어 스크랩을 줄일 수 있는 것이다.

특히, 도 3에 일예를 도시한 바와 같이 이웃하는 두 납재(10)에 형성되는 굽힘홈(10g)을 서로 대칭을 이루게 형성할 경우에는 스크랩이 전혀 발생하지 않을 수 있다. 즉, 도 3 (a)에 도시한 바와 같이 소재를 절취선(10d)을 따라 절단하되, 이웃하는 납재(10)가 서로 접하도록 배열하고, 이웃하는 납재(10)에 형성되는 굽힘홈(10g)이 서로 대칭을 이루도록 형성할 경우 절취선을 따라 절단하면 납재(10)들 사이가 분리되고, 각각의 납재(10)에는 굽힘홈(10g)이 형성되는 것이다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명에 따른 납재를 이용한 접합물의 접합 방법의 일예를 설명한다.

도 1이나 도 5에 도시한 바와 굽힘홈(10g)측으로 굽혀 고리 또는 원반형으로 만들어 접합물 사이에 배치한 상태에서 가열 가압함에 의해 두 접합물 사이가 접합될 수 있으나, 두 접합물 사이를 보다 견고하게 접합하기 위한 방법의 일예는 도 6에 도시한 바와 같이, 제1접합물(200)에는 연결홈(200g)이 형성되고, 제2접합물(300)에는 "ㄱ"형상으로 굽혀진 접합부를 가질 경우이다.

도 6 (a)에 도시한 바와 같이 납재(10)의 일측 가장자리의 연결부(10a)를 굽혀 굽힘홈(10g)이 형성된 부분과 수직을 이루게 하고, 도 6 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 제1접합물(200)에 형성된 결합홈(200g)에 납재(10) 일측 가장자리의 연결부(10a)를 끼워 넣는다.

물론, 굽힘홈(10g)이 형성된 부분은 굽혀 제1접합물의 접합면에 밀착되게 하며, 제2접합물의 단부의 하향 절곡된 부분을 결합홈(200g)에 끼워 넣는다.

제2접합물(300)의 내면 가장자리가 제1접합물(200)의 단부에 밀착되게 누르면 두 접합물 사이에 납재의 굽힘홈이 형성된 부분이 끼인 상태가 되고, 이 상태에서 가열 가압하면 납재가 용융되어 두 접합물 사이가 접합된다.

상기에서는 납재의 연결부(10a)를 굽힌 상태에서 굽힘홈(10g)측으로 굽힌 후, 연결부(10a)를 제1접합물에 형성된 연결홈(200g)에 끼워 넣는 것을 일예로 설명하였으나, 남재의 일측 단부로부터 연결부(10a)를 연결홈(200g)에 끼워 넣으면서 순차적으로 납재를 굽힘홈(10g)측으로 굽혀 납재(10)를 연결홈(200g)에 설치할 수도 있다.

10: 납재
10a: 연결부 10g: 굽힘홈 10c: 접촉선
10d: 절취선
200: 제1접합물 200g: 결합홈
300: 제2접합물

Claims (5)

1. 긴 판체 형상이고, 가장자리에 다수의 굽힘홈(10g)이 형성되어 상기 굽힘홈(10g)이 형성된 방향으로 판체를 굽힐 때 연결부(10a)에 주름이나 크랙(crack)이 생기지 않게 한 것을 특징으로 하는 브레이징용 납재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 굽힘홈(10g)은 연결부(10a)를 향하며 폭이 점차 좁아지는 삼각형상을 이루는 것을 특징으로 하는 브레이징용 납재.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항의 납재를 제조하는 방법에 있어서,
   판체 형상의 소재에 원하는 크기의 굽힘홈(10g)이 형성될 부분을 절취선(10d)으로 표시하되, 납재(10)의 폭의 간격으로 절취선을 형성하고 절취함에 따라 절취되어 분리된 굽힘홈 부분만이 스크랩으로 배출되게 한 것을 특징으로 하는 브레이징용 납재 제조방법.
5. 긴 판체 형상이고, 가장자리에 다수의 굽힘홈(10g)이 형성되어 판면과 수직 방향으로 굽힐 때 연결부(10a)에 주름이나 크랙(crack)이 생기지 않게 한 납재를 이용하여 결합홈(200g)이 형성된 제1접합물(200)에 제2 접합물(300)이 단부를 접합하는 방법에 있어서,
   상기 제1접합물(200)에 형성된 결합홈(200g)에 납재(10) 일측 가장자리의 연결부(10a)를 끼워 넣고, 굽힘홈(10g)이 형성된 부분은 굽혀 제1접합물의 접합면에 밀착되게 하며, 제2접합물의 단부를 결합홈(200g)에 끼워 넣어 후, 가열 가압하여 납재가 용융되어 두 접합물 사이가 접합되게 한 것을 특징으로 하는 브레이징용 납재를 이용한 접합물 브레이징 방법.
   

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