KR102657195B1 - 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법은, 용탕 도가니에 주입된 전기접점 소재인 은(Ag)과 구리(Cu)를 용탕 가열장치를 이용하여 가열하여 전기접점용 용탕을 준비하는 단계와, 상기 용탕 도가니와 상기 용탕 가열장치 하측이 개공되어 상기 용탕을 출탕하여 와이어 노즐 몰드에 주입하여 주형 와이어를 제조하는 단계 및 상기 주형 와이어를 롤링하여 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법{A Method for Manufacturing the Ag-Cu wire for Electric contact using the same}
실시예는 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치 및 이를 이용한 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법에 관한 것이다.
전기접점 재료는 전기회로의 개폐 또는 접촉을 기계적으로 행하는 전기적 접촉 소자이며, 각종 스위치, 릴레이, 전자 개페기 등 전기, 전자, 통신, 자동차, 엘리베이터 등 전반적인 산업에 널리 이용되고 있다.
전기접점의 요구 성능으로는 접촉저항이 낮아야 하며, 전기 전도도, 열전도, 안정성이 높아야 하고, 내소모성이 우수하고 접촉면의 변형이 낮아야 한다.
이러한 전기접점의 성능은 전기접점의 구성물질에 의해 발현되기는 하나, 전기접점의 제조공정 중 발생할 수 있는 산화물이나 오염물질을 최소화하는 것이 전기접점의 성능 결정에 매우 중요하다.
한편, 전기접점(electric contact) 소재는 사용 환경에 따라 다양한 재질의 접점이 전기 제품에 사용되고 있으며, 제조방식에 따라 용해법과 분말야금법 등으로 제조되고 있다.
예를 들어, 용해법으로 제조되는 전기접점은 Ag-CdO계와 Ag-SnO2계 등이 있으며, 분말야금법으로 제조되는 전기접점은 Cu-W계, Ag-W계, Ag-WC계, Ag-C계, Ag-Ni 계 등이 있다.
이 중에서 AgCdO계 접점재료는 높은 전류용량, 우수한 내 아크성(arc resistance), 낮은 접촉저항 등으로 인해 전기 차단기, 다단식 차단기의 통전접점, 과부하 계전기, 전자접촉기 등으로 널리 사용되고 있다.
한편, 이건 출원인의 내부기술에는 접점재료(electric contact)의 제조공정으로 용해, 빌렛 주조(billet casting), 열처리, 압출(extrusion), 신선(wire drawing), 절단, 산화 등의 공정을 진행하고 있고, 필요시 소정의 중간공정을 반복 실시하고 있었다.
예를 들어, AgCdO계 용해공정에서는 '용탕 도가니'에 은(Ag), 카드뮴(Cd) 등의 합금 원소를 적정 비율로 투입 후 고주파 유도를 통해 용융, 교반 후 주형 도가니에 주입하여 빌렛(billet)을 주조하였고, 이후 압출(extrusion), 신선(wire drawing) 등의 공정을 진행하고 있다.
한편, 종래기술에서 전기접점(electric contact) 소재는 제조방식에 따라 용해 후 압출방식(extrusion process)으로 제조되고 있다. 예를 들어, 아래 선행 특허문헌 1 내지 선행 특허문헌 7은 용해 후 압출방식으로 전기접점 소재를 제조하고 있음을 개시하고 있다.
[선행 특허문헌 1]
● 공개번호(공개일): KR2011-0021401A(2011.03.04)
● 발명의 명칭: 표면과 내부재질이 이종 재질로 구성되어 있는 전기 접점용 소재의 제조 방법 및 그것을 이용한 스위치
[선행 특허문헌 2]
● 공개번호(공개일): KR2016-0062411A(2016.06.02)
● 발명의 명칭: 전기 스위치용 은-산화물계 전기접점재료의 제조방법
[선행 특허문헌 3]
● 공개번호(공개일): WO2000-065623A(2000.11.02)
● 발명의 명칭: Ag－zno계 전기 접점 재료의 제조 방법 및 그 전기 접점 재료
[선행 특허문헌 4]
● 공개번호(공개일): WO2014-208419A(2014.12.31)
● 발명의 명칭: 전기 접점 재료의 제조 방법
[선행 특허문헌 5]
● 공개번호(공개일): JP1998-177821A(1998.06.30)
● 발명의 명칭: 전기 접점 및 그 제조법
[선행 특허문헌 6]
● 등록번호(등록일): KR10-1491932B(2015.02.03)
● 발명의 명칭: 은-산화물계 전기접점재료 및 이의 제조방법
[선행 특허문헌 7]
● 공개번호(공개일): KR2014-0086133A(2014.07.08)
● 발명의 명칭: 칩 압출법을 이용한 클래드 스트립재 판접점 제조 방법 및 판접점
한편, 위 선행 특허문헌들에서 개시된 바와 같이, 순수 은(Ag) 대신에 은(Ag)-구리(Cu) 합금을 기초로한 전기접점 소재의 개발이 이루어졌으나, Cu의 높은 산화성질로 인해 은(Ag)-구리(Cu) 합금의 전기접점용 소재는 용해 후 압출방식으로 제조되고 있었다.
그런데 용해 후 압출방식으로 제조되는 은(Ag)-구리(Cu) 합금의 전기접점 소재는 압출 후 뒷 부분에서 약 10~15%의 압출 핀홀(pin hole)이 발생하여 손실이 발생하는 문제가 있다.
한편, Ag 함량이 높고 Cu 함량이 낮은 경우, 스위치의 동작 시 약 2,000℃ 내외의 높은 온도에서 전기접점 소재의 융착(fusion)이 발생하는 문제가 있다.
이에 융착 없이 Ag-Cu 합금의 전기접점 소재가 작동하기 위해서는 은(Ag)-구리(Cu) 합금에서 구리(Cu)의 함량이 20% 이상, 예를 들어, 30% 이상, 예를 들어, 40%까지 올릴 필요가 있다.
반면, Cu 함량이 약 20%를 초과하여 높아지는 경우 Cu의 높은 산화성으로 인해 압출자체가 어렵고, 약 30% 정도의 압출 불량이 발생하는 문제가 있다.
예를 들어, 또한 구리(Cu)는 산화성이 높아 공기 중 산소와 반응하여 산화구리(CuO2)로 쉽게 바뀌는 성질이 있고, 용탕에 산화구리(CuO2)가 존재하게 되어 이후 신선(wire drawing) 공정에서 산화구리(CuO2)가 와이어(W) 내에 존재하여 디펙트로 작용하며, 와이어가 끊어지는 현상까지 발생되는 문제가 있었다.
한편, 종래 전기접점 기술에서는 Ag-Cu 합금에 산화를 방지하기 위한 Ni 등의 첨가제를 추가하고 있으나, Ni 등의 첨가제 첨가 시 융착을 유발하여 전기접점 소재로 적합하지 못한 문제가 있다.
또한 종래 전기접점 기술에서는 Ag-Cu 합금에 산화를 방지하기 위해 진공상태에서 용해가 진행되고 있으나, 고온의 용해로 자체의 진공을 유지하기 어려운 문제가 있다.
또한 종래 기술에서는 용해로의 용탕 도가니가 고온 상태에서 공기 중에 노출시 용탕 도가니의 산화로 인해 용탕 도가니의 급격한 손실이 발생되는 문제가 있다.
또한 종래 기술에서 용탕 도가니에 추가로 재료를 주입하는 경우, 외부 공기에 용해된 용탕이 노출되어 표면 산화로 인해 오염이 발생하는 문제가 있다.
또한 종래 기술에서는 용해 공정 후 전기 접점소재의 와이어 공정에서 와이어가 코일 형태로 둥글게 말리게 되는데, 별도의 와이어 코일링 장치가 설치되야 하는 문제가 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 은(Ag)-구리(Cu)의 전기접점 소재에서 구리(Cu)의 함량을 높이면서도 다른 첨가제 없이 구리(Cu)의 산화성을 방지할 수 있는 방안을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 용해로의 용탕 도가니의 산화로 인해 용탕 도가니의 급격한 손실이 발생되는 문제를 해결하고자 함니다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 용탕 도가니에 추가로 재료를 주입하는 경우, 외부 공기에 용해된 용탕이 노출되어 표면 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 해결하고자 함이다.
또한 또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 용해 공정 후 전기 접점소재의 와이어 공정에서 와이어가 코일 형태로 둥글게 만들기 위한 별도의 와이어 코일링 장치가 설치되야 하는 문제를 해결하고자 함이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 명세서 전체를 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법은, 용탕 도가니에 주입된 전기접점 소재인 은(Ag)과 구리(Cu)를 용탕 가열장치를 이용하여 가열하여 전기접점용 용탕을 준비하는 단계와, 상기 용탕 도가니와 상기 용탕 가열장치 하측이 개공되어 상기 용탕을 출탕하여 와이어 노즐 몰드에 주입하여 주형 와이어를 제조하는 단계 및 상기 주형 와이어를 롤링하여 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 커버 바디와, 상기 커버 바디를 관통하는 관통 홀과, 상기 관통 홀 상에 결합되는 제1 밸브를 포함하며, 상기 제1 밸브와 상기 관통 홀을 통해 불활성 가스가 상기 용탕 도가니 상에 주입될 수 있다.
상기 주형 와이어를 제조하는 단계에서의 상기 용탕 도가니에 주입되는 불활성 가스의 제2 온도는 용탕을 준비하는 단계에서 주입되는 불활성 가스의 제1 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
실시예는 상기 용탕 도가니 하측에 배치되는 전기접점 용탕 안정화로를 더 포함할 수 있다.
상기 용탕 안정화로는, 안정화로 바디와, 상기 안정화로 바디 내측에 배치되는 안정화용 도가니를 포함할 수 있다.
상기 용해된 용탕이 상기 전기접점 용탕 안정화로에 주입되어 안정화된 후에 안정화된 용탕이 상기 와이어 노즐 몰드로 주입될 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 커버 바디의 중앙부에 원료 주입구 및 상기 원료 주입구를 커버하는 주입구 커버를 포함할 수 있다.
상기 원료 주입구는 상측의 폭이 하측의 폭 보다 클 수 있다.
상기 제1 밸브를 통해 주입된 불활성 가스가 상기 원료 주입구 내에도 위치할 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 상기 원료 주입구 하단에 가변형 원료 주입구를 포함할 수 있다.
상기 가변형 원료 주입구는, 소정의 압력이 가해지는 경우에 통로가 열리는 탄성을 구비할 수 있다.
또한 실시예는 상기 원료 주입장치를 통해 Ag와 Cu 분말을 포함하는 원료가 원료 주입구를 통해 주입되는 단계와, 상기 원료 주입장치에 소정의 하측방향으로 압력이 가해져서 상기 원료가 상기 가변형 원료 주입구를 통과하여 용탕 내부로 주입되는 단계를 포함할 수 있다.
실시예는, 제1 사이즈을 구비하는 주형 와이어가 상기 와이어 롤러에 의해 제2 사이즈의 전기접점용 Ag-Cu 와이어로 제조될 수 있다.
상기 전기접점용 Ag-Cu 와이어는 그 단면이 다각형을 포함할 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 마주보는 한 쌍의 와이어용 제1 롤러와 와이어용 제2 롤러를 포함하며, 상기 와이어용 제1 롤러와 상기 와이어용 제2 롤러는 각각 그 외주에 다각형 형상의 제1 리세스와 제2 리세스를 포함할 수 있다.
상기 와이어용 제1 롤러의 제1 리세스는, 밑 변이 제1 폭을 구비하고, 윗 변이 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 구비하는 사다리꼴 형상을 포함할 수 있다.
상기 와이어용 제1 롤러는, 제3 폭(W3)의 제1 빗 변, 제2 빗 변과, 상기 제3 폭보다 긴 제2 폭의 윗 변을 포함할 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 롤러 하우징과, 상기 롤러 하우징에 마주보며 장착된 와이어 제1 롤러, 와이어 제2 롤러 및 상기 롤러 하우징에 장착된 와이어 코일러를 포함할 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 와이어 롤러와 평행하지 않은 어긋난 방향으로 설치될 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 롤러 하우징에서 제1 방향(X1)으로 연장되면서 마주보도록 장착된 와이어 제1 롤러, 와이어 제2 롤러 및 상기 롤러 하우징에 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 와이어 코일러를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)은 서로 평행하지 않게 어긋나게 배치되며, 상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)의 연장선의 제1 영역에는 제1 거리는, 상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)의 연장선의 제2 영역에서의 제2 거리보다 좁을 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 롤러 하우징에서 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 코일러 지지부와, 상기 코일러 지지부에 삽입된 회전 가능한 코일링부를 포함할 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 코일링부 외측의 상기 코일러 지지부에 결합된 결합부를 포함할 수 있다.
상기 코일링부는 외곽 둘레에 리세스를 포함하며, 상기 코일링부의 리세스는 상기 제1, 제2 롤러의 제1 리세스, 제2 리세스와는 어긋난 방향으로 리세스가 배치될 수 있다.
상기 제1, 제2 롤러의 제1 리세스, 제2 리세스(R1, R2)는 상기 제1 방향(X1)에 수직한 방향으로 리세스가 배치되며, 상기 코일링부의 리세스는 상기 제1 방향(X1)에 어긋난 제2 방향(X2)에 수직한 방향으로 리세스가 배치될 수 있다.
또한 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치는, 전기접점 소재인 은(Ag)과 구리(Cu)를 가열하는 용탕 가열장치와, 상기 용탕 가열장치 내에 배치되며 상기 은(Ag)과 구리(Cu)를 용융하여 용탕(M1)을 제조, 수용하는 전기접점용 Ag-Cu 용탕 도가니와, 상기 용탕 가열장치 상에 배치되며 상기 용탕 가열장치의 상부를 밀폐하는 용탕 커버부와, 상기 용탕 도가니로부터 출탕되는 용탕(M1)을 냉각시켜 와이어 형상의 주형 와이어로 제조하는 와이어 노즐 몰드 및 상기 주형 와이어를 롤링하여 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조하는 와이어 롤러를 포함할 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 커버 바디와, 상기 커버 바디를 관통하는 관통 홀과, 상기 관통 홀 상에 결합되는 제1 밸브를 포함하며, 상기 제1 밸브와 상기 관통 홀을 통해 불활성 가스가 상기 용탕 도가니 상에 주입될 수 있다.
상기 주형 와이어를 제조하는 단계에서의 상기 용탕 도가니에 주입되는 불활성 가스의 제2 온도는 용탕을 준비하는 단계에서 주입되는 불활성 가스의 제1 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
또한 실시예는 상기 용탕 도가니 하측에 배치되는 전기접점 용탕 안정화로를 더 포함할 수 있다.
상기 용탕 안정화로는, 안정화로 바디와, 상기 안정화로 바디 내측에 배치되는 안정화용 도가니를 포함할 수 있다.
상기 용해된 용탕이 상기 전기접점 용탕 안정화로에 주입되어 안정화된 후에 안정화된 용탕이 상기 와이어 노즐 몰드로 주입될 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 커버 바디의 중앙부에 원료 주입구 및 상기 원료 주입구를 커버하는 주입구 커버를 포함할 수 있다.
상기 원료 주입구는 상측의 폭이 하측의 폭 보다 클 수 있다.
상기 제1 밸브를 통해 주입된 불활성 가스가 상기 원료 주입구 내에도 위치할 수 있다.
상기 용탕 커버부는, 상기 원료 주입구 하단에 가변형 원료 주입구를 포함할 수 있다.
상기 가변형 원료 주입구는, 소정의 압력이 가해지는 경우에 통로가 열리는 탄성을 구비할 수 있다.
제1 사이즈을 구비하는 주형 와이어가 상기 와이어 롤러에 의해 제2 사이즈의 전기접점용 Ag-Cu 와이어로 제조될 수 있다.
상기 전기접점용 Ag-Cu 와이어는, 그 단면이 다각형을 포함할 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 마주보는 한 쌍의 와이어용 제1 롤러와 와이어용 제2 롤러를 포함하며, 상기 와이어용 제1 롤러와 상기 와이어용 제2 롤러는 각각 그 외주에 다각형 형상의 제1 리세스와 제2 리세스를 포함할 수 있다.
상기 와이어용 제1 롤러의 제1 리세스는, 밑 변이 제1 폭을 구비하고, 윗 변이 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 구비하는 사다리꼴 형상을 포함할 수 있다.
상기 와이어용 제1 롤러는, 제3 폭의 제1 빗 변, 제2 빗 변과, 상기 제3 폭보다 긴 제2 폭의 윗 변을 포함할 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 롤러 하우징과, 상기 롤러 하우징에 마주보며 장착된 와이어 제1 롤러, 와이어 제2 롤러 및 상기 롤러 하우징에 장착된 와이어 코일러를 포함할 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 와이어 롤러와 평행하지 않은 어긋난 방향으로 설치될 수 있다.
상기 와이어 롤러는, 롤러 하우징에서 제1 방향(X1)으로 연장되면서 마주보도록 장착된 와이어 제1 롤러, 와이어 제2 롤러 및 상기 롤러 하우징에 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 상기 와이어 코일러를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)은 서로 평행하지 않게 어긋나게 배치되며, 상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)의 연장선의 제1 영역에는 제1 거리는, 상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)의 연장선의 제2 영역에서의 제2 거리보다 좁을 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 롤러 하우징에서 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 코일러 지지부와, 상기 코일러 지지부에 삽입된 회전 가능한 코일링부를 포함할 수 있다.
상기 와이어 코일러는, 상기 코일링부 외측의 상기 코일러 지지부에 결합된 결합부를 포함할 수 있다.
상기 코일링부는 외곽 둘레에 리세스를 포함하며, 상기 코일링부의 리세스는 상기 제1, 제2 롤러의 제1 리세스, 제2 리세스와는 어긋난 방향으로 리세스가 배치될 수 있다.
상기 제1, 제2 롤러의 제1 리세스, 제2 리세스(R1, R2)는 상기 제1 방향(X1)에 수직한 방향으로 리세스가 배치되며, 상기 코일링부의 리세스는 상기 제1 방향(X1)에 어긋난 제2 방향(X2)에 수직한 방향으로 리세스가 배치될 수 있다.
실시예에 의하면, 은(Ag)-구리(Cu)의 전기접점 소재에서 구리(Cu)의 함량을 높이면서도 다른 첨가제 없이 구리(Cu)의 산화성을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 불활성 분위기에서 용해로의 용탕 공정이 진행되고, 이후 압출방식이 아닌 연속주조 방식 공정에 의해 Ag-Cu 접점 소재에서 Cu 함량을 20~40%로 높이면서도 다른 첨가제 없이 Cu의 산화성을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 불활성 분위기에서 용탕 공정이 진행되고, 이후 연속주조 방식 공정에 의해 Ag-Cu 접점 소재의 와이어 제조가 가능하므로 압출시 발생하는 손실을 100% 보전할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 용탕 공정과, 연속주조 방식 및 압연공정을 순차적으로 진행함으로써 제품 조직을 치밀하게 만들어 더욱 개선된 제품을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 용해공정 후 불활성 분위기에서 용탕 도가니의 냉각이 진행됨에 따라 용탕 도가니의 산화로 인한 손실을 방지할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 용해공정 후 냉각된 불활성 분위기에서 용탕 도가니의 냉각이 진행됨에 따라 용탕 도가니의 산화로 인한 손실을 방지함과 동시에 용탕 도가니의 냉각 속도를 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 용탕 가열장치(110) 상에 배치되는 제2 용탕 커버부(150B)에 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)을 구비하고, 용탕 커버부의 관통 홀(152)을 통해 용탕 소재를 주입할 수 있다.
또한 용탕은 불활성 분위기가 유지될 수 있으므로 용탕이 외부 공기에 노출되지 않으면서도 용탕 소재를 추가로 주입할 수 있으므로 용탕 소재 주입시 용탕이 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치에 의하면, 용탕을 안정화시킬 수 있는 전기접점 용탕 안정화로(120)를 구비함으로써 고 품질의 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제3 실시예에 의하면, 용탕 가열장치(110) 상에 배치되는 제2 용탕 커버부(150B)에 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)을 구비하고, 용탕 커버부의 관통 홀(152)을 통해 용탕 소재를 주입할 수 있다.
이에 따라 용탕은 불활성 분위기가 유지될 수 있으므로 용탕이 외부 공기에 노출되지 않으면서도 용탕 소재를 추가로 주입할 수 있으므로 용탕 소재 주입시 용탕이 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제4 실시예는, 제3 용탕 커버부(150B)가 원료 주입구(150T) 하단에 가변형 원료 주입구(157)를 포함할 수 있으며, 원료 주입장치(160)에 소정의 하측방향으로 압력이 가해져서 원료(160AC)가 가변형 원료 주입구(157)를 통과하여 용탕 내부로 주입될 수 있다. 이때 가변형 원료 주입구(157)에 원료(160AC)가 존재함에 따라 불활성 가스(G1)가 외부로 유출되지 않으면서도 용탕 내부로 원료(160AC)가 효율적으로 공급될 수 있는 기술적 효과가 있다.
제5 실시예에 의하면, 와이어용 제1 롤러(171)의 제1 리세스(R1)와 와이어용 제2 롤러(172)의 제2 리세스(R2)가 각각 다각형 형상을 구비함에 따라, 원형 단면의 리세스에 대비하여 주형 와이어에 대한 접촉 면적을 높이면서 롤링 압력을 균일하게 가함으로써 결정품질이 우수한 전기접점용 Ag-Cu 와이어(W2)를 제조할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제6 실시예에 의하면, 롤러장치에 어긋난 와이어 코일러(180)가 함께 설치됨에 따라, 롤러(171, 172)에 의해 롤링 후 어긋난 와이어 코일러(180)에 즉시 와이어의 코일링이 연속하여 가능하다. 이에 따라 용해 공정 후 전기 접점소재의 와이어 공정에서 와이어가 코일 형태로 둥글게 만들기 위한 별도의 와이어 코일링 장치가 설치되야 하는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 명세서 전체를 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
도 1a와 도 1b는 제1 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1001)의 개략도.
도 1c는 내부 기술에서 용해 후에 압출방식으로 전기접점소재 제작 시 이용되는 용탕 도가니의 사진.
도 2a 내지 도 2c는 제2 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1002)의 개략도.
도 3a 내지 도 3b는 제3 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1003)의 개략도.
도 5a는 도 3a에서 제2 용탕 커버부(150B)의 제1 평면도이며, 도 5b는 제2 용탕 커버부(150B)의 제2 평면도.
도 6a와 도 6b는 제3 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1003)에서의 원료 주입과정을 설명하는 예시도.
도 7a와 도 7c는 제4 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1004)의 개략도.
도 8은 제5 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1005)의 개략도.
도 9a는 제5 실시예에서의 와이어 롤러(170)에 대한 사진.
도 9b는 와이어 롤러(170)의 부분 제1 단면도.
도 9c는 와이어 롤러(170)의 부분 제2 단면도.
도 10은 제6 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1006)의 개략도.
도 11a는 제6 실시예에서의 제2 와이어 롤러(170C)에 대한 제1 사진.
도 11b는 제2 와이어 롤러(170C)의 제2 사진.
도 11c는 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 코일(WC)의 사진.
이하에서는 도면을 참조하여 상기 과제를 해결하기 위한 실시예에 따른 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다", "가지다" 또는 “구비한다” 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.
(실시예)
도 1a와 도 1b는 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1001)의 개략도이다. 이하 '실시예'는 '실시예'로 약칭하기로 한다.
우선, 도 1a를 참조하면, 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1001)는, 용탕 가열장치(110)와, 전기접점용 Ag-Cu 용탕 도가니(111)와, 용탕 커버부(150)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1001)는, 전기접점 소재인 은(Ag)과 구리(Cu)를 가열하는 용탕 가열장치(110)와, 상기 용탕 가열장치(110) 내에 배치되며 상기 은(Ag)과 구리(Cu)를 용융하여 용탕(M1)을 제조, 수용하는 전기접점용 Ag-Cu 용탕 도가니(111)와, 상기 용탕 가열장치(110) 상에 배치되며 상기 용탕 가열장치(110)의 상부를 밀폐하는 용탕 커버부(150)를 포함할 수 있다.
상기 용탕 가열장치(110)는 소정의 가열 코일(H)을 이용한 고주파 유도가열을 통해 은(Ag)과 구리(Cu)를 용융하여 용탕(M1)을 제조할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 전기접점용 Ag-Cu 합금의 용해는 고주파를 사용하여 용해하므로 파장에 의하여 일정하게 교반이 이루어져 일정한 비율의 합금 용해가 가능할 수 있다.
상기 용탕 도가니(111)는 카본 용탕 도가니일 수 있고, 이를 통해 온도 조절성 높으므로 이후 제조되는 와이어의 표면 개질이 현저히 향상될 수 있다.
또한 상기 용탕 도가니(111)와 상기 용탕 가열장치(110)는 각각 용탕이 출탕될 수 있는 제1 하단 출구(T1)과 제2 하단 출구(T2)를 포함할 수 있다. 또는 상기 제1 하단 출구(T1)과 제2 하단 출구(T2)는 일체의 하나의 출구 형태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 소정의 흑연봉(미도시)이 용융 중에 상기 제1 하단 출구(T1) 또는 상기 제2 하단 출구(T2)를 밀폐 후 상기 흑연봉이 제거되어 상기 제1 하단 출구(T1) 또는 상기 제2 하단 출구(T2)를 오픈시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 1a와 도 1b를 함께 참조하면, 실시예는 상기 용탕 도가니(111)로부터 출탕되는 용탕(M1)을 냉각시켜 와이어 형상의 주형 와이어(W1)로 제조하는 와이어 노즐 몰드(130)를 포함할 수 있다.
또한 실시예는 상기 용탕 가열장치(110)의 제2 하단 출구(T2)와 상기 와이어 노즐 몰드(130) 사이에 배치된 용탕 개폐부(132)를 포함할 수 있다.
계속하여, 도 1a와 도 1b를 참조하면, 상기 용탕 개폐부(132)는 용탕이 준비된 후 용탕 가열장치(110)의 제2 하단 출구(T2)를 개공시켜 용탕을 와이어 노즐 몰드(130)로 주입할 수 있다.
또한 실시예는 상기 와이어 노즐 몰드(130)에서 출사되는 주형 와이어(W1)의 이동 속도를 제어하는 제1 핀치 롤(141), 제2 핀치 롤(142)과, 주형 와이어(W1)의 이송을 안내하는 가이드 롤(143) 및 구동 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다.
또한 실시예는 와이어 노즐 몰드(130) 외곽 둘레 배치된 냉각 자켓(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 냉각 자켓은 냉각수 또는 열전소자 등으로 용탕을 냉각시킬 수 있다.
도 1a와 도 1b를 참조하면, 실시예에서는 도 1b의 연속주조 개시 전에 소정의 더미 와이어(미도시)를 상승시켜 더미 와이어의 헤드가 상기 와이어 노즐 몰드(130)의 하면에 결합, 삽입될 수 있다.
또한 상기 용탕(M1)이 준비된 후 상기 제1 하단 출구(T1), 상기 제2 하단 출구(T2)를 밀폐하는 흑연봉이 제거되고, 상기 용탕 가열장치(110)의 제2 하단 출구(T2)가 상기 용탕 개폐부(132)의 이동으로 개공되어 용탕(M1)이 와이어 노즐 몰드(130)로 주입되어 더미 와이어 헤드와 밀착된 상태로 응고될 수 있다.
이후 제1 핀치 롤(141)에 의해 더미 와이어(미도시)가 주형 와이어(W1)와 함께 아래로 이동될 수 있다. 이후 소정의 벤딩 가이드 롤(미도시)이 이동하여 더미 와이어를 주형 와이어(W1)로부터 분리하고, 분리된 더미 와이어는 제3 핀치 롤(미도시)에 의해 하방으로 이동되고, 분리된 주형 와이어(W1)는 가이드 롤(143), 제2 핀치 롤(142)을 따라 이송되면서 연속 주조가 진행될 수 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 은(Ag)-구리(Cu)의 전기접점 소재에서 구리(Cu)의 함량을 높이면서도 구리(Cu)의 산화성을 방지할 수 있는 방안을 제공하고자 함이다.
도 1a와 도 1b를 참조하면, 실시예는 상기 용탕 가열장치(110) 상에 배치되며 상기 용탕 가열장치(110)의 상부를 밀폐하는 용탕 커버부(150)를 포함할 수 있다.
상기 용탕 커버부(150)는 커버 바디(151)와, 상기 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)과, 상기 관통 홀(152) 상에 결합되는 제1 밸브(153)를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 상기 제1 밸브(153)를 통해 질소, 아르곤 등의 불활성 가스(G1)를 용탕 가열장치(110) 내의 상기 용탕 도가니(111) 상에 주입할 수 있다.
실시예에 의하면, 은(Ag)-구리(Cu)의 전기접점 소재에서 구리(Cu)의 함량을 높이면서도 다른 첨가제 없이 구리(Cu)의 산화성을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 불활성 분위기에서 용해로의 용탕 공정이 진행되고, 이후 압출방식이 아닌 연속주조 방식 공정에 의해 Ag-Cu 접점 소재에서 Cu 함량을 20~40%로 높이면서도 다른 첨가제 없이 Cu의 산화성을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 불활성 분위기에서 용탕 공정이 진행되고, 이후 연속주조 방식 공정에 의해 Ag-Cu 접점 소재의 와이어 제조가 가능하므로 압출 시 발생하는 손실을 100% 보전할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 용탕 공정과, 연속주조 방식 및 압연공정을 순차적으로 진행함으로써 제품 조직을 치밀하게 만들어 더욱 개선된 제품을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 1c는 내부 기술에서 압출방식으로 전기접점소재 제작 시 이용되는 용탕 도가니의 사진이다. 도 1c의 (a)는 처음 입고된 용탕 도가니(C1)에 대한 사진이며, 도 1c의 (b)는 압출방식으로 전기접점소재 제작에 약 1~2 주 사용된 용탕 도가니(C2)에 대한 사진이다.
내부 기술에 의하면 압출방식으로 전기접점소재 제작시 고온의 용탕 도가니가 공기 중에 노출됨에 따라 산화되어 용탕 도가니 자체의 소실이 심각하게 진행되는 실정이었다.
예를 들어, 압출방식으로 전기접점소재 제작에 약 1~2 주 사용된 용탕 도가니(C2, 우측)의 제2 두께(TC2)는 처음 입고된 용탕 도가니(C1, 좌측)의 제1 두께(TC1)의 약 1/2 이하로 줄었으며, 산화로 인해 용탕의 품질에도 심각한 문제를 유발하는 실정이었다.
반면, 도 1b를 참조하면, 실시예에서 연속주조에 의해 용탕(M1)이 와이어 노즐 몰드(130)로 주입됨에 따라 용탕 도가니(111) 내부에도 불활성 가스(G1)가 주입됨에 따라 용탕 도가니(111)가 일반 공기 중에 노출되지 않게 되어 산화가 방지될 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 용해 후 연속주조 공정이 진행될 때, 불활성 가스의 온도는 용해 공정 중에 주입되는 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 주입될 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 용해공정 후 냉각된 제2 온도의 불활성 분위기에서 용탕 도가니의 냉각이 진행됨에 따라 용탕 도가니의 산화로 인한 손실을 방지함과 동시에 용탕 도가니의 냉각 속도를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
(제2 실시예)
다음으로 도 2a 내지 도 2c는 제2 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1002)의 개략도이다. 제2 실시예는 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 2a를 참조하면, 제2 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1002)는, 상기 용탕 가열장치(110)와, 상기 용탕 도가니(111) 하측에 배치되는 전기접점 용탕 안정화로(120)를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예에서 용탕 안정화로(120)는, 안정화로 바디(121)와 상기 안정화로 바디(121) 내측에 배치되는 안정화용 도가니(122)를 포함할 수 있다. 상기 안정화용 도가니(122)와 상기 안정화로 바디(121)는 각각 제3 하단 출구(T3)와 제4 하단 출구(T4)를 구비할 수 있다.
제2 실시예에 의하면, 용해된 용탕을 전기접점 용탕 안정화로(120)에 주입 후 안정화된 후에 안정화된 용탕이 와이어 노즐 몰드(130)로 주입될 수 있다.
또한 제2 실시예에 의하면, 상기 전기접점 용탕 안정화로(120)가 상기 용탕 가열장치(110)와 밀착 배치됨에 따라 외부 공기와의 접촉을 최소화하여 용탕의 산화 등을 방지할 수 있다.
이에 따라 제2 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치에 의하면, 용탕을 안정화시킬 수 있는 전기접점 용탕 안정화로(120)를 구비함으로써 고 품질의 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조할 수 있는 기술적 효과가 있다.
제2 실시예에 따른 안정화용 도가니(122)는 카본 안정화용 도가니를 채용할 수 있고, 이를 통해 온도 조절성 높으므로 와이어의 표면 개질이 현저히 향상될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에 따른 카본 안정화용 도가니(122)는 숨구멍 있어서 온도 전달력이 높으며, 열전도 향상되어 용탕의 내측과 외측에서의 균일한 냉각이 가능할 수 있다.
이에 따라 제2 실시예에 의하면 용탕의 외측과 내측의 냉각속도 차이가 크지 않고 균일한 냉각이 가능하여 이후 제조되는 와이어 표면에 껍질 등의 표면결함이나 산화 스케일 결함이 발생되지 않는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 실시예의 카본 안정화용 도가니를 채용하는 경우 카본의 윤활성 성질에 의해 표면 개질의 향상으로 압출, 신선 공정에서 표면 품질이 현저한 향상되는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 2c를 참조하면, 도 2b와 같이 용탕 안정화로(120)에서 안정화된 용탕(M2)은 제3 하단 출구(T3)와 제4 하단 출구(T4)를 밀폐하던 흑연봉이 제거되고, 용탕 개폐부(132)가 오픈될 때 와이어 노즐 몰드(130)로 주입될 수 있다.
계속하여 도 2c를 참조하면, 제2 실시예는 상기 와이어 노즐 몰드(130)에서 출사되는 주형 와이어(W1)의 이동 속도를 제어하는 제1 핀치 롤(141), 제2 핀치 롤(142)과, 주형 와이어(W1)의 이송을 안내하는 가이드 롤(143) 및 구동 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 안정화된 용탕(M2)이 준비된 후 제3 하단 출구(T3), 상기 제4 하단 출구(T4)를 밀폐하는 흑연봉이 제거되고, 용탕 안정화로(120)의 제4 하단 출구(T4)가 상기 용탕 개폐부(132)의 이동으로 개공되어 안정화된 용탕(M2)이 와이어 노즐 몰드(130)로 주입되어 더미 와이어 헤드와 밀착된 상태로 응고될 수 있다.
이후 제1 핀치 롤(141)에 의해 더미 와이어(미도시)가 주형 와이어(W1)와 함께 아래로 이동될 수 있다. 이후 소정의 벤딩 가이드 롤(미도시)이 이동하여 더미 와이어를 주형 와이어(W1)로부터 분리하고, 분리된 더미 와이어는 제3 핀치 롤(미도시)에 의해 하방으로 이동되고, 분리된 주형 와이어(W1)는 가이드 롤(143), 제2 핀치 롤(142)을 따라 이송되면서 연속 주조가 진행될 수 있다.
(제3 실시예)
다음으로 도 3a 내지 도 3b는 제3 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1003)의 개략도이다. 제3 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제3 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 3a를 참조하면, 제3 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1003)는, 상기 용탕 가열장치(110) 상에 배치되며 상기 용탕 가열장치(110)의 상부를 밀폐하는 제2 용탕 커버부(150B)를 포함할 수 있다.
상기 제2 용탕 커버부(150B)는 커버 바디(151)와, 상기 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)과, 상기 관통 홀(152) 상에 결합되는 제1 밸브(153)를 포함할 수 있다.
특히 상기 제2 용탕 커버부(150B)는, 커버 바디(151)의 중앙부에 원료 주입구(150T) 및 주입구 커버(150C)를 포함할 수 있다. 상기 원료 주입구(150T)는 상측의 폭이 하측의 폭 보다 클 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제3 실시예는 상기 제1 밸브(153)를 통해 불활성 가스(G1)를 용탕 가열장치(110) 내의 상기 용탕 도가니(111) 상에 주입할 수 있다. 이때 원료 주입구(150T) 내에도 제2 불활성 가스(G1)가 위치할 수 있다.
다음으로 도 4a는 도 3a에서 제2 용탕 커버부(150B)를 포함하는 제1 영역(A1)에 대한 부분 단면도이며, 도 4b는 제2 용탕 커버부(150B)를 포함하는 제1 영역(A1)에 대한 평면도이다.
상기 제2 용탕 커버부(150B)는, 커버 바디(151)의 중앙부에 원료 주입구(150T) 및 주입구 커버(150C)를 포함할 수 있다. 상기 원료 주입구(150T)는 상측의 제2 주입구(150T2)의 폭이 하측의 제1 주입구(150T1)의 폭 보다 클 수 있다.
이에 따라 제3 실시예에 의하면, 용탕 가열장치(110) 상에 배치되는 제2 용탕 커버부(150B)에 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)을 구비하고, 용탕 커버부의 관통 홀(152)을 통해 용탕 소재를 주입할 수 있다.
이에 따라 용탕은 불활성 분위기가 유지될 수 있으므로 용탕이 외부 공기에 노출되지 않으면서도 용탕 소재를 추가로 주입할 수 있으므로 용탕 소재 주입시 용탕이 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 상기 원료 주입구(150T)의 상측의 제2 주입구(150T2)의 폭이 하측의 제1 주입구(150T1)의 폭 보다 크게 제어하여, 용탕 원료인 Ag, Cu 분말을 효과적으로 주입하면서도 용탕 내부의 불활성 가스가 외부로 유출될 가능성을 낮출 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 5a는 도 3a에서 제2 용탕 커버부(150B)의 제1 평면도이며, 도 5b는 제2 용탕 커버부(150B)의 제2 평면도이다.
도 5a는 제2 용탕 커버부(150B)에서 주입구 커버(150C)가 원료 주입구(150T)를 커버링하는 제1 상태 평면도이며, 도 5b는 제2 용탕 커버부(150B)에서 주입구 커버(150C)가 원료 주입구(150T)를 커버링하지 않고 오픈시키는 제2 상태 평면도이다.
상기 주입구 커버(150C)는 커버 힌지(150H)를 중심으로 시계 방향(도 5a 참조) 또는 반시계 방향(도 5b 참조)으로 회전할 수 있다.
다음으로 도 6a와 도 6b를 참조하여 제3 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1003)에서의 원료 주입과정을 설명하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 원료 주입장치(160)를 통해 Ag와 Cu 분말을 포함하는 원료(160AC)가 원료 주입구(150T)를 통해 주입될 수 있다.
이때 상기 원료 주입구(150T)에는 불활성 가스(G1)가 존재하여 원료의 산화를 방지할 수 있다.
다음으로 도 6b를 참조하면, 주입된 원료(160AC)가 원료 주입구(150T)를 통해 용탕으로 주입될 수 있다. 이때 원료(160AC)에 의해 불활성 가스(G1)는 유출되지 않을 수 있다.
이에 따라 제3 실시예에 의하면, 용탕 가열장치(110) 상에 배치되는 제2 용탕 커버부(150B)에 커버 바디(151)를 관통하는 관통 홀(152)을 구비하고, 용탕 커버부의 관통 홀(152)을 통해 용탕 소재를 주입할 수 있다.
이에 따라 용탕은 불활성 분위기가 유지될 수 있으므로 용탕이 외부 공기에 노출되지 않으면서도 용탕 소재를 추가로 주입할 수 있으므로 용탕 소재 주입시 용탕이 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
(제4 실시예)
다음으로 도 7a와 도 7c는 제4 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1004)의 개략도이다. 제4 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제4 실시예의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제4 실시예는, 제3 용탕 커버부(150B)가 원료 주입구(150T) 하단에 가변형 원료 주입구(157)를 포함할 수 있다.
상기 가변형 원료 주입구(157)는 소정의 압력이 가해지는 경우에 통로가 열리는 탄성을 구비할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 7a와 내지 도 7c를 참조하여 제4 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1004)에서의 원료 주입과정을 설명하기로 한다.
도 7b를 참조하면, 원료 주입장치(160)를 통해 Ag와 Cu 분말을 포함하는 원료(160AC)가 원료 주입구(150T)를 통해 주입될 수 있다.
이때 가변형 원료 주입구(157)에 의해 주입된 원료는 원료 주입구(150T) 내에 위치될 수 있다.
한편, 가변형 원료 주입구(157)에 의해 불활성 가스(G1)는 용탕 내측에 위치할 수 있고, 외부로 유출되지 않을 수 있다.
다음으로 도 7c를 참조하면, 원료 주입장치(160)에 소정의 하측방향으로 압력이 가해져서 원료(160AC)가 가변형 원료 주입구(157)를 통과하여 용탕 내부로 주입될 수 있다.
이때 가변형 원료 주입구(157)에 원료(160AC)가 존재함에 따라 불활성 가스(G1)가 외부로 유출되지 않으면서도 용탕 내부로 원료(160AC)가 효율적으로 공급될 수 있다. 이에 따라 용탕은 불활성 분위기가 유지될 수 있으므로 용탕이 외부 공기에 노출되지 않으면서도 용탕 소재를 추가로 주입할 수 있으므로 용탕 소재 주입시 용탕이 산화로 인해 오염이 발생하는 문제를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
(제5 실시예)
다음을 도 8은 제5 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1005)의 개략도이다. 제5 실시예는 제1 실시예 내지 제4 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제5 실시예의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제5 실시예에 의하면, 주형 와이어(W1)가 가이드 롤(143), 제2 핀치 롤(142)을 따라 이송되면서 연속 주조가 진행될 수 있다.
제5 실시예에 의하면, 용탕 공정과, 연속주조 방식 및 압연공정을 순차적으로 진행함으로써 전기접점용 Ag-Cu 와이어의 제품 조직을 치밀하게 만들어 높은 품질을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 제1 사이즈(D1)을 구비하는 주형 와이어(W1)가 와이어 롤러(170)에 의해 제2 사이즈(D2)의 전기접점용 Ag-Cu 와이어(W2)가 될 수 있다.
예를 들어, 10~12mm의 제1 사이즈(D1)을 구비하는 주형 와이어(W1)가 와이어 롤러(170)에 의해 5~7 mm의 제2 사이즈(D2)의 전기접점용 Ag-Cu 와이어(W2)가 될 수 있다. 상기 사이즈는 각각의 와이어의 직경을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 각각의 와이어는 그 단면이 다각형, 예를 들어 직사각형을 포함할 수 있고, 사이즈는 그 대각선의 길이 또는 마주보는 변 사이의 거리일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9a는 제5 실시예에서의 와이어 롤러(170)에 대한 사진이며, 도 9b는 와이어 롤러(170)의 부분 제1 단면도이며, 도 9c는 와이어 롤러(170)의 부분 제2 단면도이다.
제5 실시예에서의 와이어 롤러(170)는 마주보는 한 쌍의 와이어용 제1 롤러(171)와 와이어용 제2 롤러(172)를 포함할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 와이어용 제1 롤러(171)와 와이어용 제2 롤러(172)는 각각 그 외주에 다각형 형상의 제1 리세스(R1)와 제2 리세스(R2)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 와이어용 제1 롤러(171)의 제1 리세스(R1)는, 밑 변이 제1 폭(W1)을 구비하고, 위 변이 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 구비하는 사다리꼴 형상을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 밑 변은 제1 롤러(171)가 상기 제2 롤러(172)를 마주보는 변일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 9c를 참조하면, 와이어용 제1 롤러(171)는, 제3 폭(W3)의 제1 빗 변(R1a), 제2 빗 변(R1b)과 제2 폭(W2)의 윗 변(R1c)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 와이어용 제2 롤러(172)도 와이어용 제1 롤러(171)와 대응되는 제2 리세스(R2)를 포함할 수 있다.
잠시 도 11c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 11c는 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어(WC)가 코일과 같이 감겨 있는 사진이다.
제5 실시예에 의하면, 와이어용 제1 롤러(171)의 제1 리세스(R1)와 와이어용 제2 롤러(172)의 제2 리세스(R2)가 각각 다각형 형상을 구비함에 따라, 원형 단면의 리세스에 대비하여 주형 와이어(W1)에 대한 접촉 면적을 높이면서 롤링 압력을 균일하게 가함으로써 결정품질이 우수한 전기접점용 Ag-Cu 와이어(WC)를 제조할 수 있는 기술적 효과가 있다.
(제6 실시예)
다음으로 도 10은 제6 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조장치(1006)의 개략도이다.
도 11a는 제6 실시예에서의 제2 와이어 롤러(170C)에 대한 제1 사진이며, 도 11b는 제2 와이어 롤러(170C)의 제2 사진이고, 도 11c는 실시예에 따른 전기접점용 Ag-Cu 와이어 코일(WC)의 사진이다.
제6 실시예는 제1 실시예 내지 제5 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제6 실시예의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제6 실시예에 의하면, 주형 와이어(W1)가 가이드 롤(143), 제2 핀치 롤(142)을 따라 이송되면서 연속 주조가 진행될 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 제1 사이즈(D1)을 구비하는 주형 와이어(W1)가 제2 와이어 롤러(170C)에 의해 제2 사이즈(D2)의 전기접점용 Ag-Cu 와이어(W2)가 될 수 있다.
도 10과 도 11a를 참조하면, 제6 실시예에서의 제2 와이어 롤러(170C)는, 롤러 하우징(170B)과, 상기 롤러 하우징(170B)에 마주보며 장착된 와이어 제1 롤러(171), 와이어 제2 롤러(172) 및 상기 롤러 하우징(170B)에 장착된 와이어 코일러(180)를 포함할 수 있다.
제6 실시예에 의하면, 롤러장치에 와이어 롤러와 평행하지 않은 어긋난 와이어 코일러(180)가 함께 설치됨에 따라, 롤러(171, 172)에 의해 롤링 후 어긋난 와이어 코일러(180)에 즉시 와이어의 코일링이 연속하여 가능하다. 이에 따라 용해 공정 후 전기 접점소재의 와이어 공정에서 와이어가 코일 형태로 둥글게 만들기 위한 별도의 와이어 코일링 장치가 설치되야 하는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
구체적으로 도 11a를 참조하면 제6 실시예에서의 제2 와이어 롤러(170C)는, 롤러 하우징(170B)에 제1 방향(X1)으로 연장되면서 마주보도록 장착된 와이어 제1 롤러(171), 와이어 제2 롤러(172) 및 상기 롤러 하우징(170B)에 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 와이어 코일러(180)를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향(X1)과 상기 제2 방향(X2)은 서로 평행하지 않게 어긋나게 배치됨에 따라 제1 영역에는 제1 거리(DS1)를 유지하나, 제2 영역에서는 제2 거리(DS2)를 유지할 수 있다.
다음으로 도 11b를 참조하면, 와이어 코일러(180)는, 롤러 하우징(170B)에 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착될 수 있다.
구체적으로, 상기 와이어 코일러(180)는, 상기 롤러 하우징(170B)에서 상기 제1 방향(X1)과 어긋나게 제2 방향(X2)으로 연장되도록 장착된 코일러 지지부(181)와, 상기 코일러 지지부(181)에 삽입된 회전 가능한 코일링부(182)를 포함할 수 있다.
또한 상기 와이어 코일러(180)는, 상기 코일링부(182) 외측의 상기 코일러 지지부(181)에 결합된 결합부(183)를 포함할 수 있다.
상기 코일러 지지부(181)는 나사산을 포함하는 볼트 봉일 수 있으며, 상기 결합부(183)는 너트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코일링부(182)는 외곽 둘레에 리세스를 포함할 수 있으며, 상기 코일링부의 리세스는 제1, 제2 롤러(171, 172)의 제1 리세스(R1), 제2 리세스(R2)와는 어긋난 방향으로 리세스가 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 11a를 참조하면, 제1, 제2 롤러(171, 172)의 제1 리세스, 제2 리세스(R1, R2)는 제1 방향(X1)에 수직한 방향으로 리세스가 형성될 수 있다.
반면, 상기 코일링부의 리세스는 상기 제1 방향(X1)에 어긋난 제2 방향(X2)에 수직한 방향으로 리세스가 형성될 수 있다.
이에 따라 제1, 제2 롤러(171, 172)의 제1 리세스, 제2 리세스(R1, R2)를 통과한 Ag-Cu 와이어(W2)가 도 11c와 같이 즉시 코일 형태로 변환될 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
이에 따라 제6 실시예에 의하면, 롤러장치에 어긋난 와이어 코일러(180)가 함께 설치됨에 따라 롤러(171, 172)에 의해 롤링 후 어긋난 와이어 코일러(180)에 즉시 와이어의 코일링이 연속하여 가능하며, 용해 공정 후 전기 접점소재의 와이어 공정에서 와이어가 코일 형태로 둥글게 만들기 위한 별도의 와이어 코일링 장치가 설치되야 하는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 용탕 도가니에 주입된 전기접점 소재인 은(Ag)과 구리(Cu)를 용탕 가열장치를 이용하여 가열하여 전기접점용 용탕을 준비하는 단계;
    상기 용탕 도가니와 상기 용탕 가열장치 하측이 개공되어 상기 용탕을 출탕하여 와이어 노즐 몰드에 주입하여 주형 와이어를 제조하는 단계; 및
    상기 주형 와이어를 롤링하여 전기접점용 Ag-Cu 와이어를 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 용탕 가열장치 상에 배치되며 상기 용탕 가열장치의 상부를 밀폐하는 용탕 커버부는, 커버 바디와, 상기 커버 바디를 관통하는 관통 홀과, 상기 관통 홀 상에 결합되는 제1 밸브를 포함하며,
    상기 제1 밸브와 상기 관통 홀을 통해 불활성 가스가 상기 용탕 도가니 상에 주입되며,
    상기 용탕 커버부는, 커버 바디의 중앙부에 원료 주입구 및 상기 원료 주입구를 커버하는 주입구 커버를 포함하며,
    상기 용탕 커버부는, 상기 원료 주입구 하단에 가변형 원료 주입구를 포함하며,
    상기 가변형 원료 주입구는, 소정의 압력이 가해지는 경우에 통로가 열리는 탄성을 구비하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주형 와이어를 제조하는 단계에서의 상기 용탕 도가니에 주입되는 불활성 가스의 제2 온도는 용탕을 준비하는 단계에서 주입되는 불활성 가스의 제1 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용탕 도가니 하측에 배치되는 전기접점 용탕 안정화로를 더 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 용탕 안정화로는,
    안정화로 바디와, 상기 안정화로 바디 내측에 배치되는 안정화용 도가니를 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    용해된 상기 용탕이 상기 전기접점 용탕 안정화로에 주입되어 안정화된 후에 안정화된 용탕이 상기 와이어 노즐 몰드로 주입되는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원료 주입구는 상측의 폭이 하측의 폭 보다 큰, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브를 통해 주입된 불활성 가스가 상기 원료 주입구 내에도 위치하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    원료 주입장치를 통해 Ag와 Cu 분말을 포함하는 원료가 상기 원료 주입구를 통해 주입되는 단계;
    상기 원료 주입장치에 소정의 하측방향으로 압력이 가해져서 상기 원료가 상기 가변형 원료 주입구를 통과하여 용탕 내부로 주입되는 단계;를 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    제1 사이즈을 구비하는 주형 와이어가 와이어 롤러에 의해 제2 사이즈의 전기접점용 Ag-Cu 와이어로 제조되는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전기접점용 Ag-Cu 와이어는
    그 단면이 다각형을 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 와이어 롤러는
    마주보는 한 쌍의 와이어용 제1 롤러와 와이어용 제2 롤러를 포함하며,
    상기 와이어용 제1 롤러와 상기 와이어용 제2 롤러는 각각 그 외주에 다각형 형상의 제1 리세스와 제2 리세스를 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 와이어용 제1 롤러의 제1 리세스는,
    밑 변이 제1 폭을 구비하고, 윗 변이 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 구비하는 사다리꼴 형상을 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 와이어용 제1 롤러는,
    제3 폭(W3)의 제1 빗 변, 제2 빗 변과, 상기 제3 폭보다 긴 제2 폭의 윗 변을 포함하는, 전기접점용 Ag-Cu 와이어 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010076942A (ko) * 2000-01-28 2001-08-17 이기군 수평식 연속주조설비
KR20070027622A (ko) * 2004-06-30 2007-03-09 스미토모덴키고교가부시키가이샤 마그네슘 합금재의 제조방법

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