KR20000020267A - Bonding jig for bonding different kinds of mother articles and producing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열팽창계수가 서로 다른 이종모재를 접합시킬 때 사용하는 접합지그와 이것을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 지그의 형상을 개선하여 접합모재의 이탈을 방지하면서 이와 동시에 접합하중을 인가할 수 있도록 함으로써, 접합공정의 효율화를 도모할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a bonding jig for use in joining dissimilar base materials having different thermal expansion coefficients and a method of manufacturing the same, and particularly, to improve the shape of the jig to prevent separation of the bonding base material and to simultaneously apply the bonding load. By doing so, the joining process can be improved.
일반적으로 납재를 사용하여 두 개의 모재를 접합하는 경우 접합부위에 일정한 하중을 인가하여 접합을 촉진시키고, 또 납재의 용융온도에서 모재 간의 이탈을 방지하여 접합부위에 대한 정도(精度)를 높이기 위해서는 접합지그의 사용이 필수적이다.In general, in the case of joining two base materials using brazing filler metal, it is necessary to apply a constant load to the joining portion to promote the joining and to prevent the separation between the base metals at the melting temperature of the brazing filler material. Use is essential.
최근에는 세라믹/세라믹, 또는 세라믹/금속 간의 접합을 이용하여 성능이 우수한 기계 구조용 부품을 제조하려는 시도가 많이 이루어지고 있는데, 이렇게 세라믹/금속과 같이 열팽창계수가 서로 다른 이종모재 간의 접합에 있어서 높은 접합정도를 확보하기 위해서는 지그의 역할이 매우 중요하며, 특히 세라믹의 접합에 사용되는 납재는 활성이 매우 좋아 거의 모든 세라믹에 젖음(Wetting)이 쉽게 일어나기 때문에 접합지그는 납재에 젖음이 일어나지 않는 재질이어야 한다.Recently, many attempts have been made to fabricate mechanical structural components with excellent performance by using ceramic / ceramic or ceramic / metal joints. Thus, high bonding in dissimilar substrates with different thermal expansion coefficients such as ceramic / metal The role of the jig is very important to secure the accuracy. Especially, the brazing material used for joining ceramics is very active and wetting occurs easily on almost all ceramics. .
종래의 접합지그(10)는 대부분 실린더형 구조로 이루어져 있으며, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이 접합모재의 이탈을 방지하는 실린더(11)와 일정한 하중을 인가하는 펀치(12)로 구성되어 있다.Conventional bonding jig 10 is composed of a mostly cylindrical structure, as shown in the accompanying Figure 4 is composed of a cylinder 11 to prevent the separation of the bonding base material and a punch 12 for applying a constant load. .
이러한 실린더형 접합지그는 제작에 사용되는 소재가 많이 필요하고, 실린더와 펀치의 두부분으로 나뉘어져 있기 때문에 제작비가 비싸고 양산시 효율성이 떨어지는 단점이 있다.This cylindrical bonding jig requires a lot of materials used for manufacturing, and is divided into two parts, a cylinder and a punch, which is expensive in manufacturing cost and has a disadvantage in efficiency in mass production.
또한, 실린더의 내경이 직선으로 되어 있어서 직경 30㎜의 접합모재를 예로 들면 접합 후 최대 0.3㎜ 정도의 이탈이 일어나므로 접합정도가 떨어지는 단점이 있다.In addition, since the inner diameter of the cylinder is a straight line, for example, a bonding base material having a diameter of 30 mm may be separated by a maximum of about 0.3 mm after joining, so that the joining degree is lowered.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 접합지그의 형상을 단순화하고 내구성 및 접합정도를 향상시킴으로써, 접합공정을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 이를 위하여 기존 실린더형 접합지그의 형상을 보다 단순화시킨 형상인 캡(Cap)형으로 설계함으로써, 접합모재의 이탈방지와 접합하중의 인가를 동시에 수행할 수 있도록 하여 생산효율을 높일 수 있는 접합지그 및 그 제조방법을 제공하고자 한 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and the object of the present invention is to simplify the shape of the joining jig, improve durability and the degree of joining, and to efficiently perform the joining process. By designing the shape of the bonding jig into a cap shape, which is a more simplified shape, it is possible to simultaneously prevent the separation of the bonding base material and to apply the bonding load, thereby providing a bonding jig and a manufacturing method thereof which can increase production efficiency. It would be.
또한, 세라믹/금속 간의 접합과 같이 열팽창계수의 차이가 큰 이종모재 간의 접합의 경우에도 높은 접합정도를 확보할 수 있는 접합지그의 설계기술도 포함한다.In addition, in the case of bonding between dissimilar base materials having a large difference in coefficient of thermal expansion, such as bonding between ceramic and metal, the design technique of the joining jig that can ensure a high bonding degree is also included.
도 1은 본 발명의 접합지그에 대한 일 구현예를 나타내는 개략도1 is a schematic view showing an embodiment of a bonding jig of the present invention
도 2는 본 발명의 접합지그에 대한 다른 구현예를 나타내는 개략도2 is a schematic view showing another embodiment of the bonding jig of the present invention;
도 3은 본 발명의 접합지그에 대한 또 다른 구현예를 나타내는 개략도Figure 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the bonding jig of the present invention
도 4는 종래의 접합지그를 나타내는 개략도4 is a schematic view showing a conventional bonding jig
〈도면의주요부분에대한부호의설명〉〈Description of the symbols for the main parts of the drawings〉
10 : 접합지그 11 : 실린더10: bonding jig 11: cylinder
12 : 펀치 13 : 직선12: Punch 13: straight
14 : 단차 15 : 테이퍼14: step 15: taper
16 : 세라믹 17 : 금속16: ceramic 17: metal
18 : 납재18: lead material
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 세라믹/금속과 같은 이종모재 간의 접합에 사용되는 접합지그에 있어서, 종래의 실린더와 펀치로 되어 있던 것을 일체화하여 캡형으로 단순화시키고, 이종모재 간의 열팽창계수 차이가 큰 경우에도 높은 접합정도를 확보할 수 있도록 캡형 접합지그의 내경에 단차 또는 테이퍼를 두거나 직선 그대로 둔 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the bonding jig used for joining dissimilar substrates such as ceramics and metals, the conventional cylinder and the punch are integrated to simplify the cap shape, and even when the thermal expansion coefficient difference between the dissimilar substrates is large, high bonding accuracy is achieved. It is characterized in that the stepped or tapered in the inner diameter of the cap-shaped joining jig to be secured or left in a straight line.
이를 위하여, 본 발명의 접합지그는 이종모재 간의 접합부위를 포함할 수 있는 캡형 구조로 이루어지며, 이종모재와 접하는 상단 주연부를 포함하는 그 내경은 직선(13), 단차(14), 테이퍼(15) 중에서 선택된 어느 1개로 되어 있는 것을 특징으로 한다.To this end, the bonding jig of the present invention is made of a cap-shaped structure that may include the joint portion between the dissimilar base material, the inner diameter including the upper peripheral portion in contact with the dissimilar base material is a straight line 13, step 14, taper 15 ), Any one selected from
이와 같이 구성된 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention configured in this way in more detail as follows.
첨부한 도 1은 본 발명의 접합지그에 대한 일 구현예를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing an embodiment of the bonding jig of the present invention.
본 발명의 접합지그(10)는 지그를 사용하여 세라믹과 금속을 접합시키는 공정에서 접합모재의 이탈을 방지하고 동시에 접합하중을 인가시킬 수 있도록 종래의 실린더와 펀치를 일체화시킨 캡형으로 이루어져 있다는 점에서 그 기본적인 특징을 찾을 수 있다.Bonding jig 10 of the present invention in the process of joining ceramic and metal using a jig in that it is made of a cap type integrating a conventional cylinder and a punch so as to prevent the separation of the bonding base material and apply a bonding load at the same time You can find its basic features.
여기서, 상기 접합지그(10)는 서로 접합되는 윗쪽의 세라믹(16) 전체 및 아래쪽의 금속(17) 일부와 그 사이의 납재(18)를 완전히 감쌀 수 있는 캡형의 단일체로 이루어져 있으며, 그 내경은 각 모재의 열팽창계수를 고려하여 여유간격을 갖도록 설계되어져 있다.Here, the bonding jig 10 is formed of a cap-shaped unit that can completely wrap the entire ceramic 16 and the lower part of the metal 17 and the brazing material 18 therebetween, which are bonded to each other, the inner diameter of It is designed to have a clearance gap in consideration of thermal expansion coefficient of each base material.
본 발명의 구현예에서는 지그 몸체의 형태가 원통형으로 되어 있는 것을 볼 수 있으나 그 형태는 접합모재의 외곽에 따라 충분히 가변적일 수 있다.In the embodiment of the present invention, it can be seen that the shape of the jig body is cylindrical, but the shape may be sufficiently variable according to the outline of the bonding base material.
특히, 접합지그(10)의 내경은 첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 직선(13)으로 이루어질 수 있으며, 이러한 직선(13)은 세라믹/세라믹 사이의 접합과 같이 접합하고자 하는 두 모재의 열팽창율이 같거나 거의 비슷할 경우 변형량에 대한 여유간격을 주는 경우에 채용하는 것이 바람직하다.In particular, the inner diameter of the bonding jig 10 may be formed of a straight line 13 as shown in FIG. 1, which is a thermal expansion coefficient of two base materials to be joined, such as a bonding between ceramic and ceramic. If it is the same or almost similar, it is preferable to employ it in the case of giving a clearance to the deformation amount.
또한, 첨부한 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 접합지그(10)의 내경이 단차(14)나 테이퍼(15)로 이루어질 수 있으며, 이러한 단차(14)와 테이퍼(15)는 세라믹/금속 사이의 접합과 같이 세라믹의 열팽창율은 매우 작고 금속의 열팽창율은 매우 큰 경우 그 열팽창율 차이를 감안하여 각 모재의 변형량에 대한 적정 여유간격을 주는 경우에 채용하는 것이 바람직하다.2 and 3, the inner diameter of the bonding jig 10 may be formed of a step 14 or a taper 15, and the step 14 and the taper 15 may be formed of ceramic / metal. In the case where the thermal expansion rate of the ceramic is very small and the thermal expansion rate of the metal is very large, such as the bonding between them, it is preferable to adopt a case in which a proper margin is given to the amount of deformation of each base material in consideration of the difference in thermal expansion rate.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
일반적으로 세라믹/금속의 접합과 같이 각각의 열팽창계수가 다른 경우 접합온도까지 승온시키면 각 모재의 열팽창계수에 따라 각각 다르게 팽창하게 된다.In general, when the thermal expansion coefficients are different, such as the ceramic / metal joint, when the temperature is raised to the junction temperature, the thermal expansion coefficients of the base metals are differently expanded.
예를 들면, 질화규소(Si3N4)의 열팽창계수는 3×10－6/℃ 이고 SNCM630(JIS규격)과 같은 중탄소강은 15×10－6/℃ 정도이다.For example, the thermal expansion coefficient of silicon nitride (Si 3 N 4 ) is 3 × 10 −6 / ° C., and medium carbon steel such as SNCM630 (JIS standard) is about 15 × 10 −6 / ° C.
따라서, 직경이 30㎜인 각 모재를 접합온도인 810℃까지 승온시킨다고 할 때 질화규소는 직경이 최대 0.072㎜ 팽창하고 SNCM630 중탄소강은 직경이 최대 0.360㎜ 정도 팽창하여 SNCM630 중탄소강이 질화규소보다 0.288㎜ 정도 더 팽창하게 되며, 이에 비해 일반적으로 지그 제작에 사용되는 질화붕소(BN) 또는 질화규소-질화붕소(Si3N4-BN)의 재질은 800℃까지 거의 열팽창이 없게 되므로 접합지그를 설계할 때에는 접합모재 중 열팽창계수가 가장 큰 모재의 팽창량 만큼 공차를 두어야 한다.Therefore, assuming that each base material having a diameter of 30 mm is heated up to a bonding temperature of 810 ° C., the silicon nitride expands up to 0.072 mm in diameter and the SNCM630 medium carbon steel expands up to 0.360 mm in diameter so that the SNCM630 medium carbon steel is about 0.288 mm larger than silicon nitride. In contrast, the material of boron nitride (BN) or silicon nitride-boron nitride (Si 3 N 4 -BN), which is generally used for fabricating a jig, has almost no thermal expansion up to 800 ° C. Tolerance should be given as much as the amount of expansion of the base material with the largest coefficient of thermal expansion.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 접합온도까지 금속(17)의 팽창량만 계산하여 공차를 두고 내경을 가공하였을 경우 접합온도에서 팽창한 금속(17)의 외경은 접합지그(10)의 내경과 잘 맞지만 열팽창계수가 작은 세라믹(16)의 경우에는 여전히 공차가 존재하여 움직일 수 있기 때문에 접합정도가 떨어진다.As shown in FIG. 1, when only the expansion amount of the metal 17 is calculated to the joining temperature and the inner diameter is processed with a tolerance, the outer diameter of the expanded metal 17 at the joining temperature is equal to the inner diameter of the joining jig 10. In the case of a ceramic 16 that fits well but has a small coefficient of thermal expansion, there is still a tolerance, and thus the degree of bonding is poor.
이렇게 내경이 직선(13)인 접합지그(10)를 사용하는 경우에는 직경이 30㎜ 일 때 공차가 최대 0.288㎜가 될 수 있기 때문에 접합 후에는 접합정도의 확보를 위한 세라믹(16)의 가공을 필요로 하게 되므로 생산단가가 높아지는 약간의 문제가 있다.In this case, when the joining jig 10 having an inner diameter of a straight line 13 is used, the tolerance can be up to 0.288 mm when the diameter is 30 mm. Therefore, after the joining, the processing of the ceramic 16 for securing the joining degree is performed. There is a slight problem that the production cost increases because it is needed.
따라서, 첨부한 도 1과 같이 내경이 직선인 접합지그는 접합하고자 하는 두 모재의 열팽창율이 같거나 거의 비슷한 재료의 접합에 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, as shown in FIG. 1, a bonding jig having a straight inner diameter is preferably used for bonding materials having the same or substantially similar thermal expansion coefficients as the two base materials to be bonded.
이와 달리, 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 세라믹(16)과 금속(17)의 팽창률을 동시에 고려하여 접합지그(10)의 내경에 단차(14)를 둔 경우에는 접합온도에서 각 모재가 팽창하였을 때 금속(17)은 물론 세라믹(16)의 외경이 접합지그(10)의 내경에 잘 맞게 되므로 높은 접합정도를 확보할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 2, when the step 14 is placed on the inner diameter of the bonding jig 10 in consideration of the expansion ratios of the ceramic 16 and the metal 17 at the same time, the respective base materials expand at the joining temperature. When the outer diameter of the ceramic 16 as well as the metal 17 is well suited to the inner diameter of the bonding jig 10, it is possible to ensure a high degree of bonding.
또한, 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이 접합지그(10)의 내경을 테이퍼(15)로 가공한 경우에도 단차(14)를 둔 경우와 마찬가지로 높은 접합정도를 확보할 수 있다.In addition, even when the inner diameter of the joining jig 10 is processed with the taper 15 as shown in FIG. 3, high joining accuracy can be ensured similarly to the case where the step 14 is provided.
여기서, 접합지그를 제조하는데 사용되는 소재는 납재와의 접촉각이 90°이상이어서 납재에 접합되지 않는 특성을 갖기 때문에 널리 적용되고 있는 질화붕소와 질화규소-질화붕소(Si3N4-30wt%BN) 복합재료를 이용하였다.Here, the material used to manufacture the bonding jig is boron nitride and silicon nitride-boron nitride (Si 3 N 4 -30wt% BN) is widely applied because the contact angle with the brazing material is more than 90 ° and has a property of not bonding to the brazing material Composite materials were used.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 접합지그는 모재의 이탈방지와 접합하중의 인가라는 두가지 역할을 동시에 할 수 있도록 설계된 캡형의 접합지그로서, 세라믹/금속의 접합과 같이 이종모재 간의 접합시 각 모재의 열팽창계수를 고려하여 그 내경을 단차구조 또는 테이퍼구조로 설계하였기 때문에 두 모재를 정확한 위치에 접합시킬 수 있으며, 즉 우수한 접합정도를 얻을 수 있으며, 본 발명의 캡형 접합지그를 접합 양산공정에 사용할 경우에는 지그의 단순성, 높은 접합정도 등의 장점으로 인해 비용절감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.Therefore, the bonding jig of the present invention as described above is a cap-shaped bonding jig designed to simultaneously play two roles, such as preventing the separation of the base material and the application of the bonding load, and each base material at the time of bonding between the dissimilar base materials, such as ceramic / metal bonding. Since the inner diameter is designed with a stepped structure or a tapered structure in consideration of the coefficient of thermal expansion, the two base materials can be bonded at the correct position, that is, excellent bonding accuracy can be obtained, and the cap-shaped joining jig of the present invention can be used in the mass production process. In this case, the jig can be expected to reduce costs and improve productivity due to advantages of simplicity and high bonding accuracy.
한편, 이와 같은 본 발명의 접합지그를 제조하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, looking at the method of manufacturing the bonding jig of the present invention as follows.
내경이 직선으로 되어 있는 캡형 접합지그의 제조방법을 살펴보면, 세라믹/금속 접합의 응용 부품 중 하나인 세라믹 접합 태핏의 제조에 본 발명의 접합지그를 활용하였다.Looking at the manufacturing method of the cap-shaped joining jig having a straight inner diameter, the joining jig of the present invention was used to manufacture a ceramic joining tappet, one of the application parts of the ceramic / metal joining.
직경이 30㎜이고 두께가 2㎜인 질화규소 팁(Tip)과 직경이 30㎜이고 높이가 40㎜인 SNCM630 중탄소강에 적용되는 접합지그는 질화붕소 원료 분말에 중량비로 3%의 산화붕소(B2O3)를 소결조제로 첨가하고 가압소결(Hot press)법으로 제조한 질화붕소 소결체, 또는 질화규소 분말에 질화붕소를 중량비로 15∼40% 첨가하고 소결조제로 알루미나(Al2O3)를 중량비로 10%, 산화칼슘(CaO)을 중량비로 3%씩 첨가하여 성형하고 질소분위기 하에서 1720℃로 소결하여 제조한 질화규소-질화붕소(Si3N4-30wt%BN) 소결체를 첨부한 도 1과 같은 캡형으로 가공하여 제조하였다.The bonding jig applied to the silicon nitride tip 30 mm in diameter and 2 mm thick and the SNCM630 medium carbon steel 30 mm in diameter and 40 mm in height is 3% by weight of boron oxide (B 2). O 3 ) was added as a sintering aid, boron nitride sintered body manufactured by hot sintering, or silicon nitride powder was added with 15 to 40% by weight of boron nitride, and alumina (Al 2 O 3 ) was added as a sintering aid. And a silicon nitride-boron nitride (Si 3 N 4 -30wt% BN) sintered body prepared by adding 10% furnace and 3% by weight of calcium oxide (CaO) by weight ratio and sintering at 1720 ° C. under a nitrogen atmosphere. Produced by processing in the same cap shape.
내경은 SNCM630 중탄소강의 열팽창율만을 고려하여 30.4㎜±5/100의 직선형으로 가공하였으며, 직경이 30㎜인 접합면적(706.86㎟)에 적절한 접합압력(3kPa)을 인가할 수 있도록 계산된 지그의 무게(21.7g)와 밀도(1.8g/㎤)로부터 전체 부피(12.06㎤)를 계산하여 지그의 외경은 40㎜, 높이는 15.5㎜, 안쪽의 깊이는 10.5㎜로 가공하여 제조하였다.The inner diameter was processed into a straight line of 30.4 mm ± 5/100, considering only the thermal expansion rate of SNCM630 medium carbon steel, and the jig calculated to apply an appropriate joint pressure (3 kPa) to a 30 mm diameter joint area (706.86 mm2). The total volume (12.06 cm 3) was calculated from the weight (21.7 g) and the density (1.8 g / cm 3) to prepare a jig having an outer diameter of 40 mm, a height of 15.5 mm, and an inner depth of 10.5 mm.
내경이 단차로 되어 있는 캡형 접합지그를 제조하는 경우에는 상기 직선 내경을 갖는 캡형 접합지그의 제조방법과 동일한 조건으로 첨부한 도 2와 같은 캡형 접합지그를 제조하였으며, 다만 직경 30㎜ 두께 2㎜인 질화규소 팁의 열팽창율을 고려하여 지그의 내경은 30.1㎜±5/100 두께는 1.8㎜로 가공하고, 나머지 부분은 직경 30㎜인 SNCM630 중탄소강의 열팽창율을 고려하여 30.4㎜±5/100로 가공하여 단차를 갖게 하였다.When manufacturing a cap-shaped bonding jig having a stepped inner diameter, a cap-shaped bonding jig as shown in FIG. 2 was manufactured under the same conditions as the method for manufacturing a cap-shaped bonding jig having a straight inner diameter, except that a diameter of 30 mm and a thickness of 2 mm were used. The internal diameter of the jig is processed to 30.1mm ± 5/100 thickness 1.8mm considering the thermal expansion rate of silicon nitride tip, and the remaining part is processed to 30.4mm ± 5/100 considering the thermal expansion rate of SNCM630 medium carbon steel with 30mm diameter To have a step.
내경이 테이퍼로 되어 있는 캡형 접합지그를 제조하는 경우에도 상기 직선 내경을 갖는 캡형 접합지그의 제조방법과 동일한 조건으로 첨부한 도 3과 같은 캡형 접합지그를 제조하였으며, 다만 직경 30㎜인 SNCM630 중탄소강의 열팽창율 0.36㎜를 높이로 하고 세라믹의 두께 2㎜와 납재의 두께 0.05㎜를 밑변으로 하는 삼각형의 기울기로부터 계산된 각도 11°±5/100의 테이퍼를 갖게 하였다.Also in the case of manufacturing a cap-shaped joining jig having an inner diameter of taper, a cap-shaped joining jig as shown in FIG. 3 was manufactured under the same conditions as the method for manufacturing a cap-type joining jig having a straight inner diameter, except that a SNCM630 medium carbon steel having a diameter of 30 mm was used. A thermal expansion coefficient of 0.36 mm was set to a height and a taper of 11 ° ± 5/100 was calculated from the inclination of the triangle with the thickness of the ceramic 2mm and the thickness of the brazing material 0.05mm.
한편, 본 발명에 따른 접합지그의 성능을 알아보기 위한 비교예로서, 직선 내경을 갖는 캡형 접합지그의 제조방법에 사용된 소재를 가지고 종래의 방법에 따라 첨부한 도 4와 같은 실린더형 접합지그를 제조하였다.On the other hand, as a comparative example for examining the performance of the bonding jig according to the present invention, having a material used in the manufacturing method of the cap-shaped bonding jig having a straight inner diameter and attached according to the conventional method as shown in Figure 4 cylindrical joining jig Prepared.
이때의 실린더 내경은 SNCM630 중탄소강의 열팽창율만을 고려하여 30.4㎜±5/100의 직선형으로 가공하였으며, 적절한 접합압력(3kPa)을 인가하기 위하여 펀치의 무게를 21.7g이 되도록 직경은 30㎜ 높이는 17㎜로 제조하였다.At this time, the inner diameter of the cylinder was machined into a straight line of 30.4mm ± 5/100 considering only the thermal expansion rate of SNCM630 medium carbon steel, and the diameter was increased by 30mm to increase the weight of the punch to 21.7g to apply an appropriate bonding pressure (3kPa). Prepared in mm.
이와 같이 제조된 본 발명의 접합지그와 종래의 접합지그 간의 접합모재의 접합강도, 접합정도 시험을 다음과 같은 방법으로 실시하여 접합지그의 성능을 비교하였다.The bonding strength and bonding degree test of the bonding base material between the bonding jig of the present invention and the conventional bonding jig manufactured as described above were carried out by the following method to compare the performance of the bonding jig.
1) 접합강도 측정1) Bonding strength measurement
각각의 접합지그 사용에 따른 접합강도는 3×4×40㎜인 곡강도 시험편을 제작하고 4점 곡강도 시험을 통해 측정하는 DBS(Double Brazed Shear strength)법을 사용하여 측정하였다.Bonding strength according to the use of each bonding jig was measured by using a double brazed shear strength (DBS) method of producing a bending strength test piece of 3 × 4 × 40㎜ and measured through a four-point bending strength test.
2) 접합정도 측정2) Bonding degree measurement
각각의 접합지그를 사용하여 제조된 직경 30㎜인 세라믹 접합 태핏에 대하여 세라믹과 금속 간의 이탈정도를 측정하였다.The separation degree between the ceramic and the metal was measured for the ceramic bonded tappet having a diameter of 30 mm manufactured using each bonding jig.
본 발명의 접합지그와 종래의 접합지그에 대한 성능시험의 결과는 아래의 표 1과 같으며, 본 발명의 캡형 접합지그를 사용해도 접합모재의 강도는 그대로 유지되면서 단차나 테이퍼를 둔 경우에는 접합정도면에서 종래의 접합지그에 비해 3∼6배 가량 향상되었다.The results of the performance test for the bonding jig of the present invention and the conventional bonding jig are shown in Table 1 below, even when the cap-shaped bonding jig of the present invention is used, the strength of the bonding base material is maintained while the step or taper is bonded. In terms of accuracy, it is improved by 3 to 6 times compared with the conventional bonding jig.
이상에서와 같이 본 발명은 세라믹/금속의 접합과 같은 이종모재 간의 접합시 각 모재의 열팽창계수 차이를 고려하여 내경을 단차구조나 테이퍼구조로 만든 캡형 접합지그를 제공함으로써, 접합모재의 접합정도를 향상시킬 수 있으며, 본 발명의 접합지그를 세라믹 접합 태핏 등의 부품 양산공정에 사용할 경우 지그의 단순성, 접합정도의 향상 등의 장점으로 비용절감 및 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention provides a cap-shaped joining jig made of a stepped structure or a tapered structure in consideration of the difference in thermal expansion coefficient of each base material when joining heterogeneous base materials such as ceramic / metal joints, thereby improving the joining degree of the bonded base material. When the bonding jig of the present invention is used for mass production of components such as ceramic bonding tappets, it is possible to reduce the cost and improve productivity with advantages such as simplicity of the jig and improvement of the bonding accuracy.
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