KR20200132172A - 전해증착용 음극드럼과 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전해조에서 음전위로 대전된 음극드럼과 양전위로 대전된 양극전극사이에 얻고자 금속박판의 용액의 전해액을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하여 전해액에 포함된 양이온 상태의 동이 음극드럼에 융착되어 고체의 박막이 응고 및 석출될 수 있도록 함에 있어서의 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 등으로 제작된 원주둘레면에 도전율이 높은 동합금의 통전 용착층이 형성되도록 하여, 음극드럼의 축받이의 통전링으로부터 전류가 회전축을 거쳐 음극드럼의 바깥원주면에 높은 전도율로 전달될 수 있도록 함으로써, 음극드럼의 표면에 양호한 통전성으로 일정한 두께의 고체의 박막이 응고 및 석출이 이루어질 수 있도록 한 전해증착용 음극드럼과 그의 제조방법에 관한 것으로, 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)과 이 안쪽원통(30)의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 있어서, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접기에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층(40)이 형성되어, 이 통전 용착층(40)의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)이 형성되고, 상기 통전 용착층(40)의 선삭면(50)에 은 도금층(60)이 형성되어서, 상기 은 도금층(60)에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층(40)은 안쪽원통(30)의 통전이 바깥쪽원통(70)로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통(30)의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 한 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 특징이 있고, 또한 본 발명은 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)의 회전축(21)이 회전대(100)의 축받이(140)에서 일정한 속도로 회전가능하게 형성되고, 상기 회전대(100)의 음극드럼(20)쪽으로 이동가능한 작업대(200)에 음극드럼(20)의 원주의 직교하는 방향으로 피치 이동되는 아크용접기(300)에 의하여 안쪽원통(30)의 원주둘레면에 통전 용착층(40)이 형성되도록 되어 있으며, 또한 본 발명의 통전 용착층(40)은, 불활성 텅스텐 아크용접(TIG 용접)이나 또는 가스실드메탈 아크용접(MIG 용접)의 아크용접기에 의하여 행하여지고, 또한 용접의 육성공정은 분당 80∼200mm의 속도로 진행되고 약 100∼130A의 전류가 사용되어, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면의 표면에 통전 용착층(40)을 얻을 수 있도록 되어 있고, 또한 본 발명의 상기 회전대(100)는, 제1구동원(150)에 의하여 회전되는 구동축(160)이 형성되고, 이 구동축(160)에 음극드럼(20)의 회전축(21)이 결합되고 축받이(140)에 의하여 받쳐져 설정된 속도로 회동가능하게 형성되어 있으며, 또한 본 발명의 상기 회전대(100)에는, 작업공간(110)과 휴식공간(120)로 레일(130)에 의하여 구획되어 있고, 아크용접기(300)이 형성된 작업대(200)이 상기 휴식공간(120)부터 작업공간(110)로 이동되어, 상기 회전대(100)에 축받이(140) 되어 회동가능한 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접이 행해지도록 되어 있고, 또한 본 발명의 상기 작업대(200)의 아크용접기(300)는, 회전대(100)에 의하여 제어기(210)의 설정된 속도로 회전되는 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 직교하는 방향으로 설정된 피치만큼 이동가능하게 형성되어, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접의 통전 용착층(40)이 행해지도록 되어 있으며, 또한 본 발명은 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)과 이 안쪽원통(30)의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼에 있어서, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접기(300)에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층(40)이 형성되어, 이 통전 용착층(40)의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)이 형성되고, 상기 통전 용착층(40)의 선삭면(50)에 은 도금층(60)이 형성되어서, 상기 은 도금층에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층(40)은, 안쪽원통(30)의 통전이 바깥쪽원통(70)로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통(30)의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 된 전해증착용 음극드럼에 특징이 있다.

Description

전해증착용 음극드럼과 그의 제조방법{The method Cathode drum and Cathode drum for electrolytic deposition}
본 발명은 전해조로부터 전해박판을 얻을 수 있는 전해증착용 음극드럼과 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해조에서 음전위로 대전된 음극드럼과 양전위로 대전된 양극전극사이에 얻고자 금속박판의 용액의 전해액을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하여 전해액에 포함된 양이온 상태의 동이 음극드럼에 융착되어 고체의 박막이 응고 및 석출될 수 있도록 함에 있어서의 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 등으로 제작된 원주둘레면에 도전율이 높은 동합금의 통전 용착층이 형성되도록 하여, 음극드럼의 축받이의 통전링으로부터 전류가 회전축을 거쳐 음극드럼의 바깥원주면에 높은 전도율로 전달될 수 있도록 함으로써, 음극드럼의 표면에 양호한 통전성으로 일정한 두께의 고체의 박막이 응고 및 석출이 이루어질 수 있도록 한 전해증착용 음극드럼과 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기·전자 기기류의 경박단소화가 가속화되고 있으며, 이에 따라 그 기기에 내장되는 회로도 미세화되는 추세이다. 따라서, PCB에 형성되는 회로도 점점 초박판화되고 있다. 이에 따라 전해동박판 또한 초박판형화되고 있으며 따라서 고품질 전해동박판에 대한 중요도가 더욱 커지고 있다.
철, 구리, 크롬, 니켈 등의 전해박판을 얻기 위해, 전해박판은 음극드럼 및 음극드럼과 더불어 일정 간격을 갖고 전해조내에 수장되는 양극전극을 포함하는 제반장치에 의해 제조되는데, 불용성의 드럼형 음극재와 불용성의 양극재 사이에, 금속 이온을 포함하는 전해액을 공급하면서 전해 반응을 하는 것에 의해, 드럼형 음극재의 표면에 목표하는 두께만큼 전해 석출시켜 금속박판을 형성한다. 이어서, 형성된 금속박판을 드럼형 음극재의 표면으로부터 박리하여 제조한다.
즉, 전해박판의 제조는, 드럼 형상을 한 회전음극과, 그 회전음극드럼의 형상에 따라 대향 배치되는 납계 양극 등과의 사이에, 철, 구리, 크롬, 니켈 등의 전해액을 흘리면서, 전해반응을 이용하여 동을 회전음극드럼의 표면에 석출시켜서, 이 석출된 동이 박(箔)상태로 되면 회전음극드럼으로부터 연속적으로 박리하여 권취하게 된다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전해박판의 제조장치는 전해액(2)이 지속적으로 공급되는 전해조(1)와, 상기 전해조(1)의 전해액(2)에 그 일부가 잠긴 채로 회전하는 음극드럼(4)과, 상기 음극드럼(4)의 형상을 따라 배치된 양극전극(3)을 포함한다.
예를 들어, 상기 전해액(2)은 황산, 구리 이온 및 염소 이온을 포함하는 황산동 용액으로서 강산성의 특성을 가진다. 상기 전해액(2)은 음극드럼(4) 부근에서 동 이온의 결핍을 방지하기 위하여 전해조(1)내에서 비교적 빠른 속도로 공급 순환된다.
또한, 상기 음극드럼(4)의 표면재질은 전해액(2)에 대해 내산성을 유지하고, 금속박판(5)의 박리를 용이하게 하는 티타늄으로 구성된다. 이와 같은 구성에서, 음전위로 대전된 음극드럼(4)과 양전위로 대전된 양극전극(3)사이에 전해액(2)을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하게 되면, 전해액(2)에 포함된 양이온 상태의 동이 음극드럼에 융착하게 되고, 따라서 고체로 응고 및 석출된다.
상기 석출된 동은 회전하는 음극드럼(4)의 표면을 따라 금속박판 형태의 전해동박판(5)으로 제박되고, 상기 제박된 전해동박판(5)은 가이드로울(6)들의 안내를 받아 보빈(7)에 감기게 된다. 회전축(8)의 양단을 축받이(9)으로 지지하며 전기를 공급해주는 직류 전원(11)과 직류 전류가 도전되는 통전링(10)을 나타내고 있다.
음극드럼(4)은 회전축(8)을 중심으로 원주들레면은 안쪽원통과 바깥쪽원통으로 구성되며, 이들 중 안쪽원통은 철 또는 탄소강 등을 이용하여 원통형상으로 제작 기계 가공한 후 장착하고, 바깥쪽원통은 대략 5∼8mm의 두께의 티타늄 압연판을 원통형상으로 성형하여 안쪽원통에 열박음의 억지 끼워맞춤된다. 또한 바깥쪽원통의 표면은 기계가공 및 연마한다. 특히 티타늄은 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 다른 기능성 금속에 비하여 우수하기 때문에, 음극드럼의 바깥쪽원통으로 사용되고 있다.
상기 좌,우의 전기를 공급하는 통전링(10)으로 전류가 공급되면, 회전축(9)을 거쳐서 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통을 거쳐서 티타늄 재질의 바깥쪽원통으로 공급된다,
그리고, 상기 철 또는 탄소강의 안쪽원통의 표면에 도전율을 높이기 위하여 은 도금층을 형성한다.
그런데, 상기 안쪽원통의 은 도금된 표면에 바깥쪽원통을 열박음의 억지 끼워맞춤 결합시, 안쪽원통 표면의 은 도금층이 벗겨지거나 또는 상호 안팎의 원주면들이 전체적으로 면접촉이 이루어져야 하는 데, 원주면의 일부에서 면접촉이 안되면 안쪽원통의 통전이 바깥쪽원통으로 전달되지 않음에 따라서, 통전의 불량으로 인하여 바깥쪽원통의 표면에 일정한 두께의 고체의 박막이 응고 및 석출이 이루어지지 않아 불량품을 유발하는 문제가 있다.
등록특허 제10-1630979호
본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통과 이 안쪽원통의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 함에 있어서의 상기 안쪽원통의 원주둘레면에 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층이 형성되도록 하고, 이어서 상기 통전 용착층에 열, 전기의 전도성 우수한 은 도금층이 형성되도록 한 후, 이 은 도금층에 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 함에 목적이 있다.
또한, 본 발명의 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통의 회전축이 회전대의 축받이에서 일정한 속도로 회전가능하게 형성되고, 상기 회전대의 음극드럼쪽으로 이동가능한 작업대에 음극드럼의 원주방향으로 일정피치 이동되는 아크용접기에 의하여 안쪽원통의 원주둘레면에 통전 용착층이 형성되도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 내마모성, 내식성, 내열성을 갖는 동합금의 통전 용착층을 통해 모재의 표면 성질을 향상시키고 모재의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 통전 용착층은, 불활성 텅스텐 아크용접(TIG 용접)이나 또는 가스실드메탈 아크용접(MIG 용접)에 의하여 수행될 수 있고, 또한 용접의 육성공정은 분당 80∼200mm의 속도로 진행되고 약 100∼130A의 전류가 사용되어, 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면의 표면에 통전 용착층을 얻을 수 있으며, 또한 통전 용착층은 선삭 등의 후가공처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 용착됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 아크용접의 용접토치에 송급되는 용접와이어는 전원으로부터 팁에 공급되는 전류가 급전되는 것에 의해 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 용접이 실행됨에 따라서, 순동이나 청동, 황동, 인동과 같은 동합금이 기본 용재이기 때문에, 이 통전 용착층은 동 재질에 의하여 전류의 통전성이 높을 뿐만 아니라, 내구성, 내식성, 내마모성, 내열성 등의 요구를 충족하게 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 통전 용착층을 형성하기 위한 예비과정으로써, 음극드럼의 회전축을 크레인 등을 이용하여 회전대의 축받이에 얹고, 통전 용착층을 형성하고자 하는 목적물의 표면, 즉 음극드럼의 모재인 안쪽원통의 원주둘레면의 표면에 불순물이나 이물질을 제거한 후, 상기 안쪽원통의 원주둘레면에 아크용접으로 통전 용착층이 형성될 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 육성용접된 통전 용착층의 표면을 깨끗하게 세정하며, 예를 들어 선삭 등의 기계기계, 센딩, 쇼트, 또는 와이어 브러쉬 등을 이용하여 통전 용착층의 표면의 불순물 및 이물질을 제거하며, 상기 기계가공과 불순물이 제거된 통전 용착층의 표면에 전기 양도체이며 전도성이 우수한 은 도금층을 형성한 후, 이 은 도금층에 티타늄 평판을 말아 용접 등의 고정수단에 의하여 원통형상으로 제작된 바깥쪽원통을 열박음 등의 억지 끼워맞춤으로 결합함을 목적으로 한다.
본 발명은 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통과 이 안쪽원통의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 있어서, 상기 안쪽원통의 원주둘레면에 아크용접기에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층이 형성되어, 이 통전 용착층의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면이 형성되고, 상기 통전 용착층의 선삭면에 은 도금층이 형성되어서, 상기 은 도금층에 티타늄재질의 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층(40)은 안쪽원통의 통전이 바깥쪽원통으로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 된 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통의 회전축이 회전대의 축받이에서 일정한 속도로 회전가능하게 형성되고, 상기 회전대의 음극드럼쪽으로 이동가능한 작업대에 음극드럼의 원주의 직교하는 방향으로 피치 이동되는 아크용접기에 의하여 안쪽원통의 원주둘레면에 통전 용착층이 형성되도록 되어 있다.
또한, 본 발명의 통전 용착층은, 불활성 텅스텐 아크용접(TIG 용접)이나 또는 가스실드메탈 아크용접(MIG 용접)의 아크용접기에 의하여 행하여지고, 또한 용접의 육성공정은 분당 80∼200mm의 속도로 진행되고 약 100∼130A의 전류가 사용되어, 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면의 표면에 통전 용착층을 얻을 수 있도록 되어 있다.
본 발명의 상기 회전대는, 제1구동원에 의하여 회전되는 구동축이 형성되고, 이 구동축에 음극드럼의 회전축이 결합되고 축받이에 의하여 받쳐져 설정된 속도로 회동가능하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 상기 회전대에는, 작업공간과 휴식공간으로 레일에 의하여 구획되어 있고, 아크용접기가 형성된 작업대가 상기 휴식공간으로부터 작업공간으로 이동되어, 상기 회전대에 축받이 되어 회동가능한 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 아크용접이 행해지도록 되어 있다.
또한, 본 발명의 상기 작업대의 아크용접기는, 회전대에 의하여 제어기의 설정된 속도로 회전되는 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면의 직교하는 방향으로 설정된 피치만큼 이동가능하게 형성되어, 상기 안쪽원통의 원주둘레면의 표면에 육성용접의 통전 용착층이 행해지도록 되어 있다.
본 발명은 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통과 이 안쪽원통의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼에 있어서, 상기 안쪽원통의 원주둘레면에 아크용접기에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층이 형성되어, 이 통전 용착층의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면이 형성되고, 상기 통전 용착층의 선삭면에 은 도금층이 형성되어서, 상기 은 도금층에 티타늄재질의 바깥쪽원통이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층은 안쪽원통의 통전이 바깥쪽원통으로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 된 전해증착용 음극드럼에 특징이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 전해조에서 음전위로 대전된 음극드럼과 양전위로 대전된 양극전극사이에 얻고자 금속박판의 용액의 전해액을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하여 전해액에 포함된 양이온 상태의 동이 음극드럼에 융착되어 고체의 박막이 응고 및 석출될 수 있도록 함에 있어서의 음극드럼의 모재인 철 또는 탄소강 등으로 제작된 원주둘레면에 도전율이 높은 동합금의 통전 용착층이 형성되도록 하여, 음극드럼의 축받이의 통전링으로부터 전류가 회전축을 거쳐 음극드럼의 바깥원주면에 높은 전도율로 전달될 수 있도록 함으로써, 음극드럼의 표면에 양호한 통전성으로 일정한 두께의 고체의 박막이 응고 및 석출이 이루어질 수 있도록 되어 있다.
도 1 은 종래의 전해증착용 음극드럼의 개략도,
도 2 는 도 1의 종단면 개략도,
도 3 은 본 발명의 전해증착용 음극드럼의 종단면도,
도 4 는 본 발명의 전해증착용 음극드럼의 제조방법의 개략도,
도 5 는 도 4의 평면 개략도,
도 6 은 도 4 의 측면 개략도,
도 7 은 본 발명의 음극드럼의 안쪽원통의 원주둘레면에 형성된 통전 용착층의 용착과 선삭가공의 예를 나타낸 도.
본 발명의 구체적인 예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 전해증착용 음극드럼(20)은 회전축(21)과, 이 회전축(21)에 고정되는 유지링(22)과, 상기 유지링(22)에 고정되는 안쪽원통(30)과, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 후술하는 통전 용착층(40), 은 도금층(60) 및 바깥쪽원통(70)이 형성 및 결합되며, 또한 음극드럼(20)의 측면에 측면판(23)이 나사 등의 고정수단에 의하여 기밀하게 고정된다.
상기 통전 용착층(40)은, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에, 통전성이 우수한 동합금이며, 전극으로서 가용성 와이어(310)을 사용하는 아크용접기(300)에 의하여 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면 전체에 일정한 두께를 가지는 육성용접이 행하여지도록 한다.
또한, 상기 통전 용착층(40)의 표면은 도 7에 나타낸 바와 같이 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)이 형성되도록 한다. 이 통전 용착층(40)의 선삭면(50)에 후술하는 바와 같이 은 도금층(60)이 형성되도록 한 후, 상기 은 도금층(60)에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 결합된다.
특히, 상기 통전 용착층(40)이 형성되도록 함에 있어서, 아크용접의 용접토치에 송급되는 용접와이어는, 전원으로부터 팁에 공급되는 전류가 급전되는 것에 의해 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 용접이 실행됨에 따라서, 순동이나 청동, 황동, 인동과 같은 동합금이 기본 용재이기 때문에, 이 통전 용착층은 동 재질에 의하여 전류의 통전성이 높을 뿐만 아니라, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 표면이 통전 용착층(40)로 덧씌워져 일체로 형성되어 있기 때문에, 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)의 표면을 감쌓아 안쪽원통(30)의 재질을 내구성, 내식성, 내마모성, 내열성 등의 요구를 충족할 수 있으며, 안쪽원통(30)의 표면을 보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있는 개질효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 상기 통전 용착층(40)은 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 일체로 용착된 상태를 유지하기 때문에, 틈새없는 기밀에 의하여 회전축(21)의 통전링으로부터 통전이 안쪽원통(30)에서 통전 용착층(40)을 통하여 바깥쪽원통(70)로 도전율이 높은 전류를 바로 전달할 수 있다.
그래서, 종래의 안쪽원통의 표면에 바깥쪽원통을 열박음의 억지 끼워맞춤 결합시, 안쪽원통 표면과 바깥쪽둘레면의 상호 안팎의 원주면들이 전체적으로 긴밀한 면접촉이 이루어지지 않아 안쪽원통의 통전이 바깥쪽원통으로 전달되지 않음에 따라서, 통전의 불량으로 인하여 바깥쪽원통의 표면에 일정한 두께의 고체의 박막이 응고 및 석출이 제대로 이루어지지 않아 불량품을 발생하는 문제를 본 발명에서는 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 형성된 통전 용착층(40)에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)에는 전기의 양도체이며 전도성이 높은 은 도금층(60)을 형성한다. 이 은 도금층(60)은 상기 통전 용착층(40)과 함께, 회전축(21)의 통전링으로부터 공급되는 통전이 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)부터 바깥쪽원통(70)로 높은 전도율로 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 은 도금층(60)에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 열박음작업에 의한 억지 끼워맞춤에 의하여 결합되도록 한다.
본 발명은 상기 은 도금층(60)과 바깥쪽원통(70)의 결합에서 일부 은 도금층(0이 벗겨져 상호 안팎의 면접촉이 다소 이루어지지 않더라도 통전 용착층(40)과 바깥쪽원통(70)과의 면접촉으로 회전축(21)의 통전링으로부터 공급되는 통전이 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)부터 바깥쪽원통(70)로 높은 전도율로 전달될 수 있다.
다음, 본 발명의 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 대하여 기술하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 음극드럼(20)의 회전축(21)에 고정되는 유지링(22)과, 상기 유지링(22)에 고정되는 안쪽원통(30)이 결합된 상태에서, 크레인 등을 이용하여 회전대(100)의 작업공간(110)에 형성된 축받이(140)들에 얹혀지도록 하면서 음극드럼(20)의 회전축(21)이 구동축(160)에 결합하여 모터 등의 제1구동원(150)에 의하여 회동가능하게 장착하며, 상기 제1구동원(150) 및 앞으로 설명되는 제2구동원(340) 등은 제어기(210)의 제어에 의하여 속도 등이 제어되게 된다.
본 발명은 통전 용착층(40)을 얻기 위한 예비과정으로써, 목적물의 표면, 즉 음극드럼(20)의 모재인 안쪽원통(30)의 원주둘레면의 표면에 불순물이나 이물질을 제거한다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 회전대(100)에는, 작업공간(110)과 휴식공간(120)로 레일(130)에 의하여 구획되어 있고, 아크용접기(300)이 형성된 작업대(200)이 상기 휴식공간(120)부터 작업공간(110)로 이동되어, 상기 회전대(100)에 축받이(140) 되어 회동가능한 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접이 행해지도록 할 수 있다.
상기 작업대(200)은 회전대(100)에서 작업을 행하지 않을 경우에는, 도 4 및 도 5의 실선으로 나타낸 바와 같이 도면의 우측에 위치하였다가 회전대(100)에서 음극드럼(20)에 작업을 행할 때네는 도면의 좌측의 가상선과 같이 레일(130)의 위를 이동하게 된다. 상기 작업대(200)의 이동 역시 제어기(210)에서 제어된다.
또한, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바오하 같이, 상기 작업대(200)의 위에는 아크용접기(300)이 캐리어(330)에 얹혀지고 또한 캐리어(330)은 용접레일(350)에 의하여 도면의 좌,우방향으로 이동가능하게 형성되어 있다. 이 또한 캐리어(330)의 이동 역시 제어기(210)에서 제어된다.
상기 아크용접기(300)은 불활성 텅스텐 아크용접(TIG 용접)이나 또는 가스실드메탈 아크용접(MIG 용접)으로써, 전극 및 용가제 기능을 하는 와이어(310)을 토치(320)로 연속 자동공급시키는 장치이며, 통상 용접 토치(320)에는, 용접 와이어(310)이 송급되고, 또한 팁 보디를 거쳐서 팁으로부터 송출되어, 용접 와이어(310)에는, 전원으로부터 팁에 공급된 전류가 급전되는 것에 의해 용접이 실행된다.
본 발명의 아크용접기(300)의 와이어(310)은 순동이나 청동, 황동, 인동 등과 같은 동합금을 이용하여 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 통전 용착층(40)이 형성되어, 그의 동 성분이 98.91∼98.99정도를 유지할 수 있는 재질을 채택한다.
따라서, 작업대(200)이 회전대(100)쪽으로 작업공간(110)로 이동한 후에, 작업대(200)의 위의 캐리어(330)이 좌,우방향으로 조절되어 캐리어(330)위의 아크용접기(300)의 토치(320)이 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 위치하도록 하며, 이 위치정보는 아크용접기(300)의 토치(320) 등에 설치된 센서의 신호에 따라서 상호 위치를 확보하여 용접 개시를 행할 수 있다,
본 발명의 아크용접기(300)는, 회전대(100)의 작업공간(110)에서 제어기(210)의 설정된 속도로 회전되는 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 직교하는 방향으로 설정된 피치만큼 이동가능하게 형성되어, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접의 통전 용착층(40)이 행해지도록 할 수 있다.
상기 용접의 육성공정은, 분당 80∼200mm의 속도로 진행되고 약 100∼130A의 전류가 사용될 수 있고, 또한 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 통전 용착층(40)의 두께는 대략 5∼9mm이다.
예를 들어, 제어기(210)에 의하여 제1구동원(150)의 구동축(160)이 회전되면, 회전축(21)의 회전으로 음극드럼(20)이 회전됨에 따라서, 작업대(200)의 위의 아크용접기(300)의 토치(320)이 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면과 용접 가능한 위치를 잡은 상태에서 용접이 행해지게 된다. 이로써, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면이 한바퀴 회전으로 용접이 행해지면, 작업대(200)위의 캐리어(330)이 일정한 피치로 이동한 후, 앞서 육성용접된 부분에 이웃하여 육성용접이 실행되게 된다. 위와 같은 용접과 피치 이동으로 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접이 행해지게 된다.
또한 예로써, 작업대(200)위의 캐리어(330)이 용접레일(350)을 이동하며, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면의 폭방향으로 서서히 용접을 행하고 나면, 제1구동원(150)의 작동으로 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)이 일정한 피치로 회전도록 한 후, 앞서 육성용접된 부분에 이웃하여 육성용접이 실행되게 할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 용접과 피치 이동으로 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접이 행해지게 할 수 있다.
상기 위의 2가지 방식은 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 직경 및 길이의 크기 또는 작업공간에 따라서, 선택하여 취합 적용할 수 있다.
또한, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접된 통전 용착층(40)의 표면은 거칠어서 선삭 등의 기계가공의 후처리를 행하여야 한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면의 통전 용착층(40)의 두께는 대략 5∼9mm에서 후처리에 의하여 매끈한 선삭면(50)을 가지는 대략 2∼6mm의 두께로 유지할 수 있다. 이 후처리 가공은 회전대(100)에서 바로 선삭기구에 의하여 행할 수 있고, 또는 다른 별도의 공정에서 행할 수 있다,
상기 작업공간(110)의 회전대(100)에서 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 통전 용착층(40) 및 선삭가공이 끝나면 작업공간(110)의 작업대(200)이 휴식공간(120)로 이동한 후, 크레인 등을 이용하여 음극드럼(20)을 회전대(100)로부터 분리하여 추출할 수 있다.
또한, 별도의 공정에서 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 통전 용착층(40)이 형성되고, 또한 선삭가공에 의하여 선삭면(50)에 형성되도록 한다.
그리고, 상기 통전 용착층(40)의 선삭면(50)의 표면에는, 은 도금층(60)이 형성되도록 한다. 상기 은 도금층(60)에는 티타늄 평판을 말아 용접 등의 고정수단에 의하여 원통형상으로 제작된 바깥쪽원통(70)이 열박음 등의 억지 끼워맞춤으로 결합된다.
1 : 전해조 2 : 전해액
3 : 양극전극 4 : 음극드럼
5 : 금속박판 6 : 가이드로울
7 : 보빈 8 : 회전축
9 : 축받이 10 : 링
11 : 직류전원 20 : 음극드럼
21 : 회전축 22 : 유지링
23 : 측면판 30 : 안쪽원통
31 : 원주둘레면 40 : 통전 용착층
50 : 선삭면 60 : 은 도금층
70 : 바깥쪽원통 100 : 회전대
110 : 작엄공간 120 : 휴식공간
130 : 레일 140 : 축받이
150 : 제1구동원 160 : 구동축
200 : 작업대 210 : 제어기
300 : 아크용접기 310 : 와이어
320 : 토치 330 : 캐리어
340 : 제2구동원 350 : 용접레일

Claims (7)

  1. 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)과 이 안쪽원통(30)의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼의 제조방법에 있어서,
    상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접기에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층(40)이 형성되어, 이 통전 용착층(40)의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)이 형성되고, 상기 통전 용착층(40)의 선삭면(50)에 은 도금층(60)이 형성되어서, 상기 은 도금층(60)에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층(40)은 안쪽원통(30)의 통전이 바깥쪽원통(70)로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통(30)의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)의 회전축(21)이 회전대(100)의 축받이(140)에서 일정한 속도로 회전가능하게 형성되고, 상기 회전대(100)의 음극드럼(20)쪽으로 이동가능한 작업대(200)에 음극드럼(20)의 원주의 직교하는 방향으로 피치 이동되는 아크용접기(300)에 의하여 안쪽원통(30)의 원주둘레면에 통전 용착층(40)이 형성되도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 통전 용착층(40)은, 불활성 텅스텐 아크용접(TIG 용접)이나 또는 가스실드메탈 아크용접(MIG 용접)의 아크용접기에 의하여 행하여지고, 또한 용접의 육성공정은 분당 80∼200mm의 속도로 진행되고 약 100∼130A의 전류가 사용되어, 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면의 표면에 통전 용착층(40)을 얻을 수 있도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 회전대(100)는, 제1구동원(150)에 의하여 회전되는 구동축(160)이 형성되고, 이 구동축(160)에 음극드럼(20)의 회전축(21)이 결합되고 축받이(140)에 의하여 받쳐져 설정된 속도로 회동가능하게 형성됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 회전대(100)에는, 작업공간(110)과 휴식공간(120)로 레일(130)에 의하여 구획되어 있고, 아크용접기(300)이 형성된 작업대(200)이 상기 휴식공간(120)부터 작업공간(110)로 이동되어, 상기 회전대(100)에 축받이(140) 되어 회동가능한 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접이 행해지도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 작업대(200)의 아크용접기(300)는, 회전대(100)에 의하여 제어기(210)의 설정된 속도로 회전되는 음극드럼(20)의 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 직교하는 방향으로 설정된 피치만큼 이동가능하게 형성되어, 상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)의 표면에 육성용접의 통전 용착층(40)이 행해지도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼의 제조방법.
  7. 음극드럼(20)의 모재인 철 또는 탄소강 재질의 안쪽원통(30)과 이 안쪽원통(30)의 바깥쪽에 내식성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 있는 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합되도록 된 전해증착용 음극드럼에 있어서,
    상기 안쪽원통(30)의 원주둘레면(31)에 아크용접기(300)에 의하여 통전성이 우수한 동합금의 통전 용착층(40)이 형성되어, 이 통전 용착층(40)의 표면에 선삭의 후가공 면처리를 거쳐 대략 2∼6mm의 두께로 선삭면(50)이 형성되고, 상기 통전 용착층(40)의 선삭면(50)에 은 도금층(60)이 형성되어서, 상기 은 도금층에 티타늄재질의 바깥쪽원통(70)이 열박음의 억지 끼워맞춤 결합에 의하여 상기 통전 용착층(40)은, 안쪽원통(30)의 통전이 바깥쪽원통(70)로 바로 전달되는 동시에, 상기 안쪽원통(30)의 표면보다 집합강도가 오히려 높은 표면을 얻을 수 있도록 됨을 특징으로 하는 전해증착용 음극드럼.

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