AG 은접점 전기접점 공정

3파이 와이어에서 10파이 헤드를 만드는 AG 전기접점

공정

AG 전기접점 10파이 성형은 3파이 와이어(다리 선경 3파이)를 타격 업셋(헤딩)으로 눌러 10파이 헤드(접점부)를 만드는 냉간 성형 공정입니다. 겉으로는 “퍼지게 만드는 작업”처럼 보이지만, 실제로는 단시간에 큰 체적 이동을 일으키면서도 균열·접힘·편심 없이 기능면(접촉면)을 만들어야 하는 정밀 성형입니다.
3 → 10은 직경비 3.33배이지만 단면적 기준으로는 약 11.11배로 급격한 재료 유동이 필요합니다. 이때 미세한 불안정만 있어도 접점 성능(접촉저항, 용착, 아크 침식, 열화)과 조립성(리벳 체결, 스테이킹, 브레이징/용접 안정성)이 동시에 흔들립니다.

큰 체적의 리스크 보완

체적 보존과 유동 불안정이 동시에 걸립니다

냉간 업셋은 체적이 보존되므로 직경이 커지는 만큼 길이가 줄어듭니다. 즉, 헤드가 될 구간은 짧아지면서 방사 방향으로 강하게 퍼져야 합니다. 이 과정에서 마찰, 금형면 거칠기, 윤활 편차가 조금만 생겨도 유동이 한쪽으로 치우치기 쉽습니다.

좌굴과 편심이 시작점에서 품질을 결정합니다

3파이 와이어는 지지 조건이 조금만 나빠도 첫 타에서 좌굴이 발생할 수 있습니다. 컷팅면 직각도 불량, 버, 장입 동심 흔들림이 있으면 재료가 한쪽으로 눕거나 비틀린 상태로 눌리면서 편심 유동이 생깁니다. 이 편심은 뒤 단계에서 더 커지고, 헤드 타원·동심도 불량으로 이어집니다.

은(Ag) 계열은 “잘 흐르는 재료”라서 더 까다롭습니다

은은 연성이 좋아 성형 자체는 가능하지만, 너무 쉽게 흐르는 특성 때문에 배럴링, 롤오버, 플래시성 유동이 나타나기 쉽습니다. 또한 은은 표면 스크래치·찍힘에 민감한 편이며, 접점은 표면이 기능이므로 작은 표면 결함도 성능 편차로 연결됩니다.

헤드 직경만 맞추면 끝나는 구조가 아닙니다. 헤드 상면 평면도와 조도, 모서리 R/챔퍼 재현성, 헤드-스템 축 동심, 내부 결함(접힘, 미세균열, 공극)까지 동시에 관리해야 합니다.

공정 전략 단계 성형

다단 성형(멀티 블로우)으로 유동

3→10처럼 직경 증가가 큰 업셋을 1타로 끝내면 하중이 급격히 커지고 금형 수명이 떨어지며 결함 발생이 급증합니다. 실무적으로는 2~4단으로 프리폼을 만든 뒤 최종 캐비티에서 마감하는 방식이 안정적입니다.

1차는 중심을 잡고 좌굴을 억제하는 단계입니다.
2차는 중간 외경을 확보해 유동을 균일화하는 단계입니다.
3차는 최종 직경과 헤드 높이를 형성하는 단계입니다.
4차는 코이닝(마감 압인)으로 상면·모서리를 안정화하는 단계입니다.

컷팅 품질과 장입 안정성은 수율을 좌우합니다

헤드 체적은 컷 길이로 결정되며, 컷 길이 편차는 헤드 높이·직경 편차로 직결됩니다. 컷팅면이 비스듬하거나 버가 크면 첫 타부터 편심 유동이 시작됩니다.
따라서 컷 길이 공차(체적 공차), 컷팅면 직각도, 버 관리, 장입 가이드 동심, 다이 입구 가이드 설계가 기본 전제입니다.

3→10 업셋은 접촉 압력이 커서 마찰 영향이 압도적입니다. 윤활이 부족하면 금형면 마찰 증가 → 배럴링 심화 → 유동 불균일 → 접힘/편심으로 이어지고, 표면 긁힘이 늘어 접촉저항 편차와 스폿 용착 위험이 커집니다.
초경 계열 금형(초미립 초경 포함), 금형면 경면 관리, 적합한 윤활 체계는 선택이 아니라 성립 조건에 가깝습니다.

직경 + 헤드 높이 + 상면 품질을 한 세트로 정의해야 합니다

직경 10파이만 목표로 잡고 높이를 느슨하게 두면 재료가 더 쉬운 방향으로 도망가며 플래시·롤오버·상면 불량이 늘어납니다.
처음부터 헤드 직경, 헤드 높이 범위, 상면 평면도/조도, 모서리 R/챔퍼를 동시에 규정하는 것이 공정 안정의 출발점입니다.

프리폼은 중간 치수가 아니라 “유동 가이드”입니다

프리폼은 최종 단계에서 접힘 없이 균일하게 퍼지도록 유동 경로를 미리 만들어주는 역할입니다. 1차에서 얕은 버섯형으로 중심을 잡고, 2차에서 외경을 키우며 상면을 정리한 뒤, 3차에서 최종 캐비티로 마감하고 4차 코이닝으로 기능면을 안정화하면 품질 분산이 크게 줄어듭니다.

검사는 치수보다 “결함 징후”를 먼저 잡는 편이 효율적입니다

치수는 합격인데 현장에서 용착·열화 문제가 나오는 경우가 있습니다. 이때 원인은 내부 접힘, 미세균열, 표면 스미어링 같은 숨은 결함인 경우가 많습니다.
헤드 측면 유동선 패턴, 상면 미세 크랙/핀홀, 모서리 롤오버, 한쪽만 더 퍼진 흔적 같은 조기 징후를 기준으로 공정 이상을 빠르게 잡는 체계가 유리합니다.

재료 선택이 성형 난이도와 성능을 동시에 바꿉니다

순은은 전도성이 매우 좋지만 용착 경향과 재료 이동 문제를 고려해야 합니다. 이를 보완하기 위해 AgNi, AgSnO2, AgW, AgZnO 같은 합금이 쓰이며, 일반적으로 아크 침식 저항과 용착 저항은 좋아지지만 성형성은 더 까다로워집니다. 즉, 재료가 강화될수록 다단 성형 설계, 윤활, 금형 R, 중간 소둔 전략이 더 중요해집니다.

재료 유형	전기 전도도 (%IACS)	열 전도도 (W/m·K)	경도 (HV)	아크 침식 저항성	주요 적용 분야
순수 은 (Ag)	약 106	약 429	25–40	중간	저전압 스위치
은-니켈 (AgNi)	85–95	350–400	60–80	높음	릴레이, 자동차 접점
은-주석 산화물 (AgSnO2)	70–80	300–350	70–90	매우 높음	고전류 회로 차단기
은-텅스텐 (AgW)	50–60	200–250	100–120	최고	고전압 스위치
은-아연 산화물 (AgZnO)	75–85	320–370	65–85	높음	산업 기계 접점

정밀 냉간 성형 시스템

AG 전기접점 10파이 성형은 큰 체적 이동을 짧은 시간에 만들어내는 고배율 업세팅이며, 공정은 다음 세 가지로 정리됩니다.

첫째, 3파이 소재를 좌굴 없이 세우고 중심을 잡아야 합니다.
둘째, 다단 프리폼으로 유동을 설계해 접힘·편심·타원을 막아야 합니다.
셋째, 최종 코이닝과 금형·윤활 관리로 기능면(접촉면) 품질을 확보해야 합니다.

3파이 다리를 10파이 헤드로 성형하는 작업은 단순한 압착이 아니라, 냉간 업셋 성형의 한계를 활용해 기능면까지 완성하는 정밀 공정입니다. 공정 난이도는 “크게 퍼지게 만드는 것” 자체보다, 그 과정에서 좌굴·편심·접힘·미세균열 같은 잠재 결함을 동시에 억제하면서 접촉면 품질을 일정하게 유지해야 하는 점에서 발생합니다.

AG 은접점 전기접점 공정은 재료를 단순히 성형하는 기술이 아니라, 접점이 실제로 동작하는 환경을 기준으로 성형·표면·정렬·결함 억제를 동시에 설계하는 공정 기술입니다. 3파이에서 10파이로의 고배율 성형도 재현성과 수명을 확보하는 방향으로 안정화가 가능합니다.

AG Silver Electrical Contact Process

AG Electrical Contact Formed from Ø3 Wire into a Ø10 Head

The AG electrical contact process forms a Ø10 head (contact area) from a Ø3 wire (stem diameter Ø3) using impact upsetting (heading). This is a cold forming process in which the material is compressed to create a large head. While it may appear to be a simple “spreading” operation, in reality it is a precision forming process that must create a functional contact surface within an extremely short time, while avoiding cracks, folds, and eccentricity.

Although the diameter ratio from Ø3 to Ø10 is 3.33×, the cross-sectional area increases by approximately 11.11×, requiring very aggressive material flow. Even minor instability at this stage can directly affect both contact performance (contact resistance, welding tendency, arc erosion, thermal degradation) and assembly quality (riveting, staking, brazing, or welding stability).

Managing the Risks of Large Volume Deformation

Simultaneous Volume Conservation and Flow Instability

Cold upsetting conserves volume. As the diameter increases, the length decreases. The portion that becomes the head must shorten while expanding strongly in the radial direction. During this process, even slight variations in friction, die surface roughness, or lubrication can easily cause asymmetric material flow.

Buckling and Eccentricity Determine Quality from the First Blow

A Ø3 wire is highly sensitive to support conditions. Even a small issue in the first blow can cause buckling. Poor cut squareness, burrs, or misalignment during feeding can tilt or twist the material before compression, leading to eccentric flow. Once eccentricity begins, it is amplified in subsequent stages, resulting in oval heads and poor concentricity.

Silver Is “Easy-Flowing” but More Demanding

Silver has excellent ductility, which makes forming possible, but its tendency to flow too easily increases the risk of barreling, rollover, and flash-like flow. Silver is also sensitive to surface scratches and dents. Because the contact surface itself is functional, even small surface defects can lead to performance variation.

This process is not complete by achieving the head diameter alone. Head top flatness and roughness, edge radius or chamfer consistency, concentricity between head and stem, and internal defects such as folds, micro-cracks, or voids must all be controlled simultaneously.

Process Strategy: Multi-Stage Forming

Controlled Flow Through Multi-Blow Forming

Attempting a large diameter increase such as Ø3 to Ø10 in a single blow causes a sharp rise in forming load, shortens die life, and dramatically increases defect rates. In practice, a more stable approach is to form a preform in two to four stages, followed by final finishing in the last cavity.

Stage 1 establishes centering and suppresses buckling.
Stage 2 secures an intermediate diameter and equalizes material flow.
Stage 3 forms the final diameter and head height.
Stage 4 stabilizes the top surface and edges through coining (final pressing).

Cutting Quality and Feeding Stability Directly Affect Yield

The head volume is determined by cut length. Any variation in cut length directly translates into head height and diameter variation. If the cut face is angled or has excessive burrs, eccentric flow begins from the first blow.

For this reason, cut length tolerance (volume tolerance), cut face squareness, burr control, feeding guide concentricity, and die entry guide design are fundamental prerequisites.

In Ø3 to Ø10 upsetting, contact pressure is very high, making friction effects dominant. Insufficient lubrication increases die friction, which leads to more severe barreling, uneven flow, folds, eccentricity, and surface scratching. These surface issues increase contact resistance variation and raise the risk of spot welding.

Carbide dies (including ultrafine-grain carbide), mirror-finished die surfaces, and a properly matched lubrication system are not optional but essential conditions for process viability.

Diameter, Head Height, and Surface Quality Must Be Defined as One Set

If only the Ø10 diameter is specified while head height is loosely controlled, the material will escape in the easiest direction. This results in increased flash, rollover, and poor top surface quality.

From the outset, head diameter, head height range, top surface flatness and roughness, and edge radius or chamfer must be specified together. This integrated definition is the starting point for process stability.

Preforms Are Flow Guides, Not Intermediate Dimensions

A preform is not simply an intermediate size. Its role is to define the flow path so that material spreads uniformly without folding in the final stage. A shallow mushroom shape in stage 1 stabilizes the center, stage 2 increases the outer diameter while conditioning the top surface, stage 3 completes the final cavity filling, and stage 4 coining stabilizes the functional surface. This approach significantly reduces quality variation.

Inspection Should Focus on Defect Indicators Before Dimensions

There are cases where parts pass dimensional inspection but later exhibit welding or thermal degradation issues in the field. The root cause is often hidden defects such as internal folds, micro-cracks, or surface smearing.

Monitoring early warning signs such as flow line patterns on the head sidewall, micro-cracks or pinholes on the top surface, edge rollover, or asymmetric spreading on one side allows faster detection of process abnormalities.

Material Selection Changes Both Formability and Performance

Pure silver offers excellent electrical conductivity but has higher welding tendency and material flow challenges. To compensate, alloys such as AgNi, AgSnO2, AgW, and AgZnO are commonly used. These improve arc erosion resistance and welding resistance, but reduce formability.

As material strength increases, multi-stage forming design, lubrication, die radius optimization, and intermediate annealing strategies become more critical.

Typical Properties of Silver Contact Materials

Material Type	Electrical Conductivity (% IACS)	Thermal Conductivity (W/m·K)	Hardness (HV)	Arc Erosion Resistance	Typical Applications
Pure Silver (Ag)	~106	~429	25–40	Medium	Low-voltage switches
Silver–Nickel (AgNi)	85–95	350–400	60–80	High	Relays, automotive contacts
Silver–Tin Oxide (AgSnO2)	70–80	300–350	70–90	Very high	High-current circuit breakers
Silver–Tungsten (AgW)	50–60	200–250	100–120	Excellent	High-voltage switches
Silver–Zinc Oxide (AgZnO)	75–85	320–370	65–85	High	Industrial machinery contacts

Precision Cold Forming System

AG electrical contact Ø10 head forming is a high-upset-ratio process that produces large volume displacement in a very short time. The process can be summarized in three key requirements.

First, the Ø3 stem must be supported upright and centered without buckling.
Second, material flow must be designed through multi-stage preforming to prevent folding, eccentricity, and ovality.
Third, final coining combined with strict die and lubrication control is required to secure functional contact surface quality.

Forming a Ø10 head from a Ø3 stem is not simple compression. It is a precision cold upsetting process that uses the limits of cold forming to complete the functional contact surface itself. The difficulty lies not in making the material spread, but in suppressing buckling, eccentricity, folding, and micro-cracking while maintaining consistent contact surface quality.

The AG silver electrical contact process is not merely a shaping technology. It is a process technology that simultaneously designs forming behavior, surface condition, alignment, and defect suppression based on the actual operating environment of the electrical contact. Even high-ratio forming from Ø3 to Ø10 can be stabilized with reproducibility and service life in mind.

추가 정보

AG 은접점 전기접점 공정은 Ø3 와이어를 냉간 업셋(헤딩)으로 눌러 Ø10 헤드를 형성하는 고배율 성형 작업입니다. 직경 확대보다 중요한 것은 좌굴·편심·접힘·미세균열을 억제하면서 접촉면(상면) 품질과 동심도를 함께 관리하는 점입니다.

핵심 포인트

Ø3 → Ø10은 단면적 기준 체적 유동 요구가 매우 커, 다단 성형(멀티 블로우) 설계가 유리합니다.
첫 타에서의 좌굴·편심이 이후 타원도 및 동심도 불량으로 확대되기 쉬워, 장입(가이드) 안정성이 중요합니다.
컷 길이(체적) 편차는 헤드 직경·헤드 높이 편차로 직결되므로, 컷팅면 직각도와 버 관리가 필요합니다.
마찰·윤활 편차는 배럴링, 롤오버, 접힘으로 이어질 수 있어 금형 경면과 윤활 체계 일관성이 핵심입니다.
헤드 직경만이 아니라 헤드 높이, 상면 평면도/조도, 모서리 R/챔퍼를 한 세트로 규정하는 것이 안정화에 도움이 됩니다.
프리폼은 단순 중간 치수가 아니라 유동 가이드 역할을 하며, 최종 단계의 결함 억제에 직접 영향을 줍니다.
치수 합격에도 용착·열화 문제가 발생할 수 있어, 유동선 패턴·미세 크랙·핀홀 등 결함 징후 관찰이 효율적입니다.
Ag 합금(AgNi, AgSnO2, AgW, AgZnO)은 성능 특성은 개선되지만 성형 난이도는 높아질 수 있습니다.

FAQ

Ø3 와이어에서 Ø10 헤드를 만드는 업셋 성형이 왜 어렵나요?: 직경 확대만 보면 3.33배지만, 단면적 기준으로는 재료가 훨씬 크게 이동해야 합니다. 짧은 시간에 큰 체적 유동이 발생하면서도 접힘·균열·편심 없이 기능면을 만들어야 하므로 난이도가 높습니다.
AG 은접점 전기접점 공정에서 첫 타(1차 성형)가 중요한 이유는 무엇인가요?: Ø3 소재는 지지 조건이 약간만 나빠도 좌굴이 시작될 수 있습니다. 첫 타에서 중심이 무너지면 이후 단계에서 편심 유동이 증폭되어 타원도 및 동심도 불량으로 이어질 가능성이 커집니다.
단발(1타)로 Ø3→Ø10 성형을 하면 어떤 문제가 생기기 쉬운가요?: 하중이 급격히 증가해 금형 부담이 커지고 수명 저하로 연결될 수 있습니다. 동시에 유동이 불안정해져 접힘, 롤오버, 표면 손상 같은 결함이 늘어날 가능성이 커집니다.
다단 성형(멀티 블로우)은 어떤 순서로 설계하는 것이 일반적인가요?: 초기 단계는 좌굴 억제와 중심 확보에 초점을 두고, 중간 단계에서 외경을 점진적으로 키워 유동을 균일화합니다. 최종 단계에서는 캐비티 충전과 헤드 높이 형성, 마지막으로 코이닝으로 상면과 모서리를 안정화하는 방식이 자주 사용됩니다.
컷팅 품질이 전기접점 성형 수율에 미치는 영향은 무엇인가요?: 헤드가 될 체적은 컷 길이로 결정되며, 컷 길이 편차는 곧바로 헤드 치수 편차로 반영됩니다. 또한 컷팅면 직각도 불량이나 버는 장입 시 기울어짐을 유발해 편심 유동의 시작점이 될 수 있습니다.
윤활과 금형 경면 상태가 왜 그렇게 중요한가요?: Ø3→Ø10 업셋은 접촉 압력과 마찰 영향이 매우 큽니다. 윤활 편차나 금형면 거칠기 변화는 배럴링 심화 및 유동 불균일로 이어져 접힘·편심·표면 스크래치 같은 문제가 발생하기 쉽습니다.
은(Ag) 소재는 연성이 좋은데, 왜 오히려 까다롭다고 하나요?: 잘 흐르는 특성은 성형을 가능하게 하지만, 동시에 과도 유동으로 롤오버나 플래시성 흐름이 나타나기 쉽습니다. 접점은 표면이 기능이므로, 작은 표면 결함도 접촉저항 편차나 용착 위험으로 이어질 수 있습니다.
치수는 합격인데 현장에서 용착이나 열화 이슈가 발생하는 이유는 무엇인가요?: 내부 접힘, 미세균열, 표면 스미어링처럼 치수 검사로는 드러나지 않는 결함이 원인일 수 있습니다. 상면 미세 크랙, 핀홀, 편측 유동 흔적 같은 조기 징후를 함께 보는 방식이 원인 추적에 유리합니다.
Ag 합금(AgNi, AgSnO2, AgW, AgZnO)을 쓰면 공정 설계에서 달라지는 점이 있나요?: 일반적으로 아크 침식 및 용착 저항 특성이 달라지며, 소재가 강화될수록 성형성은 더 까다로워질 수 있습니다. 다단 성형 단계 구성, 윤활 선택, 금형 R 설계, 필요 시 중간 열처리 전략이 더 중요해집니다.
검사에서 가장 먼저 확인하면 좋은 “결함 징후”는 무엇인가요?: 헤드 측면 유동선의 비대칭, 상면의 미세 크랙/핀홀, 모서리 롤오버, 한쪽으로 더 퍼진 흔적 등을 우선 체크하는 방식이 효율적입니다. 이러한 징후는 공정 이상을 치수 불량보다 빠르게 보여주는 경우가 많습니다.