KR0153477B1 - 무전해 전착된 금속층을 갖는 다층 금속 피복된 다이아몬드 연마제 - Google Patents

무전해 전착된 금속층을 갖는 다층 금속 피복된 다이아몬드 연마제

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KR0153477B1
KR0153477B1 KR1019930703586A KR930703586A KR0153477B1 KR 0153477 B1 KR0153477 B1 KR 0153477B1 KR 1019930703586 A KR1019930703586 A KR 1019930703586A KR 930703586 A KR930703586 A KR 930703586A KR 0153477 B1 KR0153477 B1 KR 0153477B1
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위리암 맥이치론 로저
제보이즈 콘노스 에드워드
얼 슬루츠 데이비드
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버나드 스나이더
제네랄 일렉트릭 캄파니
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Abstract

다층 피막이 하나의 균질한 탄화물 형성 금속 제1층, 바람직하게는 크롬 제1층 및 무전해 전착에 의해 적용된 하나이상의 비탄화물 형성 제2층, 바람직하게는 니켈/인 또는 코발트/인의 제2층을 포함하는, 연마공구에서 개선된 내마모성을 갖는 다층 피복된 다이아몬드 연마입자가 제공되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
무전해 전착된 금속층을 갖는 다층 금속 피복된 다이아 몬드 연마제
[발명의 배경]
본 발명은 다층 금속 피막을 갖는 다이아몬드 연마입자 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 이러한 피복 다이아몬드 연마제들은 소결 금속 결합 공구에 특정적으로 사용하며, 여기서 다층 피막은 상기 공구내에서 다이아몬드 연마제의 체류를 보조하며, 또한 공구의 내마모성도 보조한다.
바위 및 콘크리트를 절단하는데 사용하는 것들과 같은 연마 공구등의 매트릭스에서 금속 피막들이 다이아몬드 연마 입자의 체류를 개선시킬 수 있다는 것은 본 기술분야에 널리 알려져 있다. 금속 피복된 다이아몬드 연마제들은 전형적으로 무전해전착에 의해 적용된 니켈 피막과 함께 상업적으로 시판되고 있다. 이러한 연마제들은 양호한 성능을 제공하지만, 다이아몬드 연마 입자들의 조기 손실 및 연마공구의 마모성을 줄이기 위한 개선이 여전히 요구되고 있다.
무전해 전착에 의해 적용된 티켈 피막은 다이아몬드 표면에 화학적으로 결합되지 않는다. 다이아몬드 표면에 보다 강하게 접착한 금속들은 널리 알려져 있으며, 이들로는 탄화물 형성체이며 전형적으로 다이아몬드 표면상에 화학 증착되거나 또는 스퍼터링되는 몰리브덴, 티탄 및 크롬을 들 수 있다. 이러한 피막 및 이들을 적층시키기 위한 방법의 실례는 미합중국 특허 제 3,456,916 호; 유렵 특허출원 제 79/300,337.7호; 미합중국 재발행 특허제 34,133 호; 및 미합중국 특허제 4,063,907호에 기재되어 있다. 이러한 피막들이 니켈 피막보다 다이아몬드 표면에 더욱 강하게 결합하지만, 이들은 보편적으로 산화되며, 형성된 탄화물에 따라서 취성이 일어날 수 있다.
탄화물-형성 금속층은 공구 매트릭스 내에서의 체류를 보조하기 위해 다이아몬드 입자들상에서 다층 피막의 일부분으로 사용되어 왔다. 미합중국 특허 제 3,924,031 호에는 제 1 층이 구리, 니켈 또는 철의 기본 금속과 티탄, 크롬 또는 바나듐과 같은 탄화물-형성 금속과의 합금을 포함하는, 다이아몬드 입자에 대한 다층 피막이 기재되어 있다. 이러한 합금층은 무전해전착 또는 전해 전착에 의해 니켈과 같은 또다른 층위에 피복될 수 있다. 합금은 30중량% 이하의 탄화물-형성 금속을 포함하며, 탄화물을 형성시키기 위해서는 피막을 진공증발 또는 스퍼터링에 의해 적층시킨 후 고온에서 가열한다.
미합중국 특허 제 4,378,975 호에는 연마체를 형성하기 위해 사용되는 펠릿화된 다이아몬드 입자에 대한 제1 피막으로서 크롬의 용도가 기재되어 있다. 소결된 구리/니켈 합금은 이러한 펠릿화된 입자들상에서 외부 내마모성 피막을 형성한다. 펠릿화된 입자들을 형성하는데 있어서 그린 펠릿(green pellet)들을 900℃의 온도에서 소결시킬지라도 크롬층이 탄화물을 형성하는지의 여부는 알려져 있지 않다.
미합중국 특허 제 5,024,680 호에는 매트릭스내의 체류를 보조하기 위해 다이아몬드 입자에 대한 다층 피막의 일부로서, 크롬, 티탄 또는 지르코늄 탄화물 형성층의 용도가 기재되어 있다. 2개의 탄화물-형성층을 적용하며, 이때 한층은 얇은 기초층이고 다른 한층은 두꺼은 내산화성 제2층이다. 무전해 기법에 의해 적용되는 탄화물-비형성 제3층은 선택적이다. 크롬, 지르코늄 또는 티탄의 탄화물 기초층은, 금속증착시킨 다음 바람직하게 피복된 입자들을 가열하여 탄화물을 형성시킴으로써 적용된다. 이러한 층의 화학증착은 아무런 잇점도 제공하지 않는 것으로 알려져 있다. 텅스텐 또는 탄탈의 탄화물형성 금속 제2층은 화학 증착시킨 다음, 상기 층을 가열하여 적절히 침탄시킴으로써 적용할 수 있다.
다층 피막들을 적용시키기 위한 상기 처리 방법들은 금속 합금들을 층들중의 하나로서 적용하거나 또는 3 개의 별개의 층들을 사용한다는데 있어서 복잡하다. 이외에도, 이러한 방법들은 다이아몬드 입자들을 고온에 노출시키는 동안 금속 피막의 침탄으로 인해 다이아몬드 입자와 공구 매트릭스간의 결합강도를 증가시킨다. 고온으로 인해 다이아몬드 결정의 분해가 일어날 수 있으며, 이러한 분해는 절단공구의 성능에 유해하다. 첸(Chen)등의 미합중국 특허 제 5,024,680 호는 이러한 문제를 인정하여 과잉의 침탄을 방지하는 것이외에는 기타 다른 해결책을 전혀 제공하지 않는다.
다이아몬드 입자의 분해없이 연마 공구의 매트릭스내에서 그의 체류를 보조하여 공구의 내마모성을 향상시키는 간단한 방법에 의해 다층 피막들을 다이아몬드에 적용하는 것이 요구되고 있다. 또한, 연마공구의 내마모성을 향상시키는 다층 피막들을 다이아몬드에 제공하는 것도 요구되고 있다.
[발명의 개요]
따라서, 본 발명의 목적은 단지 2 개의 금속층들만 포함한 소결 금속결합된 연마 공구내에서 개선된 내마모성을 금속 피복된 다이아몬드 연마입자들에 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 금속 피복된 다이아몬드 입자들의 분해를 야기시키는 열 사이클에 상기 입자들을 노출시킬 필요없이 공구의 내마모성을 보조하는, 강한 접착력의 다층 금속 피막을 갖는 금속 피복된 다이아몬드 연마 압자들의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 추가의 목적은 강하게 결합된 크롬 기초층 및 상용성 제2층(무전해전착에 의해 적용됨)을 갖는 다층 금속 피복된 다이아몬드 연마 입자들을 포함한 연마 공구에 개선된 내마모성을 제공하는데 있다.
본 기술분야에 숙련된 자라면, 본 명세서 및 특허청구범위를 추가로 연구함으로써 본 발명의 추가의 목적 및 장점을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
이러한 목적 및 기타 목적들은 다이아몬드 연마 입자들을 2 개 이상의 금속층으로 피복시키는 방법에 의해 성취된다. 탄화물 형성층은 제1층으로서 다이아몬드 연마 입자들의 표면에 화학적으로 결합된다. 탄화물 형성층들은 텅스텐, 티탄, 탄탈, 지르코늄, 몰리브덴, 하프늄, 크롬, 바나듐, 규소, 니오브, 또는 이들의 탄화물, 붕화물 또는 질화물로 이루어져 있다. 외부 금속층은 무전해전착에 의해 적용되는 니켈, 크발트, 철 도는 이들의 합금을 포함한다. 제2피막은 전형적으로 비피복된 다이아몬드 연마 입자의 10 내지 50중량%, 바람직하게는 20 내지 35%의 범위에 있다. 본 발명에 의해 제공되는 연마 공구는 소결 금속 매트릭스내에 결합되어 있는 다층 금속 피복된 다이아몬드 연마 입자들을 포함한다. 공구를 형성시키기 위해서는 피복된 입자들을 매트릭스내에 결합시키는 통상적인 방법을 이용할 수 있다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명에 이용된 다이아몬드 연마 입자들은 소결 금속 결합된 공구에 통상적으로 사용하는 크기, 예를 들면, 20/80 미합중국 메쉬 크기로 되어 있다. 입자의 크기는 1 내지 1500㎛, 바람직하게는 150 내지 1000㎛, 가장 바람직하게는 200 내지 600㎛의 범위에서 폭넓게 변화할 수 있다. 통상적인 다이아몬드 연마 입자들은 목적하는 공구에 절단면을 제공하고 적용될 금속 피막에 의해 과도하게 희석되지 않도록 충분히 큰 크기로 되어 있다.
본 발명에 사용된 다이아몬드 연마 입자들은 천연 또는 합성일 수 있지만, 전형적으로는 촉매의 존재 또는 부재하에 고압 및 고온(HP/HT)에서 흑연의 전환에 의해 수득된다. 바람직하게, 다이아몬드는 20 내지 80 미합중국 메쉬 범위의 크기로 되어 있으며, 전환 공정으로부터 직접 제조된다. 그러나, 이용된 다이아몬드 입자들은 통상적인 기술에 의해 밀링되거나 미분쇄된 보다 큰 크기의 물질로부터 수득될 수 있다.
다이아몬드 연마 입자들은 초기에는 규소, 크롬, 티탄, 텅스텐, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 몰리브덴, 또는 이들의 탄화물, 붕화물 또는 질화물과 같은 탄화물-형성 금속으로 피복된다. 크롬이 바람직하다. 크롬과 같은 이들 금속들의 일부를 부착시키기에 적합한 방법은 크롬에 대해 약 600 내지 1000℃, 바람직하게는 800 내지 950℃ 에서 수행하는 충진 염 침탄 공정이다. 다이아몬드 연마입자들은 전형적으로 탄화물-형성 금속과 함께 하나 이상의 알칼리 또는 알칼리 토류 할로겐화물의 용융욕(molten bath)내에 침지된다. 이러한 기법으로 인해 탄화금속의 형성시 탄화물-형성 금속을 다이아몬드 입자 표면에 화학적으로 결합시킬 수 있다. 적합한 염욕 적층 공정에 대한 상세한 설명은 미합중국 특허 제 2,746,888호에 나타나있다. 탄화물 형성층은 폭넓은 범위의 두께로 적용될 수 있다. 크롬은 바람직하게 0.1 내지 10㎛, 더욱 바람직하게는 2 내지 5㎛범위의 두께이다.
또한, 유해한 열 사이클에 대해 제한적으로 노출시켜 상당한 화학적 결합을 이룰 수 있지만, 제 1 탄화물 형성층을 적용시키기 위한 기타 방법도 적합하다. 화학 증착(CVD)법이 가장 바람직하며, 더욱 바람직하게는 저압 화학 증착(LPCVD)법을 사용하는 것이다. LPCVD 기법은 본 기술분야에 널리 알려져 있다. 이러한 기법에서는 크롬과 같은 탄화물 -형성 금속을 증착시키기 위해 대기압 이하의 상태 및 높은 기재온도에서 반응성 기체 혼합물을 이용한다. 다이아몬드 연마 입자를 피복시키기 전에, 표면으로부터 산화물 및 휘발성 오염물, 특히 표면 산화 오염물을 제거하는 것이 바람직하다. 이러한 불순물들을 제거하고 LPCVD 에 의해 금속층을 증차시키기에 적합한 기법은 질화붕소 입방체상의 산화물 제거방법에 관한 미합중국 특허 제 4,289,503 호에 기재되어 있다.
제2층은 공구에 개선된 내마모성을 제공하기 위해 무전해 전착에 의해 부착된다. 바람직하게, 이러한 제2층들은 제1층보다 두껍고 거친 표면을 제공한다.
탄화물-비형성 금속들은 니켈, 코발트 및 철과 같은 제2층으로서 사용하기에 바람직하다. 이들 금속중, 니켈 및 코발트가 바람직하다. 바람직하게, 무전해 전착은 금속 하이포포스파이트 용액으로부터 수행된다. 니켈/ 하이포포스파이트 용액은 니켈 및 소량의 인(6 내지 11중량%)을 모두 적층시킨다. 적합한 무전해전착 공정은 미합중국 특허 제 3,556,839 호에 기재되어 있다.
본 발명의 피복된 연마 입자가 전형적으로 하나의 탄화물 형성 제1층 및 하나의 탄화물-비형성 제2층을 포함하는 반면, 부가적인 탄화물-비형성 금속층들은 선택적이다. 예를 들면, 무전해전착기법에 의해 크롬층과 코발트 또는 철의 외부 피막들 사이에 적용된 얇은 니켈/인층을 사용할 수 있다.
제2 금속피막은 바람직하게는 연마 입자의 약 10 내지 50중량, 가장 바람직하게는 연마 입자의 20 내지 35중량%의 양으로 적용된다. 제 1 피막은 비교적 얇으므로, 적용된 총 피막은 다이아몬드 연마제의 약 10중량% 내지 약 60중량%의 범위에 있을 수 있다. 총 피막의 바람직한 양은 비피복된 입자들의 20 내지 40중량% 범위에 있다. 금속 피막의 두께는 입자 체류, 윤활 및 열 확산 특성과 같은 공구의 물성을 조절하도록 변화할 수 있다. 본 기술분야에 통상적인 지식을 가진자라면 통상적인 연구에 의해 의도로 하는 공구의 피복 두께 및 다이아몬드 입자 크기를 변화시킬 수 있다. 다이아몬드 연마 입자를 다수의 금속층으로 피복시킨후, 이들을 소결 금속에 의해 결합된 연마 공구를 형성시키는데 사용한다.
피복된 다이아몬드 연마 입자들은 연마 공구에 사용할 때 통상적인 기법에 의해 적합한 금속 매트릭스내에 함침된다. 예를 들면, 피복된 연마제와 금속 입자들의 혼합물을 주위 온도에서 목적하는 형상으로 압착시키고, 압착된 제품을 가열시켜 그속에 금속을 소결시킬 수 있다. 적합한 금속으로는 니켈, 코발트등을 들 수 있다. 이리하여 제조되는 바람직한 부품들은 크롬과 니켈로 피복되고 소결 니켈, 코발트 및/또는 코발트/청동 매트릭스에 결합된 30 내지 40 메쉬 크기의 다이아몬드 입자의 톱날용 공구 삽입체이다. 이러한 공구 삽입체들은 어떠한 형태 또는 형상이라도 가능하며, 특히 바위 및 콘크리트를 절삭하는 데 사용하는 공구에 통상적인 형상들이다.
본 기술분야에 숙련된 자라면, 추가의 설명없이 언급한 기술내용으로도 본 발명을 충분히 이용할 수 있을 것으로 믿는다. 그러므로, 다음과 같은 바람직한 특정 양태들은 본 발명을 단지 예시하기 위함이지, 본 발명의 범위를 임의의 방식으로 제한하고자 기술하는 것이 아님을 알아야 한다.
상기 내용 및 하기 실시예에서, 모든 온도는 ℃ 이며, 다른 특별한 언급이 없는 한 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다.
상기 및 하기에 인용된 모든 특허출원, 특허문헌 및 간행물의 기술내용은 본문에 참고로 인용되어 있다.
[실시예]
[크롬-피복된 다이아몬드 연마제]
제네랄 일렉트릭 캄파니에서 시판하는 상표명 MBS-70, MBS-750, 및 MBS-760(모두 30/40메쉬크기임)의 합성 다이아몬드 연마 입자들을 염욕내에서 각각 개별적으로 크롬으로 피복시켰다. 염욕은 크롬 금속, 및 염화나트륨, 염화 칼륨 및 염화 칼슘을 비롯한 염들의 혼합물을 포함한다. 욕의 온도는 850 내지 900℃로 유지되어 있다. 약 2시간동안 처리한 후, 입자들은 두께 0.5 내지 1.0㎛의 크롬피막을 갖는다.
[티탄-피복된 다이아몬드 연마제]
제네랄 일렉트릭 캄파니에서 시판하는 상표명 MBS-70, MBS-750, 및 MBS-760(모두 30/40메쉬크기임)의 합성 다이아몬드 연마 입자들을 염욕내에서 각각 개별적으로 티탄으로 피복시킨다. 염욕은 티탄 금속, NaCl, KCl 및 CaCl 2 를 포함한다. 욕의 온도는 850 내지 900℃ 이며, 약 2시간후의 입자는 두께 약 0.25 내지 1.0㎛ 의 티탄층을 갖는다.
[제2피막: 무전해전착]
상기 기술한 바와 같이, 크롬-피복된 MBS-750 다이아몬드 연마 입자 및 티탄-피복된 MBS-750 다이아몬드 연마 입자들을 미합중국 특허 제 3,556,839 호에 기재된 과정과 동일한 무전해전착 공정에 의해 코발트/인층을 개별적으로 더 피복시킨다. 크롬-피복된 MBS-760 및 티탄-피복된 MBS-760을 각각 니켈/인층으로 더 비복시킨다. 코발트 또는 니켈의 하이포포스파이트 용액을 도금액으로서 사용한다. pH 는 니켈 용액에서는 4 내지 5.5, 코발트 용액에서는 12 내지 14 이다. 공정온도를 60 내지 95℃ 로 유지시킨다. 금속층들을 일련의 개별 욕조로부터 각각 부착시킨다. 니켈 또는 코발트가 고갈되면, 욕조를 폐기시키고, 목적하는 피복중량이 얻어질때까지 새로운 욕조를 사용한다. 전형적으로, 욕조 용기의 크기, 연마 입자의 크기 및 욕조의 초기 농도에 따라서 5 내지 20 개의 욕조를 사용한다. 니켈/인층 및 코발트/인층을 연마 입자의 최초 중량을 기준으로 20 내지 40중량%의 양으로 부착시킨다. 이러한 층들은 6 내지 11중량%의 인함량을 갖는다.
[제2피막: 전해 전착]
상기 기재된 티탄-피복 및 크롬-피복된 MBS-70, MBS-750 및 MBS-760 다이아몬드 연마제를 각각 통상적인 전해 전착 기법에 의해 니켈 또는 코발트층으로 더 피복시킨다. 적용된 니켈 또는 코발트의 양은 연마입자의 최초 중량을 기준으로 20 내지 40중량%의 범위이다.
[입차체류]
상기 기재된 바와 같은 비피복 및 피복된 다이아몬드 연마 입자(MBS-70, MBS-750 및 MBS-760)들을, 바위 절삭 연마 공구에 대해 통상적인 코발트 매트릭스를 사용하여 시험용 바(bar)에 개별적으로 결합시킨다.
시험용 바는 상기 기재된 연마 입자들을 연마 공구에 대해 통상적으로 사용하는 비율의 분말 형태로 매트릭스 합금과 혼합시킴으로써 제조한다. 그 혼합물을 시험용 바의 형상에 압착시키고, 매트릭스 합금용으로 사용된 통상적인 온도에서 소결시키고, 주위 온도로 냉각시킨다. 시험용 바는 길이2in, 폭1/4in, 및 높이 1/4in이다.
일정한 힘(약 2.0×104m/분)을 부가하는 인스트론 인장 시험기로 바를 그의 폭을 가로 질러 파괴시킴으로써, 제조된 바내의 다이아몬드의 상대적인 체류량을 시험한다.
하기 표 Ⅰ내지 Ⅲ 에 기록된 체류량(%)은 파괴된 시험용 바 전체에 걸쳐 부숴진 다이아몬드 결정들의 양(%)과 동일하다.
상기 결과들은 근사치이지만, 본 발명의 피복된 다이아몬드 입자들이 비피복된 다이아몬드 연마 입자 및 단지 한층(크롬 또는 티탄)으로만 피복된 다이아몬드 입자들에 비해 체류량이 상당히 우수하다는 것을 나타낸다. 이외에도, 이러한 데이터는 제1크롬 층을 갖는 다층 피막을 지닌 입자들이 티탄 제1층을 갖는 입자들에 비해 체류량이 일정하게 우수함을 나타낸다.
[내마모성]
제네랄 일렉트릭 캄파니에서 시판하는 상표명 MBS-70 및 MBS-760(둘다 30/40메쉬크기임)의 합성 다이아몬드 연마 입자들을 상기 기술된 고정에 의해 각각 5개의 층으로 피복시킨다. 이들로는 탄화물-형성 크롬의 단일층, 탄화물-형성 크롬의 이중층, 및 무전해 니켈 또는 코발트층과 탄화물-형성 크롬의 이중층, 및 전기 도금된 코발트 또는 니켈 층을 들 수 있다. 1 번에서 10 번까지 번호가 붙혀진 다른 입자들상에서 금속 피막의 조성물 및 양(중량%)은 하기에 나타나있다. 이때, 다른 피복된 금속 입자들상에 결합된 금속층 피막의 총 중량 백분율은 다음과 같다:
금속-피복된 다이아몬드 입자들을 직경7 in의 톱날용 세그먼트로 가공하였다. 결합 매트릭스는 850℃에서 5000psi 하에 3분간 고온 가공된100% 코발트이다. 총9개의 호형 세그먼트(0.240in×0.140in×0.20in)를 원형 강철 코어상에 유도 용접시켜 내마모성을 시험하기 위한 7in 공칭 직경의 칼날로 제조한다.
시험하기에 앞서, 각각의 톱날을 탄화/규소 숫돌로 트루잉(truing)시키고, 안정화된 전삭 표면을 발달시키기 위한 시험조건하에 사암 블록 및 베러 그라나이트(Barre granite)의 절삭에 의해 날이서게 상기 톱날을 가볍게 드레싱시킴으로써, 각각의 톱날을 콘디쇼닝 시킨다. 그 다음, 톱날을 3개의 소정의 위치, 즉, 각각 세그먼트의 긴 길이(리딩(leading) 가장자기, 센터 및 트레일링(trailing) 가장자리)에서 측정하고, 평균 반경높이를 각 톱날에 대해 계산한다. 반경 측정치는 가장 가까운 0.0001in이다.
46.5in2/분(300㎠/분)의 속도로 베러 그라나이트를 절삭하는 변형된 표면 연삭기상에서 톱날 시험을 수행한다. 톱날에 의한 절삭은 0.344in(10.0㎜)의 절삭깊이 및 118.1in/분(3m/분)의 횡단속도로 상부 절삭 및 하부절삭을 교대로 하면서 진행한다. 모든 시험중에 날의 회전속도는 5904 SFPM(30m/sec)로 고정한다. 절삭하는 도중에 3.5 갈론/분(38/ℓ/분)의 이동속도로 냉각수를 톱날에 가한다.
7in 톱날 시험의 결과는 내마모성 수치로 나타낸다. 이러한 수치는 절삭된 그라나이트의 양(in2)을 0.001in 의 평균날 반경 마모 값으로 나눔으로써 계산한다. 표준 환경조건하에서, 임의의 특정 시험 서열의 날에 의해 절삭된 그라나이트의 양을 0.010in 이상의 날의 반경 마모를 일으키는데 필요한 최소양으로 측정한다. 특정 내마모성 결과를 표Ⅳ 내지 Ⅶ에 나타낸다.
상기 데이터는 무전해전착된 외부 제2금속 피막을 갖는 다층 피막들을 지닌 입자가 전해 전착된 제2금속 피막을 갖는 입자 및 또한 비피복된 입자들에 비해 우수한 내마모성을 제공한다는 것을 나타낸다. 전해 전착된 코발트의 제2층을 갖는 다층 피막들의 일부는 단지 크롬 단일층만 갖는 유사한 입자들에 비해 우수한 내마모성을 제공한다.
상기 실시예들에 사용된 것들 대신에 일반적으로 상술된 반응물 및/ 도는 본 발명의 작동 조건들을 사용하여 상기 실시예를 유사하게 성공적으로 반복할 수 있다.
상기 기술내용으로부터, 본 발명에 숙련된 자라면 누구나 본 발명의 필수적인 특성을 쉽게 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 적용분야 및 조건들을 적절히 조절하여 다양한 변화 및 변형을 수행할 수 있다.

Claims (16)

  1. 다이아몬드 연마제의 표면에 화학적으로 결합된 하나의 균질한 탄화물-형성 금속 제1층 및 무전해 전착된 하난 이상의 탄화물-비형성 금속 제2층으로 필수적으로 이루어진 다층 피막을 갖는 다이아몬드 연마제를 포함하며 이때, 상기 탄화물-형성 제1층이 티탄, 하프늄, 지르코늄, 크롬, 바나듐, 규소 또는 이들의 탄화물, 붕화물 또는 질화물로부터 선택되고, 상기 탄화물-비형성 금속 제2층이 코발트/인, 철/인 또는 니켈/인을 포함하는 소결 금속 결합된 연마 공구에 사용하기에 적합한 연마 입자.
  2. 제1항에 있어서, 금속 제1층이 화학 증착(chemical vapor deposition) 또는 충진된 염착(packed salt deposition)에 의해 적층되는 연마 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄화물-비형성 금속 제2층의 양이 피복되지 않은 다이아몬드 연마 입자의 중량을 기준으로 10 내지 50중량%의 범위인 연마입자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무전해 전착된 2개의 상이한 탄화물-비형성 금속 제2층을 갖는 연마 입자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다이아몬드 연마 입자가 1내지 1500㎛범위의 평균 입자 크기를 갖는 연마 입자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄화물-비형성 금속 제2층이 코발트/인 또는 니켈/인을 포함하는 연마 입자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 제1층이 크롬 또는 티탄을 포함하는 연마 입자.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 크롬 금속 제1층이 0.1 내지 10㎛범위의 두께를 갖는 연마 입자.
  9. 화학 증착 또는 충진된 염착에 의해, 티탄, 하프늄, 지르코늄, 크롬, 바나듐, 규소 또는 이들의 탄화물, 붕화물 또는 질화물로부터 선택된 하나의 균질한 탄화물-형성 금속 제1층을 적층시키고, 무전해 전착에 의해, 코발트/인, 철/인 및 니켈/인으로부터 선택되는 하나 이상의 탄화물-비형성 금속 제2층을 적층시킴을 포함하는, 소결 금속 결합된 연마 공구에 사용하기 위한 피복된 다이아몬드 연마 입자의 제조방법.
  10. 9항에 있어서, 균질한 탄화물-형성 금속 제1층이 크롬으로 필수적으로 이루어지고, 상기 제1층을 개별적인 소결 단계없이 다이아몬드 연마 입자에 화학적으로 결합시키는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 탄화물-형성 금속 제1층을 0.1 내지 10㎛ 범위의 두께로 적층시키고, 상기 제2층을 피복되지 않은 다이아몬드 연마 입자의 중량을 기준으로 10 내지 50중량% 범위의 양으로 적층시키는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 2개의 상이한 제2층을 무전해 전착에 의해 적층시키는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제2층을 니켈 하이포포스파이트 또는 코발트 하이포포스파이트 용액중 하나 이상으로부터 적층시키는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 피복된 다이아몬드 연마 입자들을 소결가능한 금속과 혼합하고, 이 혼합물을 주위온도에서 압착시켜 목적하는 형상의 고형 덩어리를 형성시키고, 이 고형 덩어리를 상기 소결가능한 금속을 소결시키기에 충분히 높은 온도로 가열시키는 추가의 단계를 포함하는 방법.
  15. 소결된 금속 매트릭스 및 제1항 또는 제2항의 다층 피복된 다이아몬드 연마 입자를 포함하는 연마 공구.
  16. 제15항에 있어서, 톱날용 삽입체인 연마 공구.
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