KR100201349B1 - 다이아몬드 공구용 세그먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이아몬드분말 지립을 유지하는 메탈본드분말에 다이아몬드분말 입자의 분포가 균등히 배열되게 형성함으로써 세그먼트의 품질 안정 및 성능 개선을 목적으로 창안된 다이아몬드 공구용 세그먼트에 관한 것이다.

종래에는 세그먼트를 성형하기전에 다이아몬드분말과 메탈본드분말을 믹싱하여 다이아몬드분말의 균등 분포를 꾀하였다. 그러나 상호 입자간의 결정체 형상과 크기 및 비중이 상이하여, 다이아몬드분말의 편석현상이 발생되어 완성된 세그먼트내에 다이아몬드분말이 몰려서 존재하는 등의 이유로 성능과 효율 및 수명에 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 다이아몬드분말 입자에 메탈본드분말을 코팅하여서된 알갱이로 믹싱공정이 없이 제조하거나, 또는 상기 알갱이와 같은 크기로 성형된 메탈본드분말 알갱이를 믹싱하여 제조한다. 이 때, 코팅되는 재료는 메탈본드분말중 다이아몬드와 메탈본드 양자간의 친화력을 만족하는 코발트(Co)로 코팅하여, 이 코팅된 알갱이와 메탈본드분말을 성형한 알갱이를 혼재하여 제조하거나, 메탈본드분말도 상기 다이아몬드분말에 코발트 코팅된 알갱이와 같은 크기로 성형하여 함께 믹싱하여 제조한다.

Description

다이아몬드 공구용 세그먼트

제1도는 종래의 부분 확대도.

제2도 (a)(b)는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예의 부분확대 단면도.

제3도는 (a)(b)는 본 발명의 제3실시예 및 다른 실시예의 부분확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11,31 : 다이 아몬드분말 12: 메탈본드분말

10,20,30 : 알갱 이

본 발명은 초연마재인 다이아몬드 공구용 세그먼트에 관한 것으로, 특히 다이아몬드분말 지립을 유지하는 메탈본드분말에 다이아몬드분말 입자의 분포가 균등히 배열되게 형성함으로써 세그먼트의 품질 안정 및 성능 개선을 목적으로 창안된 다이아몬드 공구용 세그먼트에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드분말을 함유시킨 세그먼트를 제조할 때, 다이아몬드 공구 특성에 따라 메탈본드분말과 다이아몬드분말을 소정 비율로 혼재하여 믹싱을 한 후, 이 믹싱된 분말을 금형에 넣고, 소정의 압으로 성형하여 일정 형상을 만든 후, 열소성을 함으로써 세그먼트를 완성한다.

그러나, 상기의 믹싱공정에서 통상 다이아몬드분말(1)은 그 크기가 300~600㎛에 비중이 3.52g/cc 정도이고, 메탈본드분말(2)은 Co, Ni, Bronze, Cu, Sn 등의 분말로써 각각 크기가 1∼100㎛ 범위로써, 상기 다이아몬드분말(1)과 비교하여 비교적 미세한 불규칙적인 크기들의 혼합분말로써 대략 전체의 비중이 8g/cc에 이른다. 따라서 상기 메탈본드분말(2)과 다이아몬드분말(1)은 결정체 형태와 크기 및 비중이 서로 상이함에 따라 이들의 믹싱시 다이아몬드분말이 균등분포되지 못하고 한쪽으로 쏠리는 편석현상이 나타나는 것으로 실험에 의하면 세그먼트간의 다이아몬드분말양의 편차가 10∼20%에 달한다. 따라서 이를 이용하여 세그먼트를 성형 및 소성했을 때 세그먼트내에 분포된 다이아몬드분말(1) 입자가 불균일할 수밖에없어, 사용할 때 응집된 다이아몬드분말(1)이 일순간에 탈락되어 절삭성을 발휘치 못하고 탈락소모되거나, 세그먼트가 불균일하게 마모됨으로써 공구 성능과 품질이 좋지않고, 내구성과 수명이 짧은 문제점이 있다. (제1도 참조)

따라서 본 발명에서는 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 다이아몬드분말과 메탈본드분말과의 믹싱공정시 균등한 분포로 혼재되게 함으로써, 금형에 상기 분말을 넣어 압축 성형하고 열소성하는 공정으로 완성되는 세그먼트에서 다이아몬드분말의 균등분포를 이루어 공구 성능을 일정하며 안정되게 한 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 미리 다이아몬드분말 입자에 메탈본드분말을 코팅하여서된 알갱이로 믹싱공정이 없이 제조하거나, 또는 상기 알갱이와 같은 크기로 성형된 메탈본드분말 알갱이와 다이아몬드분말 입자에 메탈본드분말을 코팅하여서된 알갱이를 함께 믹싱하여 제조한다. 이때, 코팅되는 재료는 메탈본드분말중 다이아몬드와 메탈본드 양자간의 친화력을 만족하는 코발트(Co)로 코팅하여, 이 코팅된 알갱이와 메탈본드분말을 혼재하여 제조하거나, 메탈본드분말도 상기 다이아몬드분말에 코발트 코팅된 알갱이와 같은 크기로 성형하여 함께 믹싱하여 제조함으로써, 보다 균등한 다이아몬드분말 입자 배열을 갖는 세그먼트를 완성한다.

이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예를 살펴보면, 제2도(a)에서와 같이 다이아몬드 공구에 부착설치되는 세그먼트는 대게 300∼600㎛크기의 다이아몬드분말을 사용하는데, 필요 입자 크기의 다이아몬드분말(11)을 선택하여 이 입자에 소정두께로 메탈본드분말(12)을 코팅하여, 일정크기로 한 알갱이(10)들을 이용하여 믹싱공정이 필요없이 성형하여, 소성함으로써 다이아몬드분말(11)이 매우 규직척으로 배열된 세그먼트를 생산할 수 있도록 한다.

그리고,본 발명의 제2실시예로써 상기 제1실시예에서 보다는 다이아몬드분말 입자의 분포균등도가 보다 낮아지지만 다이아몬드분말의 지립간의 분포 간격을 넓힐 필요가 있을 때의 양호한 실시예로써 제2도(b)에서와 같이 다이아몬드분말(11)에 코팅한 알갱이(10)와 메탈븐드분말을 성형한 알갱이(20)를 믹싱하여 금형에 넣어 압축성형 및 열소성해서 이루어진다. 이때 , 상기 알갱이(10,20)들은 서로 같은 크기로 형성됨으로써 믹싱시 각 알갱이(10,20)간의 분포를 고르게 함으로써 다이아몬드분말(11)의 입자분포를 균등하게 한다.

한편, 상기 메탈본드분말의 코팅 두께는 다이아몬드분말(11)의 입자 크기가 400㎛(0.4mm)일 때 0.1∼1.3mm 두께 비율로 코팅되게 함이 바람직 하다. 이는 코팅두께가 0.1mm 이하일 때에는 다이아몬드분말(11) 입자를 유지하는 본드기능이 약화되기 때문이고, 1.3mm 이상으로는 기본적으로 코팅하기가 어려운 기술적 문제점이 있기 때문이다.

그리고 본 발명의 제3실시예로써 제2도(a)에서와 같이 다이아몬드분말(31)에 비교적 다이아몬드 대 메탈본드와의 친화력이 높은 코발트(Co)를 코팅하여, 상기 코발트 코팅된 알갱이(30)와 같은 크기로 메탈분말을 성형한 알갱이(20)를 혼재하여 금형에 넣고 압축성형 및 열소성하여서 된다.

이때, 제 3 실시예의 다른 실시예로써, 제3도(b)에서와 같이 다이아몬드분말(31)에 코발트(Co)를 코팅한 알갱이 (30)에 메탈본드분말(2)을 믹싱하여 상기와 같은 방식으로 다이아몬드 공구용 세그먼트를 완성할 수도 있다.

이상과 같이 제조되는 본 발명의 작용효과를 살펴보면, 제1실시예에서는 다이아몬드분말(11)에 메탈본드분말(12)이 코팅된 알갱이(10)만을 사용하기 때문에 별도의 믹싱공정이 필요없이 매우 균등한 다이아몬드분말 분포도를 갖는 세그먼트를 얻을 수 있는 것으로, 세그먼트간의 다이아몬드분말(11) 분포 편차가 거의 없다.

따라서, 세그먼트의 형성 공정에서 다이아몬드분말이 편중되는 현상이 발생되기 않아 다이아몬드 공구 성능을 대폭 향상시키는 작용을 갖는다.

한편, 제2실시예에서는 알갱이(10)들에 의해 필요 이상으로 다이아몬드분말의 분포도가 높을 시에는 다이아몬드분말(11)의 입자 간격을 넓히기 위해 메탈본드분말(12)을 성형한 알갱이(20)를 혼재하여 믹싱하므로서 이를 만족하면서 비교적 균등한 다이아몬드분말(11) 분포도를 얻을 수 있다.

또한, 제3실시예에서와 같이 다이아몬드분말(31) 대 메탈본드분말(12)과의 친화력이 양호한 코발트(Co)를 코팅함으로써, 메탈본드분말(12)에 비교적 값비싼 코발트의 함유량을 적게 하면서, 필요 부분에만 코팅함으로써 원가 절감 효과를 가지면서 같은 크기로 메탈본드분말(12)을 성형한 알갱이(20) 또는 제3도(b)와 같이 직접 메탈본드분말(12)과의 결합력을 증대하는데 보다 효과적이다.

본 출원인의 실험에 의하면 9인치의 휠경에 38^L×2.4^T×9^H크기의 세크먼트를 16개 부설한 공구로써, 콘크리트블럭 절단시험을 행한 결과 수명과 절삭성이 20~30% 향상됨을 확인하였으며, 세그먼트간의 다이아몬드분말양의 편차가 1~5%이내로 개선됨을 확인하였다.

이상과 같이 된 본 발명은 각종 다이아몬드 공구의 세그먼트를 형성하는 과정에거 고가의 다이아몬드분말의 세그먼트 내에서의 균등 배열과 세그먼트간의 함량 편차를 개선함으로써, 다이아몬드분말의 집중분포 등에 따른 사용할 때의 이탈을 해소하여 절삭 성능 및 수명을 대폭 개선하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다이아몬드분말(11)에 메탈본드분말(12)을 코팅하여 크기를 일정화한 알갱이(10)를 금형 내에서 압축 성형하여 열소성시켜서 다이아몬드공구용 세그먼트를 형성토록한 것에 있어서, 상기 알갱이(10)와, 메탈본드분말(12)을 알갱이(20)로 성형하여 혼재하되 상기 알갱이(10)(20)는 서로 같은 크기로 형성된 것을 특징으로 한 다이아몬드 공구용 세그먼트.
2. 제1항에 있어서, 다이아몬드분말 입자 크기가 0.3∼0.6mm일 때 0.1 ∼1.3mm의 두께로 메탈본드를 코팅해서 된 것물 특징으로 한 다이아몬드 공구용 세그먼트.
3. 제1항에 있어서, 다이아몬드분말(31)에 코발트(Co)를 코팅하여서 된 알갱이(30)와 메탈본드분말(12)을 믹싱하여서 된 것을 특징으로 한 다이아몬드 공구용 세그먼트.
4. 제3항에 있어서, 상기 알갱이(30)와, 이 알갱이와 같은 크기로 성형된 메탈본드분말(12) 알갱이(20)를 믹싱하여서 된 것을 특징으로 한 다이아몬드 공구용 세그먼트.