KR100263787B1 - 개량된 초 연삭재 도구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코어와, 상기 코어에 부착되는 연삭성 세그먼트를 포함하는 연삭재 도구에 관한 것으로서, 연삭성 세그먼트는 본드 재료와 초연삭재성 그레인을 포함하고, 세그먼트는 둘레를 따라 이격되는 2개 이상의 영역을 포함하며, 초연삭재성 그레인은 상기 영역 내에서 고밀도 및 저 밀도로 번갈아서 분산되는 연삭재 도구에 관한 것이다.
본 발명은 또한 코어와, 상기 코어에 부착되는 연삭성 세그먼트를 포함하는 연삭재 도구에 관한 것으로서, 연삭성 세그먼트는 본드 재료와 초연삭재성 그레인을 포함하고, 세그먼트는 둘레를 따라 이격되는 2개 이상의 영역을 포함하며, 초연삭재성 그레인은 상기 영역이외의 모든 영역 내에서 고밀도 및 저 밀도로 번갈아서 분산되는 연삭재 도구에 관한 것이다.

Description

개량된 초연삭재 도구
종래의 경우에는 화강암이나, 대리석이나, 합성 콘크리트나, 아스팔트 등의 단단한 물질은 초연삭재용 톱날 블레이드를 사용하여 절단하였다. 그와 같은 블레이드는 세그먼트의 형태로 된 것이 잘 알려져 있다. 상기 블레이드는 다수의 이격된 세그먼트가 구비된 원형의 강철 디스크를 포함한다. 세그먼트 도구는 금속 매트릭스(matrix) 내에서 무작위로 퍼져있는 연삭용 그레인을 함유하고 있다. 그와 같은 세그먼트 도구의 성능은 절단 속도와 도구의 수명에 따라 결정된다. 상기 절단 속도는 주어진 도구가 특별한 형태의 재료를 얼마나 빠르게 절단하느냐에 따라 결정되고, 도구의 수명은 블레이드의 절단 수명을 말한다.
불행하게도, 상기 세그먼트 연삭용 절단도구의 성능은, 조건들 중 한개만이 선택되어야 하기 때문에, 동시에 달성할 수 없는 상기 조건들에 따라 그 성능이 제한받는다. 즉, 빠른 절단 블레이드는 수명이 길지 않고, 긴 수명의 절단 블레이드는 아주 낮은 절단 성능을 갖는다. 이러한 종래 기술의 절단 블레이드에 따른 문제점은 연삭용 그레인을 수용하는 매트릭스가 절단 속도 및 블레이드 수명에 강한 영향을 준다는 사실에 기인된 것이다.
예를 들어 금속 본드에서, 철 본드와 같이 단단한 매트릭스는 더욱 양호한 연삭용 그레인을 수용하여 절단 블레이드의 수명을 개선시킨다. 이것은 연삭용 그레인이 무디어지는 것을 허용하여, 상기 각각의 연삭용 그레인의 수명을 증가시키지만, 이것에 의해 절단 속도는 감소된다. 이와 반대로, 예를 들어 청동 본드와 같이 연한 매트릭스의 경우는 연삭용 그레인이 보다 쉽게 상기 매트릭스로부터 빠져나오고, 이것에 의해 절단 속도가 증가된다. 그러나, 절단면에서 날카로운 새연삭용 그레인이 보다 쉽게 노출되기 때문에, 상기 각각의 연삭용 그레인의 수명이 감소된다.
따라서, 본 발명의 목적은 절단 속도와 도구의 수명을 동시에 개선한 세그먼트 초연삭재 도구를 생산하는데 있다. 또한, 상기 목적 결과를 달성하기 위해, 상기 초연삭재용 그레인을 선택적으로 집중시킨 초연삭재용 세그먼트를 생산하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.
본 발명은 다이아몬드(diamond)나, 입방체의 질화붕소(cubic boron nitride, CBN) 또는 아산화붕소(BxO) 등의 초연삭재용 그레인(grain)을 포함하는 회전바퀴형 세그먼트(segment) 등의 초연삭재 도구에 관한 것이다.
본 발명은 코어와, 상기 코어에 부착되는 연삭용 세그먼트를 포함하는 연삭재 도구에 관한 것으로, 상기 연삭용 세그먼트는 본드 재료와, 초연삭재용 그레인을 포함하고, 또한 상기 세그먼트는 둘레를 따라 이격되는 2개 이상의 영역을 포함하며, 상기 초연삭재용 그레인은 상기 영역에서 고밀도 및 저밀도로 번갈아서 분산되는 연삭재 도구에 관한 것이다.
본 발명은 코어와, 상기 코어에 부착되는 연삭용 세그먼트를 포함하는 연삭재 도구에 관한 것으로, 상기 연삭용 세그먼트는 본드 재료와, 초연삭재용 그레인을 포함하고, 또한 상기 연삭용 세그먼트는 둘레를 따라 이격되는 2개 이상의 영역을 포함하며, 상기 초연삭재용 그레인은 상기 영역외의 모든 영역에서 번갈아서 분산되는 연삭재 도구에 관한 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 세그먼트로 구성된 세그먼트 연삭용 블레이드를 도시한 부분 측면도.
제2도는 본 발명에 따른 둘레를 따라 이격된 영역이 구비되며, 상기 영역이 외의 모든 다른 영역에서 초연삭재용 그레인이 번갈아서 분산되는 연삭용 세그먼트를 도시한 사시도.
제3도는 본 발명에 따른 둘레를 따라 이격된 영역이 구비되며, 상기 영역에서 초연삭재용 그레인이 고밀도 및 저밀도로 번갈아서 분산되는 연삭용 세그먼트에 대한 또다른 실시예를 도시한 사시도.
본 발명은 코어와, 상기 코어에 부착되는 연삭용 세그먼트를 포함하는 연삭재 도구에 관한 것으로, 상기 연삭용 세그먼트는 본드 재료와 초연삭재용 그레인을 포함하고, 또한 상기 연삭용 세그먼트는 둘레를 따라 이격되는 2개 이상의 영역을 포함하며, 상기 초연삭재용 그레인은 상기 영역에서 고밀도 및 저밀도로 번갈아서 분산되는 연삭재 도구에 관한 것이다.
연삭재 도구의 코어는 수지, 세라믹, 또는 금속을 재료로 하여 미리 형성된다. 본드 재료와 초연삭재용 그레인을 포함하는 연삭용 세그먼트가 상기 코어에 부착된다. 예를 들어, 연삭재 도구는 코어 비트 또는 절단 톱니 블레이드가 될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 양호한 실시예에 대한 회전 연삭용 회전바퀴 혹은 블레이드(10)를 도시한 것이다. 상기 연삭용 회전바퀴(10)에는 미리 만들어진 금속 지지수단을 구비하며, 센터 혹은 코어(12)는 통상적으로 강철을 재료로 만들어진 예정된 반경과 두께의 벽을 포함한다. 상기 강철재의 커어(12)는 구동수단 혹은 기계의 샤프트를 수용하기에 적합한 중심 구멍(14)을 구비한다. 상기 샤프트 혹은 구동수단은 상기 중심 구멍(14)의 위로 장착되어 회전 구동된다. 다수개의 방사상 슬롯 (16)은 지지중심의 외부 둘레 표면으로부터 안쪽방향을 향해 반경 방향으로 연장되고, 연삭용 세그먼트(20)를 포함하는 벽의 연삭용 세그먼트 지지부분(18)에 끼어들어, 그 위에서 중심 축에 대하여 일정 각도를 이루며 이격된다. 도 2의 내부 결합 표면에 도시된 바와 같이, 상기 세그먼트는 비-절단성의 금속부(28)와 서로 등지고 있다.
각각의 연삭성 세그먼트 지지부분(18)은 외부 둘레 표면을 구비하며, 상기 외부 둘레 표면은 초기에 미리 형성된 연삭성 세그먼트(20)의 내부 표면과 결합되는 위치로 배치되고, 금속 지지벽의 지지부분(18)에 레이저광선 용융 웰딩, 전자선 용융 웰딩, 혹은 납땜에 의해 접착된다.
상기 연삭성 세그먼트(20)는 둘레 주변에 2개 이상의 이격된 영역을 포함하며, 여기서 초연삭재성 그레인은, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 이격된 영역 이외의 모든 영역에서 서로 교번적으로 번갈아 분산되는 방식으로 배치될 수 있다. 한편, 도 3을 참조하면, 상기 연삭성 세그먼트(20)는 둘레 주변에 2개 이상의 이격된 영역을 포함하며, 여기서 고밀도 및 저밀도의 초연삭재성 그레인이 상기 이격된 영역 이외의 모든 영역에서 서로 교번적으로 번갈아서 분산되는 방식으로 배치될 수 있다. 상기 초연삭재성 그레인이 모든 다른 영역에서 서로 교번적으로 번갈아 분산되는 방식으로 배치되는 곳에서 양호한 실시예가 존재하며, 이것은 도 2에서 도시되어 있다.
또한, 도 2에서, 상기 연삭성 세그먼트(20)가 모든 다른 영역에서 서로 번갈아서 분산되는 연삭성 그레인들을 구비한 영역들로 분할된다는 것도 알 수 있다. 본 예에서, 상기 연삭성 그레인을 포함하는 영역들은 부호 (1, 3, 5)로 표기되었고, 상기 영역들(1, 3, 5)은 본드 만을 포함하는 영역들(2, 4)과 서로 교번적으로 번갈아서 분산된다. 단위 연삭성 세그먼트 당 대략 3개 내지 25개의 영역들로 형성된 것이 양호하며, 대략 7개 내지 15개의 영역으로 형성된 것이 더욱 양호하다.
양호한 실시예에서, 예를 들어 도 2에서 도시된 영역들(1, 2, 3, 4, 5)과 같이, 연삭성 세그먼트를 가로지르는 각각의 영역들은 같은 치수의 크기를 하지만, 본 발명의 목적상, 상기 영역들은 반드시 동등한 크기로 될 필요는 없다. 상기 영역들은 사용 목적과 응용성에 따라, 특정 용도로 사용되는 연삭성 회전바퀴의 특성을 개량시키기 위하여 변경될 수 있다. 그러나, 세그먼트의 연장 모서리 상의 영역에서 연삭성 그레인이 포함되는 것이 양호하다.
이러한 세그먼트 구조에서는 더 빠른 절단 속도와 더 연장된 도구의 수명이 동시에 허용된다. 연삭재가 없거나 적게 포함된 영역에서는 그 강도가 약하기 때문에, 세그먼트에서 이 부분이 더 빠르게 마모되어, 연삭성 세그먼트에서 더 고밀도의 다이아몬드를 포함하는 영역을 노출시킨다. 하부 접촉 면적을 갖는 연삭성 세그먼트는 더 빠르게 절단하는 경향이 있고, 더 고밀도의 다이아몬드를 갖는 영역은 상기 고밀도 때문에 더 작게 마모된다.
도 3에서는 본 발명의 또다른 변형을 제시한 것으로서, 초연삭재성 그레인의 밀도는 각 영역들 사이에서 연속적으로 변화하기도 하고, 상기 각 영역들 사이의 밀도가 갑자기 떨어지는 형태의 불연속적으로 변화하기도 한다. 상기 초연삭재성 그레인의 밀도가 연삭성 세그먼트의 영역들 사이에서 연속적으로 변화한다. 면, 높고 낮은 밀도를 가진 영역들의 경계는 다음의 방법에 의해 결정된다. 먼저, 연삭성 그레인들의 최대 밀도와 최소 밀도를 연삭성 세그먼트의 전반에 걸쳐서 측정한다. 이 측정은 상기 세그먼트의 전반적인 영역에서 매 1mm 간격 마다 밀도를 측정하고, 상기 영역에서 연속적으로 그것의 백분률을 산출함으로써 수행된다. 여기서, 측정된 최소치와 최대치에 대한 간격의 중심점을 찾는다. 이때, 초연삭재 밀도에서 인접 최소치들과 최대치들의 중심점들 사이 영역을 분할함으로써, 인위적인 경계가 만들어진다.
인접 인위적인 경계선들 사이의 체적에서 각각의 영역이 정의되고, 본 명세서의 목적상, 이 영역들을 "정의된 영역"이라 부르기로 한다. 상기 연삭 세그먼트내의 다이어몬드 밀도는 X 체적 백분률(이 값은 연삭 세그먼트 내의 초연삭재 그레인의 체적을 연삭 세그먼트의 전체 체적으로 나누어줌으로써 계산된다.)이고, 고밀도의 영역들과 저밀도의 영역들은 다음과 같이 정의된다. 즉, 고밀도 영역들은 위에서 설명된 바와 같이, 초연삭재성 그레인의 밀도가 정의된 영역 전체에 대하여 2X 용량 백분률보다 큰 영역으로서 정의되며, 4X 용량 백분률보다 더 큰 것이 양호하고, 8X 용량 백분률보다 더 크면 더욱 양호하다. 한편, 저밀도 영역들은 위에서 설명딘 바와 같이, 초연삭재성 그레인의 밀도가 정의된 영역 전체에 대하여 0.5X 용량 백분률보다 큰 영역으로서 정의되며, 0.25X 용량 백분률보다 더 큰 것이 양호하고, 0.12X 용량 백분률보다 더 크면 더욱 양호하다.
초연삭재성 그레인의 밀도가 연삭성 세그먼트의 영역들 사이에서 불연속적으로 변화하거나, 거의 불연속에 가깝도록 변화한다면, 상기 영역들에 대한 경계선들은 밀도가 불연속적으로 또는 띄엄 띄엄하게 떨어지는 것으로서 정의된다. 이와 같이 밀도가 불연속적으로 또는 띄엄 띄엄하게 떨어지는 간격은 세그먼트의 1mm에 걸친 밀도의 2X 용량 백분률의 감소로서 X 용량 백분률의 전반적 밀도를 가진 연삭성 세그먼트 내에서 정의되며, 세그먼트의 1mm에 걸친 밀도의 4X 용량 백분률의 감소로서 X 용량 백분률의 전반적 밀도를 가진 연삭성 세그먼트 내에서 정의되는 것이 더욱 양호하다. 상기 영역들은 다시, 상기 연삭성 세그먼트의 전반에 걸친 밀도에서 불연속하거나 띄엄 띄엄한 감소의 중심점을 측정하여, 이 중심점을 인접 영역들의 경계로 간주함으로써 측정될 수 있다.
양호한 실시예에서, 상기 세그먼트에서의 본드는 금속으로 만들어진 본드(26)이다. 예를 들어, 상기 금속본드(26)와 비-절단성 금속부분(28)은 코발트, 철, 청동, 니켈 합금, 탄화 텅스텐, 붕화 크롬, 그리고 이것들의 화합물을 포함한다. 또한, 상기 본드는 수지 또는 유리 코어(core)를 본딩하기 위한 유리 또는 수지가 될 수 있다.
세그먼트는 초연삭재성 그레인을 대략 1.0 내지 대략 25 체적 백분률로서 포함하며, 대략 3.5 내지 11.25 체적 백분률이면 더욱 양호하다.
초연삭재성 그레인의 평균 입자 크기가 대략 100㎛ 내지 1200㎛인 것이 양호하며, 대략 250㎛ 내지 900㎛ 이면 더욱 양호하며, 대략 300㎛ 내지 650㎛이면 가장 양호하다.
상기 세그먼트에 부차적인 연삭재가 더해질 수도 있다. 예를 들어, 상기 부차적인 연삭재에 대한 예로서, 탄화 텅스텐, 알루미나, 졸-겔 상태의 알루미나, 탄화 규소, 질화 규소 등과 같은 재료를 포함한다. 그와 같은 역삭재들은 초연삭재의 고밀도 영역, 또는 저밀도 영역에 첨가될 수 있다.
양호한 연삭성 세그먼트는 성형 및 소성에 의해 제조된다. 연삭성 세그먼트는 다음의 2 단계를 거쳐서 성형된다. 1 단계로서, 고밀도를 포함하는 세그먼트 영역에 대한 오목부와 비-절단 금속 부분(28)을 포함하는 캐비티가 구비된 성형틀이 채워진다. 먼저, 고밀도의 초연삭재를 포함하는 영역에 대한 오목부는 금속 본드 분말과 초연삭재용 그레인을 포함하는 혼합물로 채워지고, 그 후 상기 오목부가 완전히 채워졌을 때, 아무런 연삭재가 포함되지 않은 금속 분말이 비-절단 금속 부분에 대한 오목부를 채우게 된다. 그리고 나서, 성형틀은 그 속의 혼합물을 소결(燒結)시키기 위해 사용되는 금속의 용융점보다 낮은 온도로 달구어진다.
그후, 소결체는 상기 성형틀로부터 분리되어, 세그먼트 모양의 캐비티를 구비한 또다른 성형틀 속에 위치된다. 그로 인해 고밀도의 초연삭재성 그레인을 포함하는 영역들 사이에 오목부가 만들어진다. 이러한 오목부들은 저밀도의 초연삭재성 그레인을 포함한, 또는 초연삭재성 그레인이 포함되지 않은 느슨한 분말로 채워진다. 그리고, 상기 성형틀은 압력이 가해진 상태에서 동시에 불로 달구어지는데, 이때의 가열 온도와 압력은 이론적 밀도를 85% 이상으로 달성하도록 선정되어야 하며, 상기 이론적 밀도가 95% 이상으로 되면 더욱 양호하다. 상기 세그먼트는 테이프 캐스팅 또는 주입 성형 등 기술분야에서 숙달된 당업자들에게 잘 알려져 있는 또다른 기술을 통하여 제조될 수도 있다.
기술분야에서 숙달된 당업자들이 본 발명에 대한 실시를 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여, 다음 몇가지 실시예들을 도시적인 방법으로 제시하였으며, 상기 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 기술 실시의 설명에 대한 유용한 부가적인 정보는 여기에 인용된 각각의 참조 자료와 특허 자료에서 찾을 수 있으며, 이것들이 참고자료로서 인용되었다.
[예 1]
두개의 블레이드에서의 절단 속도와 마모에 대한 테스트가 수행되었다. 상기 두개의 블레이드는 모두 합성의 금속 본드 다이아몬드(SDA100+ 급)를 4 용량 백분률로 포함하는 연삭성 세그먼트를 포함한다. 상기 블레이드들은 직경이 40.64cm(16 inch)이고, 0.38cm(0.150 inch)의 절단 경로(커어프, kerf)를 갖는다.
컨트롤 블레이드의 세그먼트에는 청동 본드가 사용된다. 상기 2개의 블레이드 모두에 사용되는 다이아몬드 연삭재는 30/40 그릿 다이아몬드(429 ㎛ 내지 650 ㎛)이다. 상기 다이아몬드 연삭재는 상기 컨트롤 블레이드에 사용되는 세그먼트내에서 무작위로 분포된다. 상기 블레이드는 연삭재가 포함되지 않은 5개의 영역에 의해 교번적으로 분리되는 6개의 다이아몬드 영역을 포함하는 본 발명에 따른 세그먼트로서 만들어진다. 다이아몬드 영역 내의 매트릭스는 대략 철의 무게 45%와 청동의 무게 55%를 포함하는 합금으로 형성된다. 연삭재가 거의 포함되지 않는 영역 내의 매트릭스는 청동 본드이다. 다이아몬드 연삭재는 상기 철-청동 합금 매트릭스에 있는 6개의 다이아몬드 영역 내에 분포되어 있다.
1.27cm(1/2inch) 리바(rebar)로 보강된 화강암 골재의 경화 콘크리트의 석판에 대하여 상기 블레이드가 테스트된다. 상기 블레이드에 대하여, 24.03cm-meter/minute(3inch-feet/minute)의 일정한 절단율로 3204cm-meter(400inch-feet)의 콘크리트를 절단하는 테스트가 수행된다. 상기 절단율은 컨트롤 블레이드의 최대 절단율이 되도록 조정된다. 이것은 모터가 정지하게 되는 지점까지 컨트롤 블레이드의 절단율을 조정함으로써 수행된다(이 회로는 10kW에서 시동된다). 더 높은 절단율이 사용될지라도, 본 발명에 따른 블레이드는 24.03cm-meter/min(3inch-feet/minute)로 작동한다.
이때, 컨트롤 블레이드는 0.0339cm(0.0134inch) 만큼 마모되었고, 본 발명에 따른 블레이드는 단지 0.0091cm(0.0036inch) 만큼만 마모된 것으로 측정되었다. 이 테스트 결과는 종래 기술에 따른 블레이드에 대한 최고 절단 속도에서, 본 발명에 따른 블레이드는 종래의 블레이드보다 수명이 350%를 능가하는 것으로 나타났다.
[예 2]
블레이드를 비교하는 또다른 방법은 냉각제 없이 일정한 피드(feed) 비율에서 콘크리트를 절단시키는 것을 포함한다. 이때 사용된 테스트는 불량한 절단부의 갯수를 결정하는 것을 포함한다. 본 예에서, 컨트롤 블레이드와 본 발명에 따른 블레이드를 비교하였다.
본 테스트에서 사용된 3개의 블레이드는 모두 직경이 22.86cm(9inch)이고, 절단 경로(커어프)는 0.241cm(0.095inch)이다. 상기 블레이드의 세그먼트에는 모두 3.5 용량 백분률 다이아몬드를 포함한다. 상기 모든 블레이드에 사용되는 다이아몬드 연삭재는 30/40그릿 다이아몬드(429㎛ 내지 650㎛)이다. 표준 #1로서 알려진 컨트롤 블레이드의 세그먼트는 100% 코발트를 포함하는 본드에 사용된다. 표준 #2로서 알려진 컨트롤 블레이드의 세그먼트는 철의 무게 60%와, 청동의 무게 25%와, 코발트의 무게 15%를 포함하는 본드에 사용된다. 상기 컨트롤 블레이드에 사용되는 세그먼트 내에는 다이아몬드 연삭재가 무작위로 분포되어 있다. 상기 블레이드는 연삭재가 포함되지 않은 4개의 영역에 의해 교번적으로 분리되는 5개의 다이아몬드 영역을 포함하는 본 발명에 따른 세그먼트로서 만들어진다. 다이아몬드 영역 내의 매트릭스는 대략 철의 무게 45%와 청동의 무게 55%를 포함하는 합금으로 형성된다. 연삭재가 거의 포함되지 않는 영역 내의 매트릭스는 청동 본드이다. 다이아몬드 연삭재는 상기 철-청동 합금 매트릭스에 있는 6개의 다이아몬드 영역 내에 분포되어 있다.
테너시주 녹스빌에 위치한 써윙 시스템즈(Sawing Systems of Knox-ville, TN)에서 제조한 5마력 겐트리 톱니 모델 번호 제 541C호 제품상에서 상기 블레이드들이 구동된다. 상기 블레이드는 대략 5800rpm 으로 회전한다. 상기 블레이드에 의해 절단되는 토대는 30.48cm×30.48cm×5.08cm(12inch ×12inch ×2inch)의 노출된 디딤돌 로서, 상기 디딤돌은 3500psi 시멘트 내에 있는 0.635cm(1/4inch) 내지 1.27cm(1/2inch)의 강 바닥 자갈을 포함한다. 상기 디딤돌의 매질은 단단하거나 혹은 매우 단단한 것으로서 간주된다.
불량 절단부의 갯수는 회로 차단기가 시동되기 전에 블레이드가 지나간 횟수를 지시해준다. 이 테스트에 대하여, 상기 회로 차단기는 2.0kW에서 작동되도록 설치된다. 절단 깊이 2.54cm(1inch)로 0.8845meter/minute(2.9feet/minute)의 피드 비율에서 상기 톱날이 각각 지나침으로써, 3개의 블록들을 절단시킨다. 그보다 더 높은 파워에 대해서는 상기 블레이드의 절단 성능은 효과적이지 못하다. 표 1에서 제시된 바와 같이, 본 발명에 따른 블레이드를 사용하면 불량 절단부가 생성되지 않으며, 오히려 표준 블레이드에 대하여 가장 좋게 실시되는 절단부의 갯수가 대략 2배로 된 테스트 결과를 얻는다.
[표 1]
[예 3]
콘크리트 벽을 회전톱 블레이드로서 절단시키는 분야 테스트에서, 새 연삭성 세그먼트를 쿠션 컷 WS40(Cushion Cut WS40)으로서 알려진 표준 블레이드와 비교하였다. 상기 쿠션 컷 WS40은 캘리포니아 하우쓰런(Hawthorne, CA)에 있는 쿠션 컷(Cushion Cut) 사에서 생산된 제품이다. 상기 블레이드들은 모두 직경이 60.96cm (24inch) 이고 절단 경로(커어프)가 0.475cm(0.187inch)로서, 상기 블레이드들은 20 마력 수압식(hydraulic) 회전톱(wall saw)에서 테스트된다.
컨트롤 블레이드의 세그먼트는 철 50%와 청동 50%의 합금으로 사용된다. 다이아몬드 용량 조각은 5.00%이다. 30/40 그릿 다이아몬드 (429㎛ 내지 650㎛)가 다이아몬드 연삭재로 사용된다. 상기 다이아몬드 연삭재는 컨트롤 블레이드에 사용되는 세그먼트 내에 무작위로 분포된다. 본 발명에 따른 세그먼트로서 제조되는 블레이드는 6개의 다이아몬드 포함 영역을 포함하며, 상기 6개의 다이아몬드 포함 영역들은 연삭재가 포함되지 않은 5개의 영역들에 의해 서로 분리되어 있다. 다이아몬드 영역 내의 매트릭스는 철 무게 45%와 청동 무게 55%를 포함하는 합금이다. 상기 연삭재가 포함되지 않은 영역 내에서의 매트릭스 청동 본드이다. 다이아몬드 용량 조각은 4.00%이다. 30/40그릿 다이아몬드(429㎛ 내지 650㎛)가 다이아몬드 연삭재로 사용된다. 상기 다이아몬드 연삭재는 철-청동 합금 매트릭스내에 있는 6개의 다이아몬드 포함 영역에서 분포된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 연삭 세그먼트를 포함하는 톱날은 (전체 절단시간을 기준으로 할 때) 41.89cm-meter/minute(5.23inch-feet/minute)의 절단 비율을 갖고, 또한 마모율은 25.79cm-meter/mil wear(3.22inch-feet/mil wear)로 나타났다. 또한, 본 발명과 비교되는, 다이아몬드를 포함하는 컨트롤 블레이드는(전체 절단 시간은 기준으로 할 때) 8.38cm-meter/minute(3.30inch-feet/minute)의 절단 비율을 갖고, 또한 145.78cm-meter/mil wear(18.2inch-feet/mil wear)의 마모율을 갖는다.
[예 4]
콘크리트 벽을 회전톱 블레이드로서 절단시키는 분야 테스트에서, 새 연삭성 세그먼트를 마이마스 W35(Dimas W35)으로서 알려진 표준 블레이드와 비교하였다. 상기 쿠션 컷 WS40은 일리노이스 프린스톤(Princeton, IL)에 있는 다이마스 인더스트리즈(Dimas Industries) 사에서 생산된 제품이다. 상기 블레이드들은 모두 직경이 60.96cm(24 inch)이고 절단 경로(커어프)가 0.559cm(0.220inch) 로서, 상기 블레이드들은 36 마력 수압식 회전톱에서 테스트된다.
컨트롤 블레이드의 세그먼트는 코발트 청동 본드로 사용된다. 다이아몬드조각 용량은 4.875%이다. 40/50그릿 다이아몬드(302㎛ 내지 455㎛)가 다이아몬드 연삭재로 사용된다. 상기 다이아몬드 연삭재는 컨트롤 블레이드에 사용되는 세그먼트 내에 무작위로 분포된다. 본 발명에 따른 세그먼트로서 제조되는 블레이드는 6개의 다이아몬드 포함 영역을 포함하며, 상기 6개의 다이아몬드 포함 영역들은 연삭재가 포함되지 않은 5개의 영역들에 의해 서로 분리되어 있다. 다이아몬드 영역 내의 매트릭스는 철 무게 45% 와 청동 무게 55%를 포함하는 합금이다. 상기 연삭재가 포함되지 않은 영역 내에서의 매트릭스는 구리 본드이다. 다이아몬드 조각 용량은 4.00%이며, 이것은 다이아몬드 영역에서 분산되어 있다. 30/40그릿 다이아몬드(429㎛ 내지 650㎛)가 다이아몬드 연삭재로 사용된다. 상기 다이아몬드 연삭재는 철-청동 합금 매트릭스 내에 있는 6개의 다이아몬드 영역에서 분포된다.
상기 블레이드는 철거하기 위해 절단되는 38.1cm(15inch) 두께의 강화 콘크리트 벽에서 테스트된다. 상기 콘크리트 벽은 소프트 골재에 매질을 갖춘 대략 6000psi 콘크리트로서 만들어진다. 상기 콘크리트는 30.48cm(12inch) 중심상에 있는 1.27cm(1/2inch) 리바로서 수평 및 수직의 양쪽 방향으로 재 강화된다. 36마력수압식 톱이 상기 벽을 절단하는데 사용된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 연삭 세그먼트를 포함하는 톱날은 (전체 절단시간을 기준으로 할 때) 19.54cm-meter/minute(2.44inch-feet/minute)의 절단 비율을 갖고, 또한 마모율은 462.98cm-meter/mil wear(57.8inch-feet/mil wear)로 나타났다. 또한, 본 발명과 비교되는, 다이아몬드를 포함하는 컨트롤 블레이드는 (전체 절단 시간을 기준으로 할 때) 14.58cm-meter/minute(1.82inch-feet/minute)의 절단 비율을 갖고, 또한 197.05cm-meter/mil wear(24.6inch-feet/mil wear)의 마모율을 갖는다.
본 발명의 생각과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 당 기술분야에서 숙달된 당업자들은 본 발명을 어려움 없이 실시할 수 있으며, 또한 본 발명에 대한 다양한 변화를 시도할 수 있을 것이다. 따라서 여기에 첨부된 특허 청구의 범위는 제시된 상세한 설명 및 실시예에 의해 제한되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 모든 잠재적인 신규성들을 모두 포함한다. 즉, 본 발명이 관여하는 기술분야에서 숙달된 당 업자들에 의해, 동등한 것으로서 취급될 수 있는 모든 형태의 것들을 모두 포함한다.

Claims (2)

  1. 코어(12)내의 방사형 슬롯들에 의해 한정된 다수개의 원주표면 부분(18)을 구비하는 코어(12)와; 상기 원주표면 부분(18)에 부착된 다수개의 연삭성 세그먼트 (20)를 포함하며, 상기 각각의 연삭성 세그먼트(20)는 본드 재료와 연삭성 그레인을 포함하고, 선단 엣지와 상기 원주표면 부분을 가로지르며 서로 번갈아서 평행하게 배치되는 1세트 이상의 제 1 영역(1, 3, 5) 및 제 2 영역(2, 4)을 구비하며, 상기 제 1 영역(1, 3, 5)에는 연삭성 그레인이 포함되고, 상기 제 2 영역(2, 4)에는 상기 연삭성 그레인이 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 연삭재 도구.
  2. 코어(12)내의 방사형 슬롯들에 의해 한정된 다수개의 원주표면 부분(18)을 구비하는 코어(12)와; 상기 원주표면 부분(18)에 부착된 다수개의 연삭성 세그먼트를 포함하며, 상기 각각의 연삭성 세그먼트는 본드 재료와 연삭성 그레인을 포함하고, 선단 엣지와, 상기 원주표면 부분(18)을 가로지르며 서로 번갈아서 평행하게 배치되는 1세트 이상의 제 1 영역 및 제 2 영역을 구비하며, 상기 제 1 영역의 중심선에서의 연삭성 그레인의 체적 백분률은 제 2 영역의 중심선에서의 연삭성 그레인의 체적 백분률의 2배 이상이고, 상기 연삭성 세그먼트는 레이저 광선 용융 웰딩과, 전자선 용융 웰딩과, 납땜중 어느 하나의 수단에 의해 상기 원주표면 부분(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연삭재 도구.
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