KR100367890B1 - 랩핑/폴리싱 휠 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 피연마재를 연마하는 랩핑(Lappimg)/폴리싱(Polishing) 휠 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 그 목적은 비트리우스 본드, 다이아몬드 파우더, 탄화가리소 미분, 호도껍질 분말, 증류수 등을 이용하여 혼합하고 그를 열풍건조와 소성과정을 거쳐 강도 및 수명 향상과 제조단가를 낯출 수 있도록 한 랩핑/폴리싱 휠을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 피연마재를 연마하는 랩핑/폴리싱 휠을 제조함에 있어서, 비트리우스 본드 : 43 ∼ 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25 ∼ 37wt%, 탄화가리소 미분 : 5 ∼ 15wt%, 호도껍질 분말 : 5 ∼ 15wt%, 증류수를 혼합하는 공정; 상기 혼합물을 형성용기에 투입하고 그를 열풍건조하는 공정; 상기 열풍건조물을 성형용기로부터 인출하고 이를 일정한 온도로 소성하는 공정;이 포함된 랩핑/폴리싱 휠 제조방법을 특징으로 한다.

Description

랩핑/폴리싱 휠 및 그 제조방법{Lappimg/Polishing Wheel and the manufacturing method thereof}

본 발명은 각종 피연마재를 연마하는 랩핑(Lappimg)/폴리싱(Polishing) 휠 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 피연마재를 연마하는 랩핑/폴리싱 휠을 비트리우스 본드, 다이아몬드 파우더, 탄화가리소 미분, 호도껍질 분말, 증류수 등을 혼합하고 이를 성형용기에 투입하여 열풍건조 후 그를 다시 소성함으로서 랩핑/폴리싱 휠의 강도 및 수명 향상과 제조단가를 낯출 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 랩핑/폴리싱이라 함은 피연마재의 표면을 평활하게 연마하는 방법의 일종이며, 상기 피연마재의 표면을 회전하는 정반이나 버프(Buff)(이하 랩핑/폴리싱 휠이라 통칭함)의 표면에 분말상의 연마보조제를 뿌리며 긴밀히 접촉시켜 마찰되게 하므로서 그 마찰력에 의해 상기 피연마재의 표면이 연마되게 함은 물론, 그 연마면이 평활도를 유지하게 하는 것이다.

종래의 랩핑/폴리싱 휠 제조방법은 일정크기의 입자를 얻기 위해 분쇄된 규소와 점토 및 다이아몬드를 채로치는 단계; 상기 각각의 분말을 계량하여 물과 함께 혼합기에 투입하고 반죽하는 단계; 상기 반죽물을 금속재로 된 금형에 투입하고 그를 프레스기를 이용하여 가압 성형하는 단계; 상기 가압성형된 성형품을 소성하는 단계로 이루어져 제조된다.

이와 같은 방법으로 제조된 종래의 랩핑/폴리싱 휠은 규소, 점토, 다이아몬드 등의 결합력이 떨어져 쉽게 부서지는 문제점이 발생함은 물론, 금속재로 된 고가의 금형과 프레스기를 사용하기 때문에 경제성이 떨어지고 또 제조단가가 상승되는 요인이 되었다.

그리고 상기 랩핑/폴리싱 휠을 이용하여 피연마재의 표면을 가공하기 위해서는 그 피연마재의 표면과 랩핑/폴리싱 휠을 접촉시켜야 하고 그 접촉시에는 피연마재의 마찰열 냉각과 연마력 향상을 위하여 물과 연마보조제를 투입하면서 상기 피연마재의 연마정도를 수시로 육안 확인한다.

그러나, 상기 피연마재의 연마할 때에는 그 연마부위를 수시로 확인하여야 하며, 그 연마부위를 확인할 때마다 연마력 향상을 위하여 투입된 연마보조제가 상기 피연마재의 연마부위에 묻어있으므로 연마부위 확인이 곤란하여 연마보조제를 물로 세척한 후 확인해야 하며, 이러한 번거로움으로 인하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 근래에는 상기와 같은 문제점을 해소하고자 금속재(주철)로 된 정반의 상면에 다이아몬드 분말을 골고루 분포시킨 후 니켈로 전착시킴으로서 상기 전착된 다이아몬드 분말이 정반의 상면에 엠보싱(미세한 요철)형태로 돌출되게 형성된 랩핑/폴리싱 휠을 마련하였다.

이와 같이 마련된 상기 랩핑/폴리싱 휠은 피연마재를 연마하는 다이아몬드 분말의 접착 강도는 어느정도 향상되었다고 볼 수 있으나 상기 피연마재를 연마하고자 돌출된 다이아몬드 입자의 표면에 피연마재의 표면을 접촉시키게 되면 그 돌출된 다이아몬드 입자의 표면이 쉽게 무뎌지면서 연마력이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 상기 다이아몬드 입자의 표면이 무뎌지면서 발생하는 더스트가 요철부분을 메워주므로 상기 피연마재의 표면을 연마하는 랩핑/폴리싱 휠의 표면이 평탄면이 되어 랩핑/폴리싱 휠로서의 기능을 수행하지 못하므로 새로운 랩핑/폴리싱 휠로 교체한 후 사용해야 하는 경제적인 부담이 었었으며, 필수적으로 물과 연마보조제를 사용해야 함으로 그에따른 중금속의 폐수가 다량 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 비트리우스 본드, 다이아몬드 파우더, 탄화가리소 미분, 호도껍질 분말, 증류수 등을 혼합하여 혼합물을 만들고 그를 형성용기에 투입하여 열풍건조 한 다음 그 건조물을 다시 소성하므로서 랩핑/폴리싱 휠의 강도 및 수명 향상은 물론, 고정도의 피연마재 표면을 제공할 수 있는 랩핑/폴리싱 휠을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명의 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 각종 피연마재를 연마하는 랩핑/폴리싱 휠을 제조함에 있어서, 비트리우스 본드 : 43 ∼ 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25 ∼ 37wt%, 탄화가리소 미분 : 5 ∼ 15wt%, 호도껍질 분말 : 5 ∼ 15wt%, 증류수를 혼합하는 공정; 상기 혼합물을 형성용기에 투입하고 그를 열풍건조하는 공정; 상기 열풍건조물을 성형용기로부터 인출하고 그를 일정한 온도로 소성하는 공정;을 포함함을 특징으로 한다.

또 상기 혼합물의 형성용기는 아크릴 또는 플라스틱재 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하고, 상기 열풍건조물의 소성온도는 450 ∼ 1100℃임을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 비트리우스 본드 : 43 ∼ 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25 ∼ 37wt%, 탄화가리소 미분 : 5 ∼ 15wt%, 호도껍질 분말 : 5 ∼ 15wt%, 증류수를 혼합하는 공정; 상기 혼합물을 형성용기에 투입하고 그를 열풍건조하는 공정; 상기 열풍건조물을 성형용기로부터 인출하고 그를 일정한 온도로 소성하는 공정;으로 제조된 랩핑/폴리싱 휠을 특징으로 한다.

이와같은 특징을 갖는 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠 제조방법에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠을 제조하는데 사용되는 각 성분들에 대해서 설명하면 다음과 같다.

비트리우스 본드(Vitreous Bond) : 알루미나계 결합제로서 점성이 강하며 응고시 경도가 높아 각종 광물질이나 무기물질을 접착시키는데 사용된다.

다이아몬드 파우더(Diamond Power) : 탄소 결정체로서 강도가 매우 강하여 각종 광물질이나 무기물질을 연마하는 연마재를 제조할때에 분말형태로 사용된다.

탄화가리소 분말 : 결합제의 역활과 함께 각종 광물질이나 무기물질을 연마할때 보조제 역할을 수행한다.

호도껍질 분말 : 소성작업시 연소되는 것으로 랩핑/폴리싱 휠의 기공성을 확보하는 역활을 한다.

이와 같은 작용을 하는 각 성분들을 이용한 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠을 제조하는 과정은 먼저 비트리우스 본드 : 43 ∼ 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25 ∼ 37wt%, 탄화가리소 미분 : 5 ∼ 15wt%, 호도껍질 분말 : 5 ∼ 15wt% 에 소정량의 증류수를 투입하여 혼합액을 만들고 그 혼합액을 원하고자 하는 형상으로 성형된 아크릴 또는 플라스틱재의 용기에 투입한 다음 소정의 시간동안 열풍 건조하여 고체화 시키고 그를 다시 용기로부터 인출해내고 이를 450 ∼ 1100℃로 소성하면 랩핑/폴리싱 휠의 제조는 완료된다.

한편 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠을 제조할때에 증류수를 사용하는 이유는 증류수는 그 특성상 염분이나 기타 불순물이 없는 순수한 물이기 때문에 염분에 의한 결합제의 결합력 저하를 방지하고, 그 이외의 결합제 역활과 함께 각종 광물질이나 무기물질을 연마할때 보조제 역할을 하는 탄화가리소 분말과 호도껍질 분말의 순도를 저하시키지 않아 피연마물의 연마 효율을 향상시킨다.

상기 비트리우스 본드를 43 ∼ 55wt% 사용하는 이유는 43wt% 이하가 되면 랩핑/폴리싱 휠을 형성하는 각 성분들의 결합력이 저하되고, 55wt% 이상이 되면 랩핑/폴리싱 휠을 형성하는 각 성분들의 결합력은 좋아지나 비트리우스 본드가 기공성이 없는 유리질이므로 상기 랩핑/폴리싱 휠에 기공성이 확보되지 않고 피연마재의 절삭성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

상기 다이아몬드 파우더를 25 ∼ 37wt% 사용하는 이유는 25wt% 이하를 사용하면 랩핑/폴리싱 휠에 다이아몬드의 함량이 너무적어 피연마재의 연마력이 떨어지며, 37wt% 이상을 사용하면 랩핑/폴리싱 휠에 다이아몬드의 함량이 많아 피연마재의 연마력은 향상되나 상대적으로 비트리우스 본드의 함량이 감소되므로 결합력이 떨어지고 다이아몬드가 고가이므로 제조원가가 상승되는 문제점이 발생한다.

상기 탄화가리소 분말과 호도껍질 분말을 각각 5 ∼ 15wt% 사용하는 이유는 5wt% 이하를 사용하게 되면 상기 탄화가리소 분말과 호도껍질 분말 본연의 임무인 결합제 역활과 각종 광물질이나 무기물질 연마 효율을 목적하는 만큼 올릴 수 없고, 15wt% 이상을 사용하면 상기 결합제 역활과 각종 광물질이나 무기물질 연마가 과다하게 일어나는 문제점이 있다.

또한 상기 아크릴 또는 플라스틱재의 용기에 투입된 혼합물을 열풍 건조시키는 이유는 혼합액에 함유된 수분을 빠른 시간에 증발시켜 고체화시키기 위함이고, 상기 열풍의 온도는 혼합액이 고체화되면서 균열이 발생하지 않음은 물론, 상기 용기가 변형되지 않을 정도의 온도면 적당하다.

또 상기 고체화된 혼합물을 450 ∼ 1100℃로 소성하는 이유는 랩핑/폴리싱 휠에 함유된 수분을 완전히 제거하고, 상기 랩핑/폴리싱 휠의 강도를 향상시켜 내구성을 갖도록 하기 위함이고, 450℃ 이하가 되면 상기 랩핑/폴리싱 휠의 강도 및 내구성이 목적하는 만큼 유지되지 않고 1100℃ 이상이 되면 상기 랩핑/폴리싱 휠을 형성하는 성분들이 타버리거나 기화되는 문제점이 발생한다.

단 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠을 진공상태에서 소성하면 1100℃ 이상에서도 할 수 있으나 이때에는 상기 랩핑/폴리싱 휠의 강도가 너무 커지는 문제점이 있다.

또 상기 혼합물을 투입하여 고체화시키는 용기를 아크릴 또는 플라스틱재로 사용하는 이유는 재료구입이 용이하고 저렴하며 성형이 간편하여 제조단가를 다운시킬 수 있는 장점이 있어서 이다.

이하 본 발명에 의해 제조된 랩핑/폴리싱 휠의 제조를 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1)

본 발명은 비트리우스 본드 : 44wt%, 다이아몬드 파우더 : 36wt%, 탄화가리소 미분 : 10wt%, 호도껍질 분말 : 10wt%, 증류수를 혼합하고 그를 아크릴 또는 플라스틱재로 된 용기에 투입하여 연풍건조 한 후 그 건조물을 다시 450℃에서 소성하여 랩핑/폴리싱 휠을 제조한 결과, 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠은 종래의 랩핑/폴리싱 휠보다 결합력이 좋았고 사용수명이 2배이상 길었으며 피연마재의 평활도가 좋아 최종제품의 불량율이 현저하게 저하되었다.

(실시예 2)

본 발명은 비트리우스 본드 : 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25wt%, 탄화가리소 미분과 호도껍질 분말 및 증류수는 상기 실시예1과 동일한 량을 사용하여 혼합하고 그를 아크릴 또는 플라스틱재로 된 용기에 투입하여 연풍건조 한 후 그 건조물을 다시 600℃에서 소성하여 랩핑/폴리싱 휠을 제조한 결과, 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠과 종래 랩핑/폴리싱 휠의 효능차이는 상기 실시예1과 거의 비슷하였다.

(실시예 3)

본 발명은 비트리우스 본드 : 49wt%, 다이아몬드 파우더 : 31wt%, 탄화가리소 미분과 호도껍질 분말 및 증류수는 상기 실시예1과 동일한 량을 사용하여 혼합하고 그를 아크릴 또는 플라스틱재로 된 용기에 투입하여 연풍건조 한 후 그 건조물을 다시 1100℃에서 소성하여 랩핑/폴리싱 휠을 제조한 결과, 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠과 종래 랩핑/폴리싱 휠의 효능차이는 상기 실시예1 및 실시예2와 거의 비슷하였다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4는 본 발명에서 제시한 범주의 함량과 다른 상태로 비트리우스 본드 : 65wt%, 다이아몬드 파우더 : 15wt%, 탄화가리소 미분과 호도껍질 분말 및 증류수는 상기 실시예1과 동일한 량을 사용하여 혼합하고 그를 아크릴 또는 플라스틱재로 된 용기에 투입한 후 연풍건조 및 소성온도는 실시예2와 동일하게 하여 랩핑/폴리싱 휠을 제조한 결과, 랩핑/폴리싱 휠의 결합력은 향상되었으나 피연마재의 연마력이 떨어져 연마시간이 길어짐으로 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5는 본 발명에서 제시한 범주의 함량과 다른 상태로 비트리우스 본드 : 30wt%, 다이아몬드 파우더 : 50wt%, 탄화가리소 미분과 호도껍질 분말 및 증류수는 상기 실시예1과 동일한 량을 사용하여 혼합하고 그를 아크릴 또는 플라스틱재로 된 용기에 투입한 후 연풍건조 및 소성온도는 실시예1와 동일하게 하여 랩핑/폴리싱 휠을 제조한 결과, 랩핑/폴리싱 휠의 피연마재 연마력은 향상되었으나 결합력이 떨어져 쉬게 부서지는 문제점이 발생함으로 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이상의 실시예에서 나타난 바와 같이 비트리우스 본드, 다이아몬드 파우더, 탄화가리소 미분, 호도껍질 분말, 증류수 등의 함량을 본 발명에서 제시한 범주의 함량대로 사용했을 때는 랩핑/폴리싱 휠의 사용수명, 결합력, 피연마재의 가공성, 연마도, 평활도 및 특히 기공성 등의 요구조건을 충족하였으나 그 이상을 사용하거나 그 이하를 사용하게 되면 요구조건을 충족하지 못하는 문제점이 나타났나.

이상과 같은 본 발명의 랩핑/폴리싱 휠은 종래 방법에 의해 제조된 랩핑/폴리싱 휠보다 사용수명이 길고 연마력이 좋으며, 피연마재를 연마할 때에 연마보조제를 별도로 사용하지 않으므로 연마작업의 편리성과 수질오염을 예방할 수 있고, 또 피연마재의 표면 평활도를 높일 수 있어 불량율을 줄이고 고 품위의 제품을 생산할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 피연마재를 연마하는 랩핑/폴리싱 휠을 제조함에 있어서, 비트리우스 본드 : 43 ∼ 55wt%, 다이아몬드 파우더 : 25 ∼ 37wt%, 탄화가리소 미분 : 5 ∼ 15wt%, 호도껍질 분말 : 5 ∼ 15wt%, 증류수를 혼합하는 공정; 상기 혼합물을 형성용기에 투입하고 그를 열풍건조하는 공정; 상기 열풍건조물을 성형용기로부터 인출하고 그를 일정한 온도로 소성하는 공정;을 포함함을 특징으로 하는 랩핑/폴리싱 휠 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물의 형성용기는 아크릴 또는 플라스틱재 중 어느 하나임을 특징으로 하는 랩핑/폴리싱 휠 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열풍건조물의 소성온도는 450 ∼ 1100℃임을 특징으로 하는 랩핑/폴리싱 휠 제조방법.
4. 제 1항의 방법에 의해 제조된 랩핑/폴리싱 휠.