KR100371979B1

KR100371979B1 - 연마 공구, 드레싱 공구 및 드레싱 공구 제조 방법

Info

Publication number: KR100371979B1
Application number: KR10-1999-7004862A
Authority: KR
Inventors: 앤드류스리차드엠.; 보일스코트; 오웬로버트엘.; 폴리메노스크리스에스.; 월라호라리차드더블유.
Original assignee: 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2003-02-14
Also published as: DE69729653T2; CO4900084A1; NZ335752A; AR020303A1; EP0946332B1; AU4813997A; EP0946332A1; CN1170657C; JP2000516156A; TW394724B; ATE269779T1; WO1998024593A1; DK0946332T3; KR20000057351A; US5976205A; AU737706B2; CN1239451A; BR9713559A; ES2225957T3; CA2272258C

Abstract

본 발명은 수명과 기계 특성이 향상된 메탈 본드형 연마 공구를 제공한다. 본 발명은 수명과 기계 특성을 향상시키는 본드 조성물, 특히 다이아몬드 날 드레싱 공구를 부가로 포함한다.

Description

연마 공구, 드레싱 공구 및 드레싱 공구 제조 방법{Abrasive tool, dressing tool and method of manufacturing the dressing tool}

상업적인 요구를 충족시키기 위해, 메탈 본드형 초연마 공구(metal bonded superabrasive tool)에 대해서는 연마 보유력, 본드 내구성 및 공구 수명의 계속적인 향상을 필요로 한다. 연마 연삭 공구(abrasive grinding tool)의 품질에 따라, 연마 연삭 공구의 손질에 사용되는 드레싱 공구의 품질은 바람직한 연삭 작업 효율 및 내구성을 달성하는 데 중요하다.

다이아몬드 날 드레서 또는 회전식 드레싱 휠은 연삭 휠의 표면을 손질하거나 윤곽을 형성하는 데 사용된다. 회전식 드레서는 윤곽이 형성된 연삭면을 갖는 연마 공구의 모양을 형성하거나 유지하는 데 주로 사용된다. 드레싱 공구에 사용되는 메탈 본드 조성은 드레싱 공구 품질에 지대한 영향을 미친다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 메탈 본드형 드레싱 공구는 일반적으로 아연 함유 합금, 구리-은 합금, 코발트 합금, 구리, 또는 구리 합금으로 본딩된 다이아몬드 연마 입자를 포함한다.

아연 함유 합금이 메탈 본드형 다이아몬드 드레서의 본드 품질을 높이는 것으로 공지되어 있지만, 제조 작업에서 단점이 존재하는 것으로 알려져 있다. 아연은 본드형 연마 공구의 제조중에 사용되는 온도에서는 매우 불안정하여, 본드로부터 손실된다. 이것은 메탈 본드의 액상 온도를 상승시켜, 보다 높은 제조 온도를 필요로 하게 된다. 보다 높은 온도는 노(furnace)의 라이닝 고장, 보다 높은 에너지 소비 및 잠재적인 환경 문제를 조기 진행시킨다.

미국 특허 제 5,505,750호에 개시된 근-공정 구리 인 조성물(near-eutectic copper phosphorus composition)은 드레싱 공구용 메탈 본드에 사용된다. 또한, 상기 본드는 텅스텐, 텅스텐 카바이드, 코발트, 스틸, 솔 겔 알파-알루미나 연마 입자(sol gel alpha-alumina abrasive grain) 및 스텔라이트 등의 하드 페이스 입자(hard phase particle)를 포함한다.

미국 특허 제 3,596,649호에 개시된 회전식 드레서는 코발트 매트릭스 내에 본딩된 텅스텐 카바이드 코팅 다이아몬드 분말을 포함하는 메탈 분말 본드 조성물로 이루어진다. 이러한 공구에서 명백하게 향상된 점은 다이아몬드 분말에 인접한 물질이 사용중에 닳게 되어 드레싱을 위한 새로운 다이아몬드 상을 노출시키는 것이 비교적 용이하기 때문인 것으로 이론화되어 있다. 공지되어 있는 50/50의 텅스텐 카바이드/코발트 혼합물은 다이아몬드에 인접한 거친 매트릭스를 유연하게 만들어 비효율적인 절단 동작을 초래한다.

미국 특허 제 5,385,591호에 개시된 연마 연삭 공구는 특정 경도치를 갖는충전재를 포함하는 메탈 본드로 이루어진다. 상기 충전재는 임의 등급의 스틸 또는 세라믹으로 구성된다. 충전재는 연마 입자와 함께 본드 내로 소결되며, 구리, 티타늄, 은 또는 텅스텐 카바이드이다. 양호한 본드 조성물은 은, 구리 및 티타늄을 함유하고, 소결 본드 내에 구리-티타늄 페이스를 형성하는 데는 티타늄이 사용된다.

단층 연마 공구(monolayer abrasive tool)용 메탈 납땜 조성물은 미국 특허 제 5,492,771호에 개시되어 있는 바와 같이, 티타늄 또는 다른 액티브 메탈을 사용하여 연마 입자를 적시기 위해 은, 구리 및 인듐의 혼합물 또는 합금을 포함한다.

단층 연마 공구 또는 메탈 매트릭스 본드 연마 공구에 사용하는 메탈 본드는 미국 특허 제 5,011,511호에 개시되어 있는 바와 같이, 구리 은 티타늄 합금, 또는 구리 티타늄 합금, 또는 구리 지르코늄 합금, 구리 티타늄 공정(eutectic) 및 구리 지르코늄 공정을 포함한다. 본딩중에, 연마 입자 및 본드 성분은 카바이드 또는 니트라이드를 형성하도록 반응한다.

전해질 도금 처리로 형성되는 회전식 드레서용 니켈 합금 본드는 미국 특허 제 4,685,440호에 개시되어 있다.

이러한 연마 공구용 메탈 본드 시스템의 향상에도 불구하고, 보다 긴 공구 수명, 연마에 대한 보다 양호한 저항성 및 보다 양호한 연마 입자 본딩 등의 특징을 갖는 보다 나은 본드에 대한 필요성은 여전히 존재한다.

본 발명은 메탈 본드형 연마 공구(metal bonded abrasive tool), 특히 연마 휠의 손질에 사용되는 다이아몬드 드레싱 공구(diamond dressing tool)에 관한 것이며, 연마 공구의 기계 강도 및 연마 입자 보유력을 향상시키는 새로운 본드 조성물에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 다이아몬드 날 드레싱 공구를 도시한 개요도.

본 발명은 2 내지 40 wt% 액티브 페이스, 5-78 wt% 하드 페이스, 및 코발트, 철, 니켈 및 그들의 합금과 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 20 내지 93 wt% 바인더 페이스를 포함하는 액티브 메탈 본드 조성물 및 초연마 입자를 포함하는 연마 공구이고, 초연마 입자의 적어도 50%는 메탈 본드를 형성하기 위해 소결 중에 액티브 페이스의 적어도 일부와 화학적으로 본딩된다. 상기 메탈 본드는 밀도를 높이기 위해 0.5 내지 20 wt%의 용침 페이스를 부가로 포함한다. 상기 용침 페이스는 구리, 주석, 아연, 인, 알루미늄, 은 및 그들의 합금과 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

연마 공구는 드레싱 공구 또는 연마 연삭 공구일 수 있다.

본 발명의 드레싱 공구 제조 방법은 초연마 입자가 소결된 조성물을 연화시키기 위해 액티브 메탈 본드 조성물의 액티브 페이스와 반응되는 제 1 소결 단계에 이어서, 용침 페이스가 실질적으로 다공성이 없는 연마 공구를 형성하기 위해 소결 조성물 내로 진공 용침되는 제 2 단계를 포함한다.

본 발명은 하드 페이스(hard phase)와, 코발트, 철, 니켈, 및 그들의 합금과 그들의 조합에서 선택되는 바인더 페이스(binder phase)와, 각각 다이아몬드 또는 질화 붕소 입방체 연마재와 조합하는 카바이드 또는 니트라이드 조성물을 형성하는 데 적합한 화학 반응물로 이루어진 액티브 페이스(active phase)를 포함하는 메탈 본드에 의해 본딩되는 연마 입자를 포함하는 연마 공구에 관한 것이다. 일반적으로 연마 공구는 금속성 중심부 또는 몸체부를 포함하고, 납땜, 용침, 접착제 본딩, 메탈 본딩 또는 본 기술분야에 공지된 다른 방법에 의해 상기 금속성 중심부 또는 몸체부에 부착되는 메탈 본드형 연마 조성물을 포함한다. 본 발명의 선택적인 특징에 있어서, 메탈 본드는 구리, 주석, 은, 아연, 인, 알루미늄 등의 금속 및 그들의 합금과 그들의 조합으로부터 선택되는 용침 페이스를 0.5 내지 20 wt% 부가로 포함하고, 이것을 사용하여 치밀해질 수도 있다.

연마 공구는 양호하게는 연마 연삭 공구의 자유 절삭 조건에서 윤곽을 형성하여 유지하는 데 사용되는 드레싱 공구이다. 통상적인 드레싱 공구는 도 1에 도시되어 있다. 다이아몬드 입자(1)는 드레싱 공구의 연마 성분(3)을 형성하기 위해 금속성 매트릭스(2) 내에 본딩된다. 연마 성분(3)은 중심부 또는 몸체부(4)에 부착되고, 스틸 또는 다른 메탈 백킹 요소(5: metal backing element)는 연마 성분(3)의 일측부 또는 양측부를 따라 존재할 수 있다. 중심부 또는 몸체부(4)는 기계상에 드레싱 공구를 장착하는 데 사용되거나, 수작업에서 공구를 파지하는 데 사용된다. 드레싱 공구의 금속성 중심부는 스틸, 양호하게는 탄소 또는 스테인레스스틸 또는 용침성 분말 금속으로부터 형성될 수 있으며, 여기에서 용침재로서 사용되는 메탈 본드는 연마 조성물의 것과 동일하고, 상기 분말 금속은, 예를 들어 텅스텐, 철, 스틸, 코발트 또는 그들의 조합일 수 있고, 또는 사용중에 드레싱 공구의 연마 성분을 기계적으로 지지하는 데 적합한 임의의 다른 재료일 수 있다.

본 발명의 공구에 있어서, 연마 입자의 입자 크기는, 통상적으로 325 메시보다 크고, 양호하게는 약 140 메시보다 크다. 연마 입자는 다이아몬드 또는 질화 붕소 입방체(CBN) 등의 초연마 물질이다. 다이아몬드는 드레싱 공구에 적합하다.

"본드 조성물"이라는 용어는 연마 입자 주위에 및 그 둘레에 접착하는 성분의 분말로 된 혼합물의 조성물을 나타내는 데 사용된다. "본드"라는 용어는 메탈 매트릭스 내에 연마 입자를 고정시키기 위해 본드 조성물의 가열 또는 다른 처리 후의 치밀화된 메탈 본드를 의미한다.

일반적으로, 본드 조성물 성분은 분말 형태로 공급된다. 분말의 입자 크기는 제한되는 것은 아니지만, 약 325 미국 기준 체 메시(United States Standard sieve mesh; 44 μm 입자 크기)보다 작은 분말이다. 본드 조성물은 성분이 일정한 농도로 분산될 때까지, 예를 들어 텀블 블렌딩(tumble blending)에 의해 성분을 혼합함으로써 준비된다.

본드 조성물의 하드 페이스는 연마 공구에 연마 저항성을 제공한다. 연마 저항성은 드레싱 또는 연삭 작업에 의해 연마 입자가 소모되기 전에 메탈 본드가 약해지지 않도록 메탈 본드의 수명을 유지시킨다. 연마 연삭 공구를 손질하는 동안 발생하는 연마력을 받게 되는 드레싱 공구에는 고농도의 하드 페이스가 요구된다. 하드 페이스는 양호하게는 텅스텐 카바이드, 티타늄 보라이드, 실리콘 카바이드, 알루미늄 옥사이드, 크롬 보라이드, 크롬 카바이드, 및 그들의 조합을 포함한다. 하드 페이스는 양호하게는 적어도 1000 kg/mm²의 Knoop 경도를 갖는 세라믹 재료 또는 금속성 카바이드 또는 보라이드이다.

본드 조성물의 바인더 페이스는 소결 조건하에서 액티브 페이스쪽으로 경미한 반응성을 나타내야만 한다. 바인더 페이스는 코발트, 니켈, 철 및 합금 등의 금속과 그들의 조합을 포함한다.

액티브 페이스는 카바이드 또는 니트라이드를 형성하기 위한 700 내지 1300℃의 온도에서 비산화 소결 조건하에서 연마 입자와 반응해야만 하므로, 메탈 본드 내로 연마 입자를 견고하게 접착시킨다. 액티브 페이스는 양호하게는 티타늄, 지르코늄, 크롬 및 하프늄 등의 재료와 그들의 히드라이드, 및 그들의 합금과 조합을 포함한다.

다이아몬드 또는 CBN과 반응하는 형태인 티타늄은 액티브 페이스 성분이 양호하고 연마 바인더와 금속성 바인더 사이의 본딩 강도를 증가시키는 것으로 입증되어 있다. 티타늄은 원소 형태 또는 화합물 형태의 혼합물로 추가될 수 있다. 원소 티타늄은 산소와 반응하여 티타늄 옥사이드를 형성하고, 그에 따라 소결 중에 다이아몬드와 반응할 수 없게 된다. 그러므로, 원소 티타늄의 추가는 산소가 존재할 경우에는 바람직하지 못하다. 티타늄이 화합물 형태로 추가될 경우, 티타늄이 초연마재와 반응하도록 하는 소결 단계동안 상기 화합물은 분리될 수 있다. 티타늄은 양호하게는 약 600℃까지 안정화되는 티타늄 히드라이드(TiH₂)로서 본드 재료에 추가될 수 있다. 약 600℃ 이상에서, 즉 불활성 온도 또는 진공하에서, 티타늄 히드라이드는 티타늄과 수소로 분리된다.

본드 조성물의 바인더 페이스의 양호한 성분은 코발트이다. 코발트는 그것이 양호한 하드 페이스(예를 들어, 텅스텐 카바이드)로 형성되는 매트릭스의 인성에 유용하고, 액티브 페이스와의 소량의 반응물에 유용하다. 연마 입자의 소결된 복합 구조인 코발트 바인더 페이스로 이루어질 때, 하드 페이스와 액티브 페이스는 뛰어난 기계 강도 및 강성을 갖는다.

본 발명의 연마 공구, 특히 드레싱 공구의 양호한 특징은 소결된 복합 구조의 구멍을 채우기 위해 용침 페이스를 사용하는 것이다. 다수의 재료가 상기 목적을 위해 사용될 수 있을 지라도, 구리가 양호하다. 소결 처리 전에 본드 조성물에 구리 또는 다른 양호한 용침 재료를 추가하는 것은 본드 내의 연마 입자 보유력에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 구리 또는 다른 용침재는 액티브 페이스와 반응하여 대부분의 연마 입자가 카바이드 또는 니트라이드를 형성하는 것을 방지하는 것으로 이론화되어 있다. 따라서, 구리, 주석, 아연, 인, 알루미늄, 은 및 그들의 합금 등의 금속과 혼합물은 양호하게는 액티브 페이스 반응이 발생한 후에(즉, 본드 내에 연마 입자를 고정시키기 위해 소결 또는 다른 열처리 후에), 본드 조성물에 추가된다.

하기에 설명되는 바와 같이, 메탈 본드형 연마 공구 내에 완전한 밀도를 이루기 위해 구리는 진공 용침에 의해 소결된 조성물 내로 흐르도록 되어 있다. 따라서, 구리 성분이 쉽게 용침할 수 있는 형태로 추가되는 것이 중요하다. 알루미늄, 주석 및 은 등의 희석제와 함께 구리 합금으로서 추가될 경우, 합금의 용융 범위는 너무 넓어서 대부분의 노 작업에서 발견되는 가열 속도로 균일하게 흐를 수 없을 것이다. 양호하게는, 구리 성분은 원소 구리이다.

연마 연삭 공구보다 높은 본드 밀도와 수행 성능을 필요로 하는 드레싱 공구에 대한 본드 조성물은 양호하게는 약 50 내지 83 wt% 하드 페이스, 약 15 내지 30 wt% 바인더 페이스, 약 55 내지 80 wt% 액티브 페이스이고, 더욱 양호하게는 약 55 내지 78 wt% 하드 페이스, 약 20 내지 35 wt% 바인더 페이스, 및 약 2 내지 10 wt% 액티브 페이스이며, 특히 양호하게는 약 60 내지 75 wt% 하드 페이스, 약 20 내지 30 wt% 바인더 페이스, 및 약 2 내지 5 wt% 액티브 페이스이다.

양호한 실시예에서, 드레싱 공구의 본드 조성물은 텅스텐 카바이드의 하드 페이스, 코발트의 바인더 페이스 및 티타늄 히드라이드의 액티브 페이스를 포함한다. 본드 조성물은 양호하게는 약 50 내지 83 wt% 텅스텐 카바이드, 약 15 내지 30 wt% 코발트, 및 약 2 내지 40 wt% 티타늄 히드라이드이고, 더욱 양호하게는 약 55 내지 78 wt% 텅스텐 카바이드, 약 20 내지 35 wt% 코발트, 및 약 2 내지 10 wt% 티타늄 히드라이드이며, 특히 양호하게는 약 60 내지 75 wt% 텅스텐 카바이드, 약 20 내지 30 wt% 코발트, 및 약 2 내지 5 wt% 티타늄 히드라이드이다. 드레싱 공구 본드가 구리 용침 페이스를 포함할 때, 그 본드는 양호하게는 약 5 내지 30 wt% 구리, 더욱 양호하게는 약 10 내지 20 wt% 구리, 및 특히 양호하게는 약 10 내지 15 wt% 구리를 포함한다.

연마 연삭 공구에 대한 양호한 본드 조성물은 약 5 내지 50 wt% 하드 페이스, 약 50 내지 93 wt% 바인더 페이스, 및 약 2 내지 40 wt% 액티브 페이스를 포함하고, 더욱 양호하게는 약 5 내지 30 wt% 하드 페이스, 약 70 내지 88 wt% 바인더 페이스, 및 약 2 내지 10 wt% 액티브 페이스를 포함하며, 특히 양호하게는 약 10 내지 20 wt% 하드 페이스, 약 80 내지 90 wt% 바인더 페이스, 및 약 2 내지 5 wt% 액티브 페이스를 포함한다. 용적 퍼센트 기준치에 따라, 연마 연삭 공구는 0 내지 15 %의 다공성, 10 내지 50 %의 연마 입자, 및 50 내지 90 %의 메탈 본드를 포함할 수 있다. 드레싱 공구에서와 같이, 텅스텐 카바이드, 코발트, 구리 및 티타늄 히드라이드를 구리 용침재와 함께 포함하는 본드 조성물이 양호하다.

또한, 각각의 공구 형태에 대한 본드 조성물은 윤활제(예를 들어, 왁스) 또는 보조 연마제 또는 충전재 또는 본 기술분야에 공지되어 있는 극소량의 다른 본드 재료 등의 극소량의 추가 성분을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 상기 추가 성분은 본드 조성물의 약 5 wt%까지 존재할 수 있다.

드레싱 공구의 제조에 있어서, 본드 조성물 분말, 예를 들어 텅스텐 카바이드, 코발트 및 티타늄 히드라이드 분말은 분말 블렌드를 형성하도록 혼합된 후 그 블렌드와 연마 입자는 다이 캐비티 내로 압축되고, 분말과 다이아몬드 연마 입자로부터 그린 혼합물을 성형하도록 냉간 압축되고, 선택된 조건하에서 소결되어, 티타늄 및 다이아몬드의 산화를 방지하고 티타늄 히드라이드를 열 분리시키므로, 금속성 페이스 내로 다이아몬드를 견고하게 본딩하는 티타늄 카바이드 페이스를 함유하는 페이스를 형성한다. 소결 단계는 일반적으로, 0.01 μ 내지 1 μ의 수은 압력과 1150 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 진공하 또는 비산화 환경하에서 수행된다. 제 2 단계에서, 소결된 혼합물은 연마 공구를 충분히 치밀하게 만들고 실질적으로 모든 구멍을 제거하기 위해 용침 페이스로 10 내지 30%의 진공하에서 진공 용침된다. 양호한 공구에서의 밀도는 메탈 본드형 연마 혼합물에 대한 이론 밀도의 적어도 95%이다.

드레싱 공구의 제조에 있어서, 건분말 본드 조성물의 일부는 연마 입자로 주형에 추가되어 압축되고, 그후 상기 조성물의 나머지는 연마 입자를 본드 내에 파묻도록 주형에 추가될 수 있다. 연마 입자는 단층으로 즉, 실질적으로 하나의 입자 두께로 증착되고, 드레싱 공구에 대한 설명서에 의해 규정된 패턴으로 이격될 수 있다.

본 기술분야에 공지된 다른 방법이 연마 공구를 제조하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 고온 압축 장치가 냉간 압축 강화 및 소결 공정 대신에 재료를 강화하고 치밀화시키는 데 사용될 수 있다. 고온 압축이 진공하에서 실행될 경우, 충분한 밀도를 달성하기 위해 혼합물을 용침하는 것은 일반적으로 불필요하다.

당업자라면, 조성물 내의 재료의 상대 반응성을 감안하면, 액티브 페이스 내의 티타늄의 양이 다이아몬드보다 CBN을 본딩할 때 증가되어야만 한다는 것을 이해할 것이다. 본드의 다른 페이스의 양은 연마 공구 조성물의 다양한 성분을 수용하는 것과 유사한 방식으로 조절될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에서 제안된 특정 실시예에 제한되는 것은 아니다.

흑연 주형에서 종래의 방식으로 회전식 드레서를 제조할 때, 본드 구성을 최대화하기 위해 액티브 페이스를 다이아몬드와 직접 접촉시키는 최적 압력을 달성하는 것은 어렵다. 따라서, 본 발명의 방법은 원형 또는 복잡한 형태보다는 단순하고 평평한 형태 즉, 드레싱 날 또는 니브(nibs)를 갖는 드레싱 공구의 제조에 유리하다.

실시예 1

드레싱 날 견본은 제조 장치 내의 상업용 드레싱 날을 시험하고 비교하기 위해 본 발명에 따라 제조된다.

72 wt% 텅스텐 카바이드, 24 wt% 코발트(켄네메탈사 제 DM75(DM75 by Kennemetal Inc.)로서 제공됨) 및 4 wt% 티타늄 히드라이드(세락사(Cerac Inc.) 제)를 함유하는 메탈 분말의 혼합물은 두 부분으로 분할된다. 65 그램의 혼합물이 10 mm × 10 mm 크기를 갖는 날 형태의 다이 캐비티 내로 실온에서 핸드 탭 작업되었다. 중앙 직경이 0.029 in(0.074 cm)인 웨스트 아프리칸 라운드 다이아몬드(West African Round Diamonds)는 상기 날의 측부에 수직한 라인으로부터 11°오프셋된 다이아몬드 열을 갖는 단일층 내의 느슨하게 압축된 분말 위에 8열 및 8칼럼으로 본드 분말 내로 세팅되었다. 분말형 본드 혼합물의 잔여분 80g은 실온 및 약 870 MPa(63 tsi)에서 다이 캐비티 내의 다이아몬드 층 위로 압축되었다. 다이아몬드 및 본드 혼합물의 생성 그린 성분은 완전 진공(10^-4Torr)하에서 1200℃로 30분동안 흑연 고정구 내에서 소결되었다. 소결 공정에 이어, 상기 성분은 400 내지 500 μ의 질소 분압하에서 30분 주기로 1130℃의 구리(본드 혼합물의 8 내지 12 wt%)로 진공 용침되었다. 최종 연마 날은 완전히 치밀화되었고, 본질적으로 구멍이 생성되지도 않았으며, 뛰어난 다이아몬드 본드 특성을 가졌고, 25 내지 30 HRc 경도를 가졌다. 최종 연마 날은 드레싱 공구를 연삭 산업에서의 공통된 형태로 형성하기 위해 스틸로 된 몸체부에 납땜되었다. 따라서, 연마 날은 본 기술분야에 공지되어 있는 다이아몬드 드레싱 공구 날을 제조하는 데 통상적으로 사용되는 종류의 스틸 백킹 층을 생략시키기에 충분한 기계 강도를 갖도록 제조되었다.

본 발명의 다이아몬드 날 드레싱 공구는 상업용 메탈 부분 연삭 작업에서 설치되는 유리화 본드 솔 겔 알루미나 휠(5SG60-KVS)을 손질하는 데 사용되었다. 동일한 다이아몬드 분말 크기 및 동일한 날 크기를 포함하는 두가지의 상업용 다이아몬드 날 드레싱 공구는 동일한 상업용 메탈 부분 연삭 작업에서 동일한 휠을 사용하여 본 발명과 비교했다. 그 결과는 하기에 도시된다.

공구 마모율
견본	본 발명	상업용
견본	본 발명	날1	날2
날 마모; cm (in)	0.221 (0.087)	0.384 (0.151)	0.246 (0.097)
휠 마모; cm³(in³)	5129 (313)	2179 (133)	2950 (180)
마모율	3600	880	1856

이상적인 제조 조건하에서 연마 휠 손질에 사용될 때의 본 발명의 공구 수명은 상업용 날1의 공구 수명의 약 4.0배였고 상업용 날2의 공구 수명의 약 1.9배였다. 본 발명의 마모율(드레싱 동안 소모된 날의 인치당 제거된 휠의 체적(in³))은 상업용 날의 마모율보다 현저하게 양호했다.

본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 본 기술분야의 기술자에게는 다양한 다른 변형이 가능하며 용이하게 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 본원의 특허청구범위는 상술한 상세한 설명에 제한되지만, 본원이 속하는 기술분야의 기술자에 의해 동등하게 취급되어야 할 모든 특징을 포함하는 본 발명에 존재하는 특허 신규성의 모든 특징을 포함하는 것으로서 해석되어야 한다.

Claims

초연마 입자 및 액티브 메탈 본드 조성물을 포함하는 연마 공구에 있어서,

상기 액티브 메탈 본드 조성물은 2 내지 40 wt%의 액티브 페이스, 5 내지 50 wt%의 하드 페이스, 및 코발트, 철, 니켈 및 그들의 합금과 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 20 내지 93 wt%의 바인더 페이스를 포함하고, 상기 초연마 입자의 적어도 50%는 메탈 본드를 형성하기 위해 소결 중에 상기 액티브 페이스와 화학적으로 본딩되고, 상기 액티브 페이스는 카바이드 및 니트라이드 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 제품을 형성하기 위해 700 내지 1300℃의 온도에서 비산화 분위기하에서 초연마 입자와 반응하기에 적합한 화합물인 연마 공구.
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제 1 항에 있어서, 상기 하드 페이스는 적어도 1000 kg/mm²의 Knoop 경도를 갖는 세라믹 재료이고, 상기 메탈 본드는 0.5 내지 20 wt%의 용침재를 부가로 포함하고, 상기 용침재는 구리, 주석, 아연, 인, 알루미늄, 은 및 그들의 합금과 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 연마 공구.
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초연마 입자 및 액티브 메탈 본드 조성물을 포함하는 연삭 공구 손질용 드레싱 공구에 있어서,

상기 액티브 메탈 본드 조성물은 2 내지 40 wt%의 액티브 페이스, 50 내지 83 wt%의 하드 페이스, 및 코발트, 철, 니켈 및 그들의 합금과 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 15 내지 30 wt%의 바인더 페이스를 포함하고, 대부분의 상기 초연마 입자는 메탈 본드를 형성하기 위해 소결중에 액티브 페이스의 적어도 일부분과 화학적으로 본딩되는 드레싱 공구.
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a) 2 내지 40 wt%의 액티브 페이스, 50 내지 83 wt%의 하드 페이스, 및 코발트, 니켈, 철, 및 그들의 합금과 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 15 내지 30 wt%의 바인더 페이스로 구성된 액티브 메탈 본드 조성물의 분말 혼합물을 제공하는 제공 단계와;

b) 상기 혼합물의 일부를 드레싱 공구 형태로 형성되는 다이 캐비티 내로 압축하는 압축 단계와;

c) 초연마 입자를 소망 패턴으로 상기 압축된 혼합물 내로 세팅하는 세팅 단계와;

d) 상기 혼합물의 나머지 부분을 다이 캐비티 내로 초연마 입자 위에 압축하는 압축 단계와;

e) 복합 구조를 형성하기 위해 0.01 μ내지 1 μ수은 압력의 진공하에서 다이 캐비티 내의 본드 혼합물 및 초연마 입자를 1150℃ 내지 1200℃로 소결하는 소결 단계와;

f) 복합 구조 내의 모든 구멍 체적이 용침 페이스로 충전될 때까지, 구리, 주석, 아연, 인, 알루미늄, 은 및 그들의 합금과 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용침 페이스의 분말 혼합물 중량 소지상에 10 내지 30%의 진공하에서 복합 구조를 용침하는 용침 단계를 포함하고,

상기 액티브 페이스는 용침 전에 초연마 입자와 화학적으로 반응하고 상기 드레싱 공구는 실질적으로 다공성이 없는 드레싱 공구 제조 방법.