KR100426843B1 - 절삭톱의 제조방법 및 장치와, 그에 의해 제조된 절삭톱 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 절삭톱의 제조공정을 단축시킨 제조방법 및 단일의 제조설비로서 절삭톱을 제조할 수 있는 제조장치와, 다이아몬드 입자가 균일하게 분포된 절삭 세그먼트를 가진 절삭톱을 개시한다.

본 발명에 의하면, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비하는 단계와; 상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와 이 상부 펀치에 대응하는 단면형상으로 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체를 구비하여 구성된 성형기의 하부에 절삭톱의 원판형 본체를 위치시켜 지지하는 단계와; 상기 성형기의 성형공내에 소정량의 상기 다이아몬드-금속분말 혼합물을 투입하고 가압 프레스하여 소정형상의 절삭 세그먼트로 성형하는 단계와; 상기 성형공내에서 성형되는 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가열하여, 상기 절삭 세그먼트의 다이아몬드-금속분말 혼합물중 금속분말을 소결시키는 단계와; 상기 가열에 의해서, 상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 위치시킨 상기 원판형 본체의 주변부에 절삭 세그먼트를 접합시키는 단계를 구비한 절삭톱의 제조방법이 제공된다.

또한, 상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와; 상기 상부 펀치에 대응하는 단면형상을 가지며 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 투입하여 소정 형상으로 성형하도록 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체와; 상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 상기 원판형 본체의 소정 주변부를 위치시켜 지지하는 지지장치를 구비하는 절삭톱의 제조장치가 제공된다.

또한, 상기 절삭 세그먼트가 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들과의 혼합물을 소정 형태로 성형, 소결하여서 형성된 절삭톱이 제공된다.

Description

절삭톱의 제조방법 및 장치와, 그에 의해 제조된 절삭톱{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING CUTTING BLADES, AND A CUTTING BLADE MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 절삭톱에 관한 것으로서, 구체적으로는, 석재, 금속, 콘크리트, 아스팔트, 벽돌, 토관 등을 절삭하는데 사용되는 고속도(high speed) 절삭톱의 제조방법 및 제조장치와, 그에 의해 제조된 절삭톱에 관한 것이다.

건축, 토목공사 등의 현장에서, 석재, 금속, 콘크리트, 아스팔트, 벽돌, 토관 등을 절삭하기 위한 절삭공구로서 원판 형상의 절삭톱이 일반적으로 사용되는데, 이러한 절삭톱은, 통상, 다이아몬드 입자와 특정 성분의 금속분말을 혼합, 성형, 소결하여 만든 다수개의 절삭 세그먼트를, 탄소 공구강(carbon tool steel)이나 저탄소 공구강(low carbon tool steel) 등과 같은 고속도 공구강(high speed tool steel)으로 만들어진 소정 두께의 원판형 본체(steel core)의 주변부에 일정 간격으로 용접하여 만들어진다.

종래, 전술한 바와 같은 종류의 절삭톱을 제조하기 위한 방법은, 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이, 그 주요 제조 단계로서, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비하는 단계와; 성형기(forming die)의 성형공(forming pattern)내에서 가압 펀치 수단(pressurized punching means)을 사용하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가압하여 소정 형상의 절삭 세그먼트들로 성형하는 단계와; 이와 같이 성형된 절삭 세그먼트들을 별도의 소결로(sintering furnace)에 의해 소결시키는 단계와; 이와같이 소결된 절삭 세그먼트들을 별도의 용접장치에 의해 원판형 본체의 주변부에 일정 간격으로 용접하는 단계를 포함하고 있다. 이들 단계는 각각 별도의 장소에서 독립적으로 수행된다.

또한, 종래의 절삭톱 제조방법은, 소결된 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 용접하기 전에, 그 성형시에 주변 모서리(edge)들에 바람직하지 않게 형성된 버어(burr)를 제거하기 위한 배럴 가공(barrel finishing) 단계와; 소결된 절삭 세그먼트들의 내측 곡면을 그 것들이 용접될 원판형 본체의 주변부의 곡면과 일치시키기 위한 곡률 연삭(radius grinding) 단계를 더 포함한다.

또한, 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 일정 간격으로 용접하여 절삭톱을 제조 완료한 후에는, 필요에 따라서, 절삭 세그먼트들의 표면을 가공(dressing)하는 단계와, 이와 같이 완성된 절삭톱의 표면에 도장(painting)을 하거나 인쇄(marking)를 하는 단계가 더 수행될 수도 있다.

전술한 종래의 제조방법에 따라 절삭톱을 제조하는 것은, 통상, 전술한 제조 단계별로, 각각 분리된 장소에 독립적으로 설치된 성형기와, 소결로, 배럴 연마기(barrel finising machine), 곡률 연삭기(radius grinder), 용접기(welding machine) 등을 사용하여 수행된다.

도 2는, 종래의 제조장치에 있어서, 절삭 세그먼트를 성형하기 위한 대표적인 성형기를 개략적으로 도시한 것이다. 이 성형기는, 일반적으로, 상하 왕복이동 가능한 복수개의 펀치(12)들로 구성된 상부 펀치 조립체(11)를 가진 상부 프레스와, 상하 왕복이동 가능한 복수개의 펀치(14)들로 구성된 하부 펀치 조립체(13)를가진 하부 프레스와, 이들 상하부 프레스의 펀치들의 단면형상과 대응하는 단면형상의 성형공(15)을 가지며 그 상부 평면에서 좌우 각 1개씩의 성형재료 충진 피더(forming material filling feeder)(16)가 유압 실린더(17)에 의해 좌우로 왕복이동 가능하게 배치된 다이 조립체(18)로 구성된 것이다. 충진 피더(16)는 별도의 분말재료 공급원(도시되지 않았음)에 연결되어 있다.

종래의 제조장치에 있어서, 전술한 성형기 외에, 소결로, 배럴 연마기, 곡률 연삭기, 용접기 등은 각각 별도의 위치에서 독립적으로 작업을 수행하도록 된 것들로서, 본 발명의 분야에서 통상적으로 구득가능한(available) 것들이므로 그에 대한 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

전술한 종래의 제조방법 및 제조장치를 사용하여 절삭톱을 제조함에 있어서는, 우선, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비한다. 다음에, 성형기의 다이 조립체(18)의 상부 평면에서 좌우로 왕복이동하는 충진 피더(16)에 의해 다이 조립체(18)의 성형공(15) 내에 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 충진하고, 상부 프레스의 상하 왕복이동 가능한 복수개의 펀치(12)들로 구성된 상부 펀치 조립체(11)를 하향 이동시켜 성형공(15) 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 압착하여 소정 형상의 절삭 세그먼트를 성형시킨다. 이때, 하부 프레스의 상하 왕복이동 가능한 복수개의 펀치(14)들로 구성된 하부 펀치 조립체(13)는 소망의 위치에서 정지된 상태로 유지된다.

이와 같이 성형된 절삭 세그먼트들은, 상부의 펀치 조립체(11)를 상향으로이동시킨 후에, 하부의 펀치 조립체(13)를 상향으로 소정 거리 이동시킴으로써, 그 상부에 설치된 펀치(14)들에 의해 밀어 올려져서 성형공(15) 밖으로 토출된다. 이와 같이 성형되어 토출된 절삭 세그먼트들을 성형기로부터 소결 위치(sintering station)로 이동시켜 별도의 소결로(도시하지 않았음) 내부에 투입하여 소정 시간동안 소정 온도로 소결시킨다. 이와 같이 소결된 절삭 세그먼트들을, 다시 용접 위치(welding station)로 이동시켜, 별도의 용접장치(도시되지 않았음)를 사용하여 미리 준비된 원판형 본체의 주변부에 일정 간격으로 용접시킨다.

그런데, 소결된 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 용접하기 전에, 그 성형시에 주변 모서리들에 바람직하지 않게 형성된 버어를 제거하기 위해 별도의 위치에서 배럴 가공을 행하고, 소결된 절삭 세그먼트들의 내측 곡면을 그것들이 용접될 원판형 본체의 주변부의 곡면과 일치시키기 위해 역시 별도의 위치에서 곡률 연삭을 행하는 것이 필수적이다.

이러한 종래의 절삭톱 제조방법은, 전술한 바와 같이, 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가압하여 소정 형상의 절삭 세그먼트들로 성형하는 단계와, 이와 같이 성형된 절삭 세그먼트들을 소결시키는 단계와, 이와 같이 소결된 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 용접하는 단계가, 각각 별도의 위치에서 독립적으로 수행된다. 또한, 소결된 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 용접하기 전에, 그 성형시에 주변 모서리들에 형성된 버어를 제거하기 위한 배럴 가공 단계와, 소결된 절삭 세그먼트들의 내측 곡면을 원판형 본체의 주변부의 곡면과 일치시키기 위한 곡률 연삭 단계를 별도로 수행해야 한다. 따라서, 종래의 제조방법에 의하면,제조 단계마다 반제품을 별도의 위치로 이동시켜서 별도의 독립된 장치들에 의해 후속 가공을 수행하여야 하므로, 제조 시간이 많이 걸리고, 재료, 에너지, 인력 등의 손실이 다량 발생하는 등의 문제가 있다.

그리고, 종래의 제조장치 또한, 각 제조 단계별로 별도의 위치에 설치된 독립된 장치들을 사용하여야 하므로, 이러한 장치들의 설치를 위한 넓은 공간이 필요하고, 각 장치들의 설치 위치로 반제품을 이동시켜야 하는 번거로움이 있으며, 재료, 에너지, 인력 등의 손실이 다량 발생하는 등의 문제가 있다.

도 3은 전술한 제조방법에 의해 제조된 종래의 절삭톱에 있어서 절삭 세그먼트의 구조를 보여주는 일부 단면도이고, 도 4는 그러한 절삭톱을 사용하여 절삭작업을 행할 때에 절삭 세그먼트의 표면이 마모된 상태의 일예를 보여주는 일부 확대 단면도이다.

종래의 절삭톱은, 전술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 만든 다음, 이 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가압하여 소정 형상의 절삭 세그먼트들로 성형하고, 다시 이와 같이 성형된 절삭 세그먼트들을 소결시킨 다음에, 소결된 절삭 세그먼트들을 원판형 본체의 주변부에 용접함으로써 완성된다.

그런데, 절삭톱의 사용시에는, 통상, 고속으로 회전하는 절삭톱의 주변부에 접합된 절삭 세그먼트들이 절삭 대상물과 접촉하면서, 주로 그 내부에 함유되어 있는 다이아몬드의 강력한 절삭력에 의해서 절삭 대상물을 절삭하게 된다. 이러한 절삭톱의 절삭효율을 높이고, 또, 그 수명을 연장하기 위해서는, 그 절삭 세그먼트를 구성하고 있는 다이아몬드-금속분말 혼합물의 소결체 내의 다이아몬드 입자를 균일하게 분포시키는 것이 바람직하다. 또한, 절삭톱을 장시간 사용함에 따라, 절삭 대상물과 접하는 절삭 세그먼트의 표면이 점차 마모되고 그 내부에 함유되어 있는 다이아몬드 입자가 밖으로 노출되게 되는데, 이와 같이 노출되는 다이아몬드 입자를 가능한한 오랫동안 절삭 세그먼트로부터 탈리되지않고 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

그러나, 종래의 절삭톱에 있어서는, 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합시에 다이아몬드 입자를 소망하는 대로 균일하게 분포시키기가 곤란하고, 그 결과, 후속 공정에서 성형, 소결된 절삭 세그먼트 내의 다이아몬드 입자의 분포가 불균일하게 되는 문제가 있다. 또한, 절삭톱의 장시간 사용에 따른 절삭 세그먼트의 마모로 인하여 노출되는 다이아몬드 입자가 쉽게 탈리되는 문제가 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 절삭톱(20)은, 원판 형상의 본체(21)의 주변부에 일정 간격으로 용접된 절삭 세그먼트(22) 내의 다이아몬드 입자(23)와 금속분말 소결체(24)의 분포 상태가 균일하지 못하다. 따라서, 장시간의 사용후에는 절삭 세그먼트(22)의 표면의 마모 상태가 불균일 하게 되어, 절삭 효율이 저하되고 절삭톱의 수명이 단축되는 결과를 가져 온다.

또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 장시간의 사용후에는 다이아몬드보다 경도가 상대적으로 낮은 금속분말 소결체(24)가 더 빨리 마모됨으로 인하여 다이아몬드 입자(23)들이 절삭 세그먼트(22)의 표면으로부터 밖으로 노출된다. 그런데,종래의 절삭톱에 있어서, 이와 같이 노출된 다이아몬드 입자(23)들은, 절삭 세그먼트 내의 금속분말 소결체(24)와의 결합력이 강하지 않기 때문에, 절삭 작업시의 절삭 대상물과의 접촉에 의한 충격으로 절삭 세그먼트(22)의 표면으로부터 쉽게 탈리되는 경향이 있다.

물론, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 화살표 방향으로 회전하는 절삭 세그먼트(22)의 표면에 노출된 다이아몬드 입자(23)의 앞부분에서 보다 뒷부분에서의 금속분말 소결체의 마모가 덜 진행되므로, 다이아몬드 입자(23)의 뒷부분에는 그 앞부분에서 보다 약간 더 두껍게 금속분말 소결체의 잔류층(25)이 형성되어 어느정도 다이아몬드 입자를 지지해주는 역할을 한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명자의 경험에 의하면, 다이아몬드 입자가 절삭 세그먼트의 표면으로부터 대략 1/10 ~ 1/3정도 노출되었을 때에 탈리되는 현상을 발견하였다. 따라서, 절삭 효율이 저하되고 절삭톱의 수명이 단축되는 결과를 가져 온다.

본 발명은, 전술한 종래의 제문제점들과 단점들을 해소하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 한 목적은, 제조 공정을 단축시킴으로써, 빠른 시간 내에 저렴한 제조원가로 절삭톱을 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 별도의 독립된 제조설비들을 사용하지 않고, 단일의 제조설비를 사용함으로써, 설치공간이 작으며, 작업이 간편하고, 경제적으로 절삭톱을 제조할 수 있는 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 절삭 세그먼트를 구성하고 있는 다이아몬드-금속분말 혼합물의 소결체 내의 다이아몬드 입자가 균일하게 분포된 절삭톱을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 절삭톱의 장시간 사용시에도 절삭 세그먼트의 마모로 인하여 노출되는 다이아몬드 입자가 쉽게 탈리되지 않는 절삭톱을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다이아몬드-금속분말 혼합물의 소결체 내의 다이아몬드 입자가 균일하게 분포된 절삭톱용 절삭 세그먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 절삭톱의 장시간 사용시에도 마모로 인하여 노출되는 다이아몬드 입자가 쉽게 탈리되지 않는 절삭톱용 절삭 세그먼트를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 특징에 의하면,

소정 두께의 원판형 본체의 주변부에 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성된 다수개의 절삭 세그먼트들이 일정 간격으로 접합된 절삭톱의 제조방법에 있어서,

소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비하는 단계와;

상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와 이 상부 펀치에 대응하는 단면형상으로 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체를 구비하여 구성된 성형기의 하부에 절삭톱의 원판형 본체를 위치시켜 지지하는 단계와;

상기 성형기의 성형공내에 소정량의 상기 다이아몬드-금속분말 혼합물을 투입하여 소정 형상으로 가압 프레스하여 절삭 세그먼트로 성형하는 단계와;

상기 성형공내에서 성형되는 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가열하여, 상기 절삭 세그먼트의 다이아몬드-금속분말 혼합물중 금속분말을 소결시키는 단계와;

상기 가열에 의해서, 상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 위치시킨 상기 원판형 본체의 주변부에 절삭 세그먼트를 접합시키는 단계를 구비한 절삭톱의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 적합한 실시예에 의하면, 상기 성형공내에 투입된 상기 다이아몬드-금속분말 혼합물을 상기 성형기로 가압 프레스하여 절삭 세그먼트를 성형하는 단계와, 상기 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가열하여 상기 절삭 세그먼트의 다이아몬드-금속분말 혼합물중 금속분말을 소결시키는 단계와, 상기 가열에 의해서, 상기 원판형 본체의 소정 주변부에 절삭 세그먼트를 접합시키는 단계가 동시에 수행되는 제조방법이 제공된다.

또한, 본발명에 의하면, 원판형 본체를 소정 각도씩 분할 회전시켜서 그 주변부 전체에 걸쳐서 다수개의 절삭 세그먼트를 순차적으로 접합시키는 단계를 더 구비하는 제조방법이 제공된다.

본 발명의 제조방법을 적용함에 있어서, 상기 다이아몬드-금속분말의 혼합물은, 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들로 되는 것이 적합하다.

본 발명의 다른 특징에 의하면,

소정 두께의 원판형 본체의 주변부에 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성된 다수개의 절삭 세그먼트들이 일정 간격으로 접합된 절삭톱의 제조장치에 있어서,

상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와;

상기 상부 펀치에 대응하는 단면형상을 가지며 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 투입하여 소정 형상으로 성형하도록 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체와;

상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 상기 원판형 본체의 소정 주변부를 위치시켜 지지하는 지지장치를 갖는 절삭톱의 제조장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 적합한 실시예에 의하면, 상기 하부 다이 조립체의 성형공의 내부에 투입된 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가열하기 위한 가열수단을 더 구비하는 제조장치가 제공된다. 적합하기로는, 이 가열수단이 전기적인 가열 수단이며, 더욱 적합하기로는, 이 가열수단이 상기 하부 다이 조립체의 상기 성형공의 외부에 설치된 유도가열용 코일로 구성된다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 하부 다이 조립체의 성형공의 하부에 위치하는 상기 원판형 본체의 좌우 측면 또는 어느 일측면과 접하도록, 상기 하부 다이 조립체의 성형공의 하부에 배치되는 적어도 하나의 냉각 또는 방열수단을 더 구비하는 제조장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 원판형 본체 주변부 전체에 걸쳐서 다수개의 절삭 세그먼트를 순차적으로 접합시키도록 원판형 본체를 소정 각도씩 분할 회전시키는 수단을 더 구비하는 제조장치가 제공된다.

본 발명의 제조장치를 사용하여 절삭톱을 제조함에 있어서, 상기 다이아몬드-금속분말의 혼합물은 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들로 되는 것이 적합하다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

소정 두께의 원판형 본체의 주변부에 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성된 소정 형상의 다수개의 절삭 세그먼트들이 일정 간격으로 접합된 절삭톱에 있어서,

상기 절삭 세그먼트가 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들과의 혼합물을 소정 형태로 성형, 소결하여서 형성된 절삭톱이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성되어 절삭톱용으로 사용되는 절삭 세그먼트에 있어서,

소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들과의 혼합물을 소정 형태로 성형, 소결하여서 형성되는 절삭 세그먼트가 제공된다.

도 1은 본 발명에 관한 절삭톱을 제조하기 위한 종래의 제조방법을 개략적으로 나타낸 블록도이고,

도 2는 본 발명에 관한 절삭톱을 제조하기 위한 종래의 제조장치에 있어서 성형기를 보여주는 개략도이고,

도 3은 종래의 절삭톱의 절삭 세그먼트의 구조를 보여주는 도면으로서, 완성된 절삭톱의 절삭 세그먼트들중 하나의 절삭 세그먼트를 단면으로 도시한 것이고,

도 4는 도 3과 유사하나, 종래의 절삭톱의 절삭 세그먼트의 사용시 마모상태를 보여주는 일부 확대 단면도이고,

도 5는 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱 제조방법을 개략적으로 나타낸 블록도이고,

도 6은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱 제조장치의 주요 구조를 보여주는 부분 단면 개략도이고,

도 7은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱 제조장치의 주요 부분을 보여주는 일부 확대 단면도이고,

도 8은 본 발명에 의한 절삭톱 제조장치에 있어서, 절삭 세그먼트의 성형시, 소결 및 접합을 행하기 위한 가열수단의 배치상태의 일예를 보여주는 개략 평면도이고,

도 9는 본 발명의 적합한 실시예에 의한 가열수단과 절삭 세그먼트와의 배치관계를 보여주는 요부 사시도이고,

도 10은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱의 절삭 세그먼트의 구조를 보여주는 도면으로서, 완성된 절삭톱의 절삭 세그먼트들중 하나의 절삭 세그먼트를 단면으로 도시한 것이고,

도 11은 도 10과 유사하나 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱의 절삭 세그먼트의 사용시 마모상태를 보여주는 일부 확대 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101 상부 펀치 조립체 102 펀치

103 성형공 104 하부 다이 조립체

111, 112 성형 다이 114 코일

115, 116 냉각 블록 131 원판형 본체

132, 133 절삭 세그먼트 134 다이아몬드-금속분말 과립

141 원판형 본체 지지장치 147 분할 모터

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 절삭톱의 제조방법을 개략적으로 나타낸 블록도인 도 5를 참조하면, 본 발명의 제조방법은, 우선, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비한다. 이때, 다이아몬드 입자와 금속분말은 통상의 계량수단을 사용하여 필요한 양만큼 계량하여, 통상의 혼합수단을 사용하여 필요에 따라 여러가지 혼합비를 갖도록 혼합시킨다.

상하 왕복이동 가능한 상부 펀치와, 이 상부 펀치에 대응하는 단면형상을 가지며 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 투입하여 성형하도록 된 성형공이 형성된 하부 다이 조립체로 구성된 성형기의 하부에 절삭톱의 원판형 본체를 위치시켜 지지한 다음, 전술한 바와 같이 준비된 다이아몬드-금속분말 혼합물의 소정량을 성형기의 성형공내에 투입하여 상부 펀치로 가압 프레스하여 소정의 형상, 즉, 절삭 세그먼트의 형상으로 성형시킨다. 상부 펀치의 단면형상과 성형공의 단면형상은 성형될 절삭 세그먼트의 단면형상과 일치한다. 전술한 바와 같이, 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 성형공내에 투입하기 전에, 미리, 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 원판형 본체를 위치시켜 고정하게 되면, 성형공의 하부에는 종래의 하부 프레스의 펀치 대신에 원판형 본체의 주변부 일부가 자리잡게 된다.

본 발명의 적합한 실시예에 의하면, 성형기의 성형공내에서 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 상부 펀치로 가압 프레스하여 소정 형상의 절삭 세그먼트로 성형시킬 때에, 그 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가열하여 그 혼합물중 금속분말을 소결시킴과 동시에, 전술한 바와 같이, 성형공 하부에 미리 위치시킨 원판형 본체의 주변부에 절삭 세그먼트를 접합시킨다. 따라서, 본 발명에서는, 이러한 성형, 소결 및 접합작업이 동시에 진행될 수 있으므로, 공정이 단축되고, 종래와 같은 배럴 가공이나 곡률 연삭 공정도 행할 필요가 없다.

가열수단으로서는, 본 발명의 제조장치와 관련하여 후술하는 바와 같이, 적합하기로는, 전기적인 가열 수단이 사용되며, 더욱 적합하기로는, 성형공내의 다이아몬드-금속분말 혼합물을 유도가열시키도록 하부 다이 조립체의 성형공의 외부에 설치된 전기 코일이 사용된다. 이 코일에는, 가열시간 동안 성형기 외부에 설치된 별도의 전력 공급원으로부터 소정의 AC 전압이 인가된다. 인가되는 전압은, 일예로서, 100㎑ ~ 350㎑의 AC 전압 5㎸ ~ 30㎸가 공급되는데, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다.

전기적인 가열수단의 다른 예로서는, 성형기의 상부 펀치에 인가되고 절삭 세그먼트의 가압 성형시 하부 다이 조립체의 성형공 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물에 DC 전압을 인가하는 전원을 사용할 수도 있다. DC 전원을 사용하는 경우에는, 일예로서, 3㎄ ~ 20㎄의 전류로 5V ~ 30V의 전압이 인가되는데, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다. 이러한 AC 또는 DC 전압의 인가시간은, 일예로서, 5 ~ 30초 정도인데, 물론, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 전기적으로 가열하게 되면, 성형공 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물의 온도가 600 ~ 1200℃에 달하게 되어, 금속분말이 소결되고 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 미리 위치시킨 원판형 본체의 주변부에 절삭 세그먼트가 접합되게 된다. 이때, 전기 코일을 사용하는 경우, 그 코일에 상당한 열이 전달되고, 절삭 세그먼트가 접합되는 원판형 본체에도 고온의 열이 전달됨으로써, 코일이 열변형되고, 원판형 본체가 열변형되거나 소둔(annealing)되어 강도가 약화되는 등의 손상을 받을 수 있다. 이러한 열변형 또는 소둔을 방지하기 위하여, 적합하기로는, 후술하는 바와 같이, 중공상(hollow type)의 각형으로 된 전기 코일의 내부로 냉각수를 공급하여 코일을 냉각시키고, 성형공 하부에 위치되는 원판형 본체의 좌우 측면중 적어도 일측면과 접하도록 배치된 냉각 또는 방열수단에 냉각수를 공급하여 원판형 본체를 냉각시킨다.

전술한 바와 같이, 성형공내에 투입된 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가압 프레스하여 소정의 형상으로 성형, 소결시키고, 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 미리 위치시킨 원판형 본체의 주변부에 하나의 절삭 세그먼트를 접합시킨 후에는, 원판형 본체를 소정 각도 분할 회전시켜서, 그 주변부의 다음 위치에, 전술한 방법으로 또 다른 절삭 세그먼트를 접합시킨다. 이러한 작업을 반복함으로써, 원판형 본체의 주변부 전체에 걸쳐서 다수개의 절삭 세그먼트를 순차적으로 접합시켜 절삭톱을 완성시키게 된다.

본 발명의 제조방법을 적용함에 있어서, 상기 다이아몬드-금속분말의 혼합물은 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들로 되는 것이 적합하다.

다이아몬드-금속분말의 과립들은, 일예로서, 각각 1㎛ ~ 8000㎛의 입도를 가진 다이아몬드 입자를 핵(core)으로 하여 그 외부에 0.5㎛ ~ 200㎛의 입도를 가진금속분말을 코팅하여 형성되는데, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다.

다이아몬드-금속분말 과립을 제조하기 위해서는, 밀폐된 깔때기(funnel) 형상의 챔버(도시하지 않았음)내에 일정한 크기의 다이아몬드 입자를 넣고, 그 하방의 공기 주입구로부터 고속으로 공기를 주입하면 다이아몬드 입자가 챔버내에서 상방으로 부양되는데, 이때 챔버의 상부에 설치된 노즐을 통하여 일정한 크기와 성분의 금속분말과 첨가제(filler)를 고속으로 분사시키면, 부양되어 있는 다이아몬드 입자를 핵으로 하여 그 주위에 금속분말이 균일하게 코팅됨으로써 제조된다. 이와 같이하여 거의 일정한 크기의 다이아몬드-금속분말의 과립을 얻을 수 있으며, 필요에 따라서는 다이아몬드-금속분말 과립을 소정 메시(mesh)의 체로 거르게 되면, 더욱 일정한 크기의 과립을 얻을 수 있다.

위와 같이, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립은, 통상의 다이아몬드-금속분말의 소결체보다 더 높은 경도를 가질 수 있는데, 예를 들면, 소결후, 로크웰 경도(Rockwell hardness)로 H_RC 1 ~ 60의 경도를 갖는다. 이와 같은 다이아몬드-금속분말의 과립들과 금속분말의 혼합물을 소정 형태로 성형, 소결하여서 형성된 절삭 세그먼트는, 소결후 전체적으로 H_RC 1 ~ 60의 경도를 갖게 된다.

도 6은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱 제조장치의 주요 구조를 보여주는 일부 단면 개략도이다. 본발명과 관련하여 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 부분들은 설명의 명료화를 위해서 도시를 생략하였으나, 그 부분들이 본 발명의 장치의 일부로 통합될 수 있음은 물론이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조장치는, 적어도 하나의 펀치(102)를 가진 상부 펀치 조립체(101)와, 상부 펀치(102)에 대응하는 단면형상을 가지며 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 투입하여 성형하도록 된 적어도 하나의 성형공(103)을 가진 하부 다이 조립체(104)를 구비하고 있다. 하부 다이 조립체(104)의 하방에는, 그 성형공의 하부에 원판형 본체(131)를 위치시키고, 성형작업시에 원판형 본체의 주변부에 하나의 절삭 세그먼트를 접합시킨 후에, 원판형 본체를 소정 각도 분할 회전시켜 주기 위한, 원판형 본체 지지장치(141)가 배치된다. 도시되지는 않았으나, 하부 다이 조립체(104)의 양측 하부에는, 필요시 하부 다이 조립체 전체의 높이를 조절해 주는 수단이 배치된다.

도시된 예에서는, 상부 펀치(102)와 성형공(103)을 하나씩 갖는 것으로 되어 있으나, 이들을 하나 이상의 복수개로 구성할 수도 있다는 것은 당업계에서 자명한 사실이다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 상부 펀치 조립체(101)는, 그 것을 상하 왕복이동시키는 통상의 프레스에 연결된다.

상부 펀치 조립체(101)는, 성형작업시에, 그 상부에 연결된 프레스에 의해 상하 왕복이동 가능하게 되며, 그에 따라 펀치(102)가 성형공(103) 내외로 출입하게 된다.

하부 다이 조립체(104)는, 그 좌측 다이 조립체(105)와 우측 다이 조립체(106)를 가지고 있으며, 이들 좌우측 다이 조립체(105, 106)는 각각 그 외측 단부에 연결된 유압 실린더(107, 108)에 의해 좌우측 방향으로 소정 거리만큼 왕복이동 가능하게 되어 있다. 이와 같은 왕복이동은, 좌우측 다이 조립체(105, 106)의 하부에 설치된 직선운동 안내수단(linear motion guide)(109)에 의해서 수평방향 직선으로 행해진다. 좌우측 다이 조립체(105, 106)의 각각의 내측에는, 좌우측 성형 다이(111, 112)가 착탈 가능하게 장착되어 있는데, 이들 좌우측 성형 다이의 각각의 내측면부는 서로 밀착하도록 근접 이동되었을 때에 성형공(103)을 형성할 수 있도록 요부(凹部)가 형성되어 있다. 이에 대해서는 도 7과 도 8을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

좌우측 성형 다이(111, 112)는 나사(113)와 같은 통상의 체결수단에 의해 좌우측 다이 조립체(105, 106)의 내측에 착탈 가능하게 장착되며, 각각의 내부에는 성형작업시에 성형공(103)내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가열하는 가열수단인 전기 코일(114)이 관통하여 설치된다. 이 코일(114)은 구리로 만들어진 중공상의 각형 코일로서, 그 중공상 내부로는 성형작업시에 냉각수가 공급된다. 이 전기 코일의 양단부는 별도의 AC 전력 공급원(도시되지 않았음)에 연결된다. 이 AC 전력 공급원은 통상의 고주파, 중주파 또는 저주파 인버터(inverter) 등과 같이 일반적으로 구득가능한 것이다. 도시된 예에서는, 하나의 전기 코일이 하나의 성형공을 둘러 싸도록 설치되어 있으나, 성형공을 복수개로 할 경우에는 각 성형공마다 별도의 전기 코일을 마찬가지로 설치할 수 있음은 물론이다.

좌우측 성형 다이(111, 112)의 바로 아래에는, 냉각 또는 방열수단으로서, 좌우측 냉각 블록(115, 116)이 설치되는데, 이들 냉각 블록에는 별도의 냉각수 공급원(도시되지 않았음)으로부터 냉각수를 공급하는 가요성의 냉각수 공급관(117)이 연결되어 있다. 좌우측 냉각 블록(115, 116)은, 필요에 따라서는 어느 하나를 생략할 수도 있다. 또한, 도시된 예에서는 두 개의 냉각 블록이 하나의 원판형 본체 좌우 측면과 접하도록 배치되어 있으나, 성형공을 복수개로 하여 복수개의 원판형 본체를 그 하방에 배치할 경우에는, 복수개의 원판형 본체 사이에 냉각 블록을 추가 배치할 수 있음은 물론이다.

좌우측 다이 조립체(105, 106)의 상부에 배치된 것은, 좌우측 충진 피더(118, 119)로서, 이들 피더는 각각의 외측에 설치된 유압 실린더(120, 121)에 의해 좌우로 왕복이동 가능하게 되어 있고, 성형작업시에 그 상부의 도관(122, 123)을 통해 별도의 성형재료 공급원(도시되지 않았음)으로부터 다이아몬드입자나 금속분말 또는 그들의 혼합물을 공급받게 된다.

하부 다이 조립체(104)의 하방에 배치된 원판형 본체 지지장치(141)는, 좌우측 지지 블록(142, 143)과, 원판형 본체(131)의 착탈시에 좌측 지지 블록(142)을 좌우방향으로 왕복이동시켜주는 유압 실린더(144)와, 원판형 본체(131)의 중심공에 끼워지고 베어링(145)에 의해 회전가능하게 지지되는 축(146)과, 이 축을 일정 각도씩 분할 회전시켜주는 분할 모터(147)를 구비하고 있다. 도시된 예에서는, 하나의 원판형 본체를 지지하는 것으로 되어 있으나, 성형공을 복수개로 하는 경우에는 그에 따라서 복수개의 원판형 본체를 지지하도록 지지 블록을 변경, 예를 들면, 복수개의 지지 블록을 샌드위치식으로 배열하여 복수개의 원판형 본체를 복수개의 성형공의 간격과 일치시켜 지지하는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱 제조장치의 좌우측 성형 다이(111, 112)와 그 바로 아래에 장착된 좌우측 냉각 블록(115, 116)을 자세히 보여주는 일부 확대 단면도이다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 좌우측 성형 다이(111, 112)는 전술한 바와 같이 통상의 나사(113) 등의 체결 수단에 의해서 좌우측 다이 조립체(105, 106)의 내측에 각각 착탈 가능하게 장착된다. 이들 좌우측 성형 다이(111, 112)는 그 수리시에 쉽게 분리할 수 있으며, 또는 절삭톱의 종류에 따라 크기가 다른 절삭 세그먼트를 성형할 경우에, 쉽게 다른 사이즈의 성형 다이로 교체할 수가 있다.

전술한 바와 같이, 이들 좌우측 성형 다이(111, 112)의 각각의 내측면부는 서로 밀착하도록 근접 이동되었을 때에 성형공(103)을 형성할 수 있도록 요부(凹部)가 형성되어 있다. 좌우측 성형 다이(111, 112)의 각각의 내부에는 성형작업시에 성형공(103)내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가열하는 가열수단인 전기 코일(114)이 관통하여 설치된다.

좌우측 성형 다이(111, 112)의 바로 아래에는, 전술한 바와 같이, 좌우측 냉각 블록(115, 116)이 설치되는데, 이들 냉각 블록에는 별도의 냉각수 공급원으로부터 냉각수를 공급하는 가요성의 냉각수 공급관(117)이 연결되어 있다. 이들 냉각 블록(115, 116)은 열전도율이 좋은 구리로 만들어지는 것이 적합하며, 열전도율이 우수한 다른 금속 또는 합금으로 만들어 질 수도 있다. 이들 냉각 블록(115, 116)의 내측면은 성형작업시에, 원판형 본체(131)의 외측면과 밀착하도록 되어 있어서, 원판형 본체를 움직이지 않게 고정시켜 줌과 동시에 성형공으로부터 원판형 본체에 전달되는 고열을 냉각시킬 수 있게 된다. 이들 냉각 블록(115, 116)은 수리, 또는 교체시와 같이 필요시에, 다이 조립체로부터 쉽게 분리할 수 있도록 통상의 나사(125) 등에 의해서 다이 조립체에 장착되어 있다.

도 8은 본 발명에 의한 절삭톱 제조장치에 있어서, 절삭 세그먼트의 성형시, 소결 및 접합을 행하기 위한 가열수단인 전기 코일의 배치상태의 일예를 보여주는 개략 평면도이고, 도 9는 도 8의 전기 코일과 절삭톱의 절삭 세그먼트와의 배치 관계를 보여주는 요부 사시도이다.

도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 전기 코일(114)은 좌우 성형 다이(111, 112)의 요부(凹部)(126, 127)들에 의해 형성되는 성형공(103) 주위에 인접하게 배치되도록, 좌우 성형 다이(111, 112)의 본체를 관통하여 설치된다. 관통 부위는 점선으로 나타내었다. 물론, 이와 같은 전기 코일(114)의 관통 설치시에 통상의 절연 수단(도시하지 않았음)을 사용하여 좌우 성형 다이(111, 112)와 절연시키게 된다.

도 9에 개략적으로 도시한 바와 같이, 성형시에, 전기 코일(114)은 절삭톱의 원판형 본체(131)의 주변부에 접합되는 하나의 절삭 세그먼트(132)의 외부를 감싸도록 배치됨으로써, 전압을 인가 했을 때에, 절삭 세그먼트(132)를 형성하는 다이아몬드-금속분말 혼합물의 금속분말을 유도 가열시키게 된다. 절삭 세그먼트(132)의 외부를 감싸고 도는 코일의 절곡부를 고리(ring) 형상으로 돌출시킨 것은, 도면에 있어서, 현재 성형중인 절삭 세그먼트(132)의 앞에 위치하는 이미 성형되어 원판형 본체(131)의 주변부에 접합된 절삭 세그먼트(133)와 접촉되는 것을 방지하기 위한 것이다.

다음에, 이상 설명한 본 발명의 제조장치를 사용하여 절삭톱을 제조하는 것에 대하여 간략히 설명한다. 본 발명의 제조장치는 전(全) 단계가 자동으로 수행되도록 프로그래밍되어 있으나, 반자동 또는 수동작업도 가능함은 물론이다.

우선, 소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비하여 성형재료 공급원(도시되지 않았음)에 채워, 충진 피더(118, 119)에 공급시킨다. 이와 같이, 충진 피더에 공급된 성형재료, 즉 다이아몬드-금속분말의 혼합물은, 본 발명의 장치를 작동시키면, 유압 실린더(120, 121)에 의해 좌우로 이동되는 충진 피더에 의해 좌우측 성형 다이(111, 112)의 밀착에 의해 형성된 성형공(103)에 투입된다. 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 성형공(103)에 투입하기 전에, 절삭톱의 원판형 본체(131)를 성형 다이(111,112)의 하부에 위치시켜 지지장치(141)로 지지함으로써, 원판형 본체(131)의 소정 주변부가 성형 다이(111, 112)의 하단 내부에 위치하게 된다.

이와 같이, 다이아몬드-금속분말의 혼합물이 성형공에 투입되면, 상부 펀치 조립체(101)가 하강하여 그 펀치(102)가 성형공(103)내로 삽입되어, 성형공(103) 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물에 압력을 가하여 소망하는 형상의 절삭 세그먼트로 성형하게 된다. 이러한 성형작업과 동시에, 좌우측 성형 다이(111, 112) 내에 관통 설치된 전기 코일(114)에 전압이 인가되어 성형공(103) 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 유도가열시키게된다. 다이아몬드-금속분말의 혼합물은, 유도가열에 의한 고열에 의해, 금속분말이 소결됨과 동시에, 성형공 하부에 미리 위치시킨 원판형 본체(131)의 주변부에 접합된다.

다이아몬드-금속분말의 혼합물을 유도가열하는 시간동안에는, 예를 들면, 대략 600 ~ 1200℃의 고온이 발생하여 금속분말을 소결시키고 접합을 행하게 되는데, 이러한 고온은 바람직하지않게 전기 코일(114)과 원판형 본체(131)에 전달된다. 이와 같이 전달된 고온에의해 가열된 전기 코일(114)과 원판형 본체(131)를 냉각시키기 위해, 전술한 바와 같이, 냉각수가 전기 코일(114)과 냉각 블록(115, 116)의 내부를 흐르게된다.

원판형 본체(131)의 주변부에 하나의 절삭 세그먼트가 접합완료되면, 다이 조립체 하방에 설치되어 원판형 본체(131)를 지지하고 있는 지지장치(141)의 분할 모터(147)가 소정 각도만큼 분할 회전하고, 그에 의해 원판형 본체(131)가 소정 각도 분할 회전하여, 원판형 본체(131)의 주변부의 다음 위치에 접합될 절삭 세그먼트를 성형, 소결, 접합하는 작업이 전술한 순서대로 다시 수행된다. 이와 같은 작업은 프로그램에 의해 연속적으로 수행되며, 그 결과 원판형 본체(131)의 주변부 전체에 걸쳐서 다수개의 절삭 세그먼트들이 접합되게 된다.

도 10은 본 발명의 적합한 실시예에 의하여, 다이아몬드-금속분말의 혼합물로서 다이아몬드-금속분말 과립들과 금속분말의 혼합물을 사용하여 제조된 절삭톱의 절삭 세그먼트의 구조를 보여주는 일부 단면도이다.

전술한 바와 같이, 다이아몬드-금속분말 과립은 일정한 크기를 갖기 때문에, 성형, 소결, 접합 단계를 거쳐 완성된 절삭톱(130)의 절삭 세그먼트(133)내에는 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이 소결된 다이아몬드-금속분말의 과립들(134)이 균일하게 배열된다. 다이아몬드-금속분말의 과립들과 금속분말의 혼합물로 성형된 절삭 세그먼트의 소결시에는, 전술한 바와 같은 유도가열에 의해 다이아몬드-금속분말 과립과 금속분말의 혼합물이 순간적으로 600 ~ 1200℃로 가열되면서, 금속분말이 소결되고 그와 동시에 다이아몬드 핵을 싸고 있는 금속분말의 일정한 깊이까지만 소결이 된다. 따라서, 다이아몬드 입자는 고온에 의한 영향을 거의 받지 않는다.

일예로서, 다이아몬드-금속분말의 과립들은, 각각 1㎛ ~ 8000㎛의 입도를 가진 다이아몬드 입자를 핵으로 하여 그 외부에 0.5㎛ ~ 200㎛의 입도를 가진 금속분말을 코팅하여 형성되며, 그와 같이 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립은, 소결후, 로크웰 경도로 H_RC 1 ~ 60의 경도를 갖는다. 그 결과, 다이아몬드-금속분말의 과립들과 금속분말의 혼합물을 소정 형태로 성형, 소결하여서 형성된 절삭 세그먼트는, 소결후 전체적으로 H_RC 1 ~ 60의 경도를 갖게 된다.

다이아몬드-금속분말의 혼합물 또는 그 과립의 제조에 사용되는 금속분말은 일예로서, 주성분으로서 코발트, 철, 텅스텐 중 적어도 하나를 함유하고, 구리, 주석, 구리-주석 합금, 니켈 또는 티타늄 중 적어도 하나를 추가로 함유한다.

도 11은 본 발명의 적합한 실시예에 의한 절삭톱의 절삭 세그먼트의 사용시 마모상태를 보여주는 일부 확대 단면도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 절삭톱(130)의 장시간 사용후, 절삭 세그먼트(133)의 마모된 표면으로부터 노출되는 다이아몬드의 높이가 거의 일정하다.

또한, 다이아몬드-금속분말 과립(134)에 있어서, 다이아몬드 핵(135)을 둘러 싸고 있는 금속분말 소결체의 경도가 높고, 다이아몬드-금속분말 과립이 일체로 소결된 것이므로, 다이아몬드 입자와 금속분말의 소결체와의 사이의 결합력이 우수하다. 따라서, 화살표 방향으로 회전하는 절삭 세그먼트(133)의 표면에 노출된 다이아몬드-금속분말의 과립(134)들이 사용시에 마모되더라도, 다이아몬드 입자(135)의 뒷부분에 위치한 금속분말 소결체 부분의 잔류층(136)이 상당 기간 유지되므로, 다이아몬드 입자(135)를 상당 기간 지지해주는 역할을 한다. 실제로, 절삭작업시에, 절삭 세그먼트(133)의 표면으로부터 노출되는 다이아몬드 입자(135)의 높이가 대략 3/5이 될 때까지 거의 탈리되지 않고 유지된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 절삭 세그먼트의 성형, 소결, 접합을 동시에 행할 수 있으므로 제조 공정을 대폭 단축시켜, 빠른 시간 내에 저렴한 제조원가로 절삭톱을 제조할 수 있는 제조방법을 제공한다.

또한, 본발명은, 별도의 독립된 제조설비들을 사용하지 않고, 단일의 제조설비를 사용함으로써, 설치공간이 작으며, 작업이 간편하고, 경제적으로 절삭톱을 제조할 수 있는 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 절삭 세그먼트를 구성하고 있는 다이아몬드-금속분말 혼합물의 소결체 내의 다이아몬드 입자가 균일하게 분포된 절삭톱을 제공하며, 장시간 사용시에도 절삭 세그먼트의 마모로 인하여 노출되는 다이아몬드 입자가 쉽게 탈리되지 않는 절삭톱을 제공한다.

본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에만 한정하지 않으며 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (17)

1. 소정 두께의 원판형 본체의 주변부에 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성된 다수개의 절삭 세그먼트들이 일정 간격으로 접합된 절삭톱의 제조방법에 있어서,

   소정 크기의 다이아몬드 입자와 소정 크기 및 성분의 금속분말을 혼합하여 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 준비하는 단계와;

   상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와 이 상부 펀치에 대응하는 단면형상으로 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체를 구비하여 구성된 성형기의 하부에 절삭톱의 원판형 본체를 위치시켜 지지하는 단계와;

   상기 성형기의 성형공내에 소정량의 상기 다이아몬드-금속분말 혼합물을 투입하여 소정 형상의 절삭 세그먼트로 성형하는 단계와;

   상기 성형공내에서 성형되는 다이아몬드-금속분말 혼합물을 가열하여, 상기 절삭 세그먼트의 다이아몬드-금속분말 혼합물중 금속분말을 소결시키는 단계와;

   상기 가열에 의해서, 상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 위치시킨 상기 원판형 본체의 주변부에 절삭 세그먼트를 접합시키는 단계를 포함하며,

   상기 절삭 세그먼트를 성형하는 단계와, 상기 금속분말을 소결시키는 단계와, 상기 절삭 세그먼트를 접합시키는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 절삭톱의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 원판형 본체를 소정 각도씩 분할 회전시켜서 그 주변부 전체에 걸쳐서 다수개의 절삭 세그먼트를 순차적으로 접합시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 가열이 전기적인 가열인 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적인 가열이, 상기 성형기의 하부 다이 조립체의 성형공 외부에 인접 설치된 코일에 AC 전압을 인가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적인 가열이, 상기 성형기의 상부 펀치에 인가되고 절삭 세그먼트의 가압 성형시 하부 다이 조립체의 성형공 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물에 인가되는 DC 전압에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 다이아몬드-금속분말의 혼합물이 소정 크기 및 성분의 금속분말과, 소정 크기의 다이아몬드 입자 외부에 소정 크기 및 성분의 금속분말을 코팅하여 미리 형성된 다이아몬드-금속분말의 과립들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. 소정 두께의 원판형 본체의 주변부에 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물로 형성된 다수개의 절삭 세그먼트들이 일정 간격으로 접합된 절삭톱의 제조장치에 있어서,

   상하 왕복이동 가능한 적어도 하나의 상부 펀치와;

   상기 상부 펀치에 대응하는 단면형상을 가지며 다이아몬드 입자와 금속분말의 혼합물을 투입하여 소정 형태로 성형하도록 된 적어도 하나의 성형공을 가진 하부 다이 조립체와;

   상기 하부 다이 조립체의 성형공 하부에 상기 원판형 본체의 소정 주변부를 위치시켜 지지하는 지지장치와;

   상기 하부 다이 조립체의 성형공의 내부에 투입된 다이아몬드-금속분말의 혼합물을 가열하기 위한 가열수단를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭톱의 제조장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 하부 다이 조립체의 상부 평면에서 좌우로 왕복이동하면서 상기 성형공내에 다이아몬드입자, 금속분말 또는 그들의 혼합물을 투입하도록 된 적어도 하나의 충진 피더(filling feeder)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제조장치.
10. 삭제
11. 제 8 항에 있어서, 상기 가열수단이 전기적인 가열 수단인 것을 특징으로 하는 제조장치.
12. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 가열수단이, 상기 하부 다이 조립체의 상기 성형공의 외부에 인접 설치된 유도가열용 코일인 것을 특징으로 하는 제조장치.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 가열수단이, 상기 상부 펀치에 인가되고 절삭 세그먼트의 가압 성형시 하부 다이 조립체의 성형공 내의 다이아몬드-금속분말의 혼합물에 인가되는 DC 전원 공급원인 것을 특징으로 하는 제조장치.
14. 제 8 항에 있어서, 상기 하부 다이 조립체의 성형공의 하부에 위치하는 상기 원판형 본체의 좌우 측면 또는 어느 일측면과 접하도록, 상기 하부 다이 조립체의 성형공의 하부에 배치되는 적어도 하나의 냉각 또는 방열수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제조장치.
15. 제 8 항에 있어서, 상기 원판형 본체의 지지장치가 상기 원판형 본체를 소정 각도씩 분할 회전시켜 주도록 된 분할 회전수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제조장치.
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17. 삭제