KR100615707B1 - 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법 - Google Patents

브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100615707B1
KR100615707B1 KR1020030084691A KR20030084691A KR100615707B1 KR 100615707 B1 KR100615707 B1 KR 100615707B1 KR 1020030084691 A KR1020030084691 A KR 1020030084691A KR 20030084691 A KR20030084691 A KR 20030084691A KR 100615707 B1 KR100615707 B1 KR 100615707B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cutting tool
binder
abrasive
drying
polishing
Prior art date
Application number
KR1020030084691A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050051010A (ko
Inventor
송민석
정영호
박강래
서준원
Original Assignee
신한다이아몬드공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신한다이아몬드공업 주식회사 filed Critical 신한다이아몬드공업 주식회사
Priority to KR1020030084691A priority Critical patent/KR100615707B1/ko
Publication of KR20050051010A publication Critical patent/KR20050051010A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100615707B1 publication Critical patent/KR100615707B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0072—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using adhesives for bonding abrasive particles or grinding elements to a support, e.g. by gluing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P5/00—Setting gems or the like on metal parts, e.g. diamonds on tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 브레이징법에 의해 모재에 복수개의 지립을 부착하여 연마공구 및 절삭공구를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 페이스트 형태의 결합재를 상기 모재 상에 도포하는 단계; 결합재층을 건조하는 제1차 건조단계; 상기 건조된 결합재층의 표면 상에 액상의 바인더를 도포하는 단계; 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 분산·배치하는 지립배치단계; 복수개의 지립이 분산·배치된 결합재층을 건조하는 제2차 건조단계; 및 복수개의 지립이 분산·배치된 모재를 노(爐)내에 장입하여 브레이징하는 단계;로 구성된다. 본 발명은 결합재층을 건조하는 1차 및 2차 건조단계를 통하여, 지립배치수단인 천공판 또는 메쉬를 사용하여 복수개의 지립을 유동성이 있는 페이스트 형태의 브레이징 금속결합재에 균일하게 배치하는 것이 가능하게 한다. 따라서 제조비용을 증가시키지 않으면서 보다 신속하고 손쉬운 방법으로 일층 또는 복수층의 연마입자층를 균일하게 배치시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 복수층의 지립층을 포함하는 연마/절삭공구로 제조하는 경우에는 단일층의 연마입자층으로 제조된 공구보다 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.
브레이징, 연마공구, 절삭공구, 지립, 다이아몬드

Description

브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD FOR GRINDING AND CUTTING TOOL USING METAL BRAZING}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법의 공정흐름도이다.
도 2(a) 내지 도 2(f)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법을 설명하는 개요도이다.
도 3(a)는 본 발명에서 사용되는 지립배치수단으로서 그물눈이 형성된 메쉬의 사시도이고, 도 3(b)는 상기 메쉬의 절단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법의 공정흐름도이다.
도 5(a) 내지 도 2(g)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법을 설명하는 개요도이다.
*****도면의 주요부분에 대한 도면부호의 설명*****
10, 11: 지립 20: 모재
40, 50: 결합재층 41, 51: 접착층
80: 메쉬 81: 그물눈
본 발명은 브레이징법에 의하여 연마/절삭공구를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 그물눈을 가진 폴리머 재질의 메쉬를 사용하여 다이아몬드 입자 등의 지립을 유동성이 있는 페이스트 형태의 브레이징 금속결합재에 균일하게 배치하는 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 복수의 지립들로 구성되는 지립층을 일층 또는 다층으로 형성할 수 있는 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법 및 상기의 방법에 의해 제조된 일층 또는 다층의 지립층이 형성된 연마/절삭공구를 제공한다.
본 발명은 화학적 기계적 패드 컨디셔너(CMP pad conditioner)와 같은 초정밀분야의 다이아몬드공구에 적용될 수 있다. 또한, 일반 정밀 연삭공구인 스트레이트 휠(Straight wheel), 아이디 휠(ID wheel), 석재건설용 절삭공구인 코어드릴(coredrill), 커터(cutter), 블레이드(blade), 와이어쏘(wire saw), 또는 석재천공용 엔드밀(endmill) 등에도 적용할 수 있다.
일반적으로 상기와 같은 연마공구 또는 절삭공구는, 모재, 상기 모재상에 결합되어 연마 또는 절삭 대상을 연마 또는 절삭하는 복수개의 지립들, 및 상기 복수개의 지립을 모재상에 결합시키기 위한 결합부재로 구성된다. 상기 모재와 지립을 결합시키는 방법으로는, 니켈 등에 의하여 전기도금에 의한 전기도금법, 결합제인 금속분말과 지립이 분포된 모재 전체를 소결하는 소결법, 또는 브레이징 금속으로 이루어진 결합재로 복수개의 지립을 모재 상에 고정시키는 브레이징법 등이 있다.
특히, 브레이징법의 경우, 지립을 모재 상에 고정시키기 위한 결합재는 일반적으로 금속 분말 및 그 분말에 유동성을 가지도록 바인더 등으로 구성된 페이스트로 이루어진다. 즉, 브레이징 방법은 먼저 모재상에 금속분말 및 바인더로 이루어진 페이스트를 도포하고, 모재에 도포된 페이스트 상에 복수개의 지립들을 분포시키게 된다. 다음으로 복수개의 지립들이 분포된 페이스트를 소정의 온도에서 건조시킨 후, 환원성 분위기 또는 불활성 분위기에서 소정의 소결온도(약 900~1300℃)로 열처리하여 브레이징 금속을 용융·고착시켜 제품을 완성하게 된다.
한편, 연마/절삭공구에 있어서 지립 사이의 거리가 지나치게 이격되는 경우에는 연마면 또는 절삭면의 구조가 불량으로 될 수 있다. 이 때문에, 각각의 지립에 부가되는 작업부하(예컨대, 가공물에 의하여 가해지는 충격력)가 과다하게 된다. 또한 무작위로 분산된 입자는 분쇄되거나, 이들 입자들이 배치될 메트릭스로부터 제거될 수도 있다. 만약 일부 지립들이 파쇄 또는 제거되는 경우에는 잔존해 있는 지립들로 작업부하가 전달되므로 다른 지립들의 연쇄 파손이 발생할 개연성이 높게 된다. 또한 지립들 사이의 거리가 서로 지나치게 근접하면 입자들이 중복될 수 있으며, 이 경우에는 실제 작업에 전혀 사용되지 않는 지립이 존재하게 된다. 특히 다이아몬드 또는 질화붕소 등은 매우 고가이므로 비용의 측면에서 바람직하지 않다. 아울러 상기와 같이 작업에 사용되지 않는 비실행 입자들은 부스러기의 통로를 차단할 수 있으므로 작업효율이 현저히 감소된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 지립을 모재상에 균일하게 분포시키는 방법으로서 천공판을 이용하는 방법이 이용되었다. 보다 자세히 설명하면, 소결법에 의하여 제조하는 경우, 먼저 다이아몬드 입자의 크기보다 크게 일정한 간격으로 천공홀이 형성된 천공판의 일면에 접착테이프를 붙이고, 상기 천공판의 천공홀을 통하여 다이아몬드 입자를 테이프에 일정한 배열로 접착시킨다. 이렇게 하여 다이아몬드 입자의 배열이 완료된 후에 상기 천공판을 제거하면, 다이아몬드 입자가 일정하게 배열되어 부착된 접착테이프만이 남게된다. 그 후, 배열된 다이아몬드 입자들 사이에 금속결합재 분말을 충진한 후 일체로 성형하는 방법으로 제조하게 된다. 또한 전기도금법에 의하는 경우에도, 모재 상에 접착제를 도포한 후 천공판 또는 메쉬 등을 통해 다이아몬드 입자를 배열하고, 전기도금에 의하여 상기 다이아몬드 입자들을 결합·유지시키는 방법으로 제조하게 된다.
이와 같이 전기도금법이나 소결법에서는 모재에 접착테이프 또는 접착제를 부착하여 천공판 또는 메쉬 등을 통해 여과된 지립을 부착하게 된다. 그러나, 브레이징법에 의해 연마/절삭공구를 제조함에 있어서는, 브레이징 금속기지(metal matrix)가 겔(gel) 상태인 페이스트(paste)이므로, 상기와 같이 전기도금법 또는 분말을 이용한 소결법에서 사용되는 천공판 또는 메쉬를 페이스트 상에 위치시켜 다이아몬드 입자를 배치하는 것이 용이하지 않다. 즉, 유동성이 있는 겔상태의 페이스트에 천공판 또는 메쉬를 올려놓으면 페이스트의 상태가 훼손되므로 다이아몬드의 분산 배치가 어렵게 된다. 또한 상기 천공판을 이용한 세팅공정은 비용이 매우 고가이므로 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
브레이징법에 있어서, 천공판 등의 형판을 사용하여 다이아몬드 입자를 균일배치한 예(한국공개특허공보 특2001-60975호)로는, 땜납 자체 또는 그 분말을 유기접착제(예; 왁스)에 혼합하여 롤러로 압연한 박피 금속층을 형성한 후, 규칙적으로 분포된 구멍이 있는 형판을 사용하여 다이아몬드 입자를 상기 금속층에 배치하는 방법이 있다. 그러나 유기접착제에 금속분말을 혼합하여 박피 금속층을 형성하는 것은, 통상의 브레이징법에서와 같이 페이스트를 사용하지 않고 별도의 접착층을 제조하여야 한다는 점에서 비용의 증가를 가져온다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 천공판 또는메쉬를 사용하여 다이아몬드 등의 지립을 페이스트 형태의 브레이징용 결합재에 균일하게 배치시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에서 제공하는 연마/절삭공구 제조방법을 통해 제조비용을 증가시키지 않으면서 보다 신속하고 손쉬운 방법으로 지립을 균일하게 배치시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 목적은, 페이스트 형태의 브레이징 결합재를 사용하는 경우 페이스트의 건조가 완전하게 시행되지 않으면 제품을 노(爐)내에 장입하여 열을 가할시, 중력방향으로 페이스트의 유동이 발생하여 제품에 두께 편차 등의 불량이 발생하며, 결국 제품을 폐기해야 하는 문제점을 해결하고자 한다. 본 발명에서 제공하는 연마/절삭공구 제조방법에 따르면 유동성이 있는 페이스트를 미리 건조하는 공정을 포함하므로 상기의 문제점을 해결하게 된다.
또한, 본 발명은 브레이징법에 의해 연마/절삭공구를 제조함에 있어서, 단일층의 금속 브레이징(Metal Brazing Single Layer) 뿐만 아니라 복수층을 포함하는 금속 브레이징법(Metal Brazing Multi Layer)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 통해 표면층의 연마입자가 더이상 작업을 계속할 수 없게 되더라도 후속 연마입자가 돌출될 수 있는 구조로 제조되므로 공구의 수명이 종료되지 않고 계속적으로 작업을 진행할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법을 설명하도록 한다.
본 발명은, 모재에 복수개의 지립을 부착하여 연마/절삭공구를 제조하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서, (a) 페이스트 형태의 결합재를 상기 모재 상에 도포하여 결합재층을 형성하는 결합재 도포단계; (b) 상기 결합재층을 건조하는 제1차 건조단계; (c) 제1차 건조단계를 거친 후 건조된 결합재층의 표면 상에 액상의 바인더(binder)를 도포하는 액상 바인더 도포단계; (d) 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 분산·배치하는 지립배치단계; (e) 복수개의 지립이 분산·배치된 결합재층을 건조하는 제2차 건조단계; 및 (f) 복수개의 지립이 분산·배치된 모재를 노(爐)내에 장입하여 브레이징하는 단계; 를 포함하는 연마/절삭공구 제조방법을 제공한다. 지립배치수단을 결합재층에 설치하기 전에 유동성이 있는 페이스트 결합재층을 미리 건조시킴으로써, 지립배치수단의 설치가 용이하게 하고, 또한 1차 건조된 결합재층의 표면에 액상 바인더를 도포하여 지립이 접착될 수 있도록 한다. 따라서 천공판 또는 메쉬 등과 같은 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 균일하게 배치하는 것이 가능하게 한다.
또한, 본 발명은, 복수의 지립층을 포함하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서, (a) 페이스트 형태의 결합재를 모재 상에 도포하여 결합재층을 형성하는 결합재 도포단계; (b) 상기 결합재층을 건조하는 제1차 건조단계; (c) 제1차 건조단계를 거친 후 건조된 결합재층의 표면 상에 액상의 바인더(binder)를 도포하는 액상 바인더 도포단계; (d) 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 분산·배치함으로써 지립층을 형성하는 지립배치단계; (e) 상기 지립층이 형성된 결합재층을 건조하는 제2차 건조단계; (f) 상기 지립층 및 결합재층 위에 페이스트 형태의 결합재를 도포하고 (b) 단계 내지 (e) 단계를 복수회 순차반복하여 복수의 지립층을 형성하는 단계;; 및 (g) 복수의 지립층이 적층된 모재를 노(爐)내에 장입하여 브레이징하는 단계;를 포함하는 연마/절삭공구 제조방법을 제공한다. 이를 통해 복수층을 포함하는 금속 브레이징법(Metal Brazing Multi Layer)을 제공하므로, 표면층의 지립이 더이상 작업을 계속할 수 없게 되더라도 후속층의 지립이 돌출될 수 있는 구조로 제조되어 공구의 수명이 종료되지 않고 계속적으로 작업을 진행할 수 있다.
나아가, 상기 결합재 도포단계는 결합재가 모재상에 균일하게 도포되는 것이 바람직하다. 또한 상기 결합재는 브레이징 금속, 용제(solvent) 및 바인더를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 브레이징 금속은 니켈, 니켈합금, 동합금 및 은합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 특히 복수의 지립층을 포함하는 연마/절삭공구의 제조에 있어서는 브레이징 금속으로서 동합금 또는 은합금이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 제1 건조단계 및 상기 제2 건조단계는 300℃~600℃의 온도에서 건조하는 것이 바람직하다.
상기 액상 바인더(binder)의 도포단계는, 상기 액상 바인더를 결합재층상에 도포하여 복수개의 지립이 상기 결합재층상에 접착될 수 있는 접착층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 지립배치단계는, 지립배치수단을 액상 바인더가 도포된 결합재층상에 배치하는 단계, 복수개의 지립들이 상기 지립배치수단 위에 분산·배치되는 단계; 및 복수개의 지립들이 분산·배치된 후 상기 지립배치수단을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 지립배치수단으로서는 천공판, 메쉬 등을 사용할 수 있고, 복수개의 그물눈이 형성된 메쉬를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 메쉬는 폴리머 재질로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 제2차 건조단계를 거친 후에는 복수개의 지립들이 분산·배치된 모재 전체를 건조하는 제3차 건조단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 제3차 건조단계는 100℃의 온도에서 건조하는 것이 바람직하다.
상기 브레이징 단계는 환원성 분위기 또는 불활성 분위기에서 행해지는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법에 대한 공정순서도이다. 도 1에서 보듯이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 브레 이징법에 의한 연마/절삭공구의 제조방법은, 모재를 준비하는 단계(S1), 페이스트 형태의 결합재층을 도포하는 단계(S2), 상기 결합재층을 건조하는 1차 건조단계(S3), 건조된 결합재층의 표면상에 액상 바인더를 도포하는 단계(S4), 상기 액상 바인더에 의해 형성된 접착층에 지립배치수단을 설치하는 단계(S5), 상기 지립배치수단을 이용하여 지립을 분산·배치하는 단계(S6), 상기 지립배치수단을 상기 접착층으로부터 분리하는 단계(S7), 유동성이 있는 접착층을 건조하는 2차 건조단계(S8), 복수개의 지립들이 배치된 모재 전체를 오븐에서 건조하는 단계(S9), 및 모재 전체를 노(爐) 내에 장입하여 브레이징하는 단계(S10)를 거쳐 최종 제품을 완성하게 된다.
각각의 공정단계별로 보다 자세히 설명하면, 도 2(a)에서 보듯이, 모재(20) 상에 페이스트 형태의 결합재층(40)을 균일하게 도포한다. 사용되는 모재는 용도에 따라 다양한 형상 및 재질을 가지도록 구성되며, 재질은 바람직하게는 금속재질이고, 보다 바람직하게는 스테인레스 스틸(stainless steel)인 것을 기본으로 한다. 그러나 사용환경이 부식성 분위기가 아니라면 일반 스틸도 가능하고, SK5, SCM, S45C (일본공업규격) 등과 같은 탄소강도 사용가능하다.
또한 도 2(a)의 모재(20) 상에 도포되는 페이스트(40)로는 Ni계 페이스트, Cu계 페이스트 또는 Ag계 페이스트 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 제품의 용도에 따라서 선택될 수 있으며, 일반적으로는 경도가 강한 Ni계 브레이징 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 페이스트 결합재층(40)은 모재 상에 균일하게 도포하는 것이 바람직하고, 도포하는 두께는 결합될 지립의 크기에 따라 결정되지만, 통상 수㎛~수천㎛의 두께로 도포된다. 페이스트 결합재층(40)은 지립과 모재를 결합시키기 위한 역할로서, 용제(solvent) 및 바인더를 포함한다.
다음으로, 상기와 같이 모재 상에 균일하게 도포된 페이스트 결합재층(40)을 도 2(b)에 도시한 바와 같이 공업용 드라이어(dryer) 등과 같은 건조수단을 사용하여 페이스트 결합재층(40)을 1차로 건조한다. 이때 온도가 300~600℃인 열풍(60)으로 건조하는 것이 바람직하고, 필요에 따라 수분간격으로 여러차례 나누어 건조하는 것이 보다 바람직하다. 건조하는 시간이 지나치게 짧으면 페이스트의 아래부분에서 바인더가 계속적으로 용승하게 되어 페이스트가 완전히 건조되지 않으므로, 바닥쪽의 바인더가 페이스트 표면위로 올라오지 않을 때까지 건조한다. 이와 같은 1차 건조의 목적은 통상 용매(solvent)는 약 100℃에서 휘발하고 바인더(binder)는 약 500℃에서 휘발하므로 이를 제거하기 위함이다.
페이스트 결합재층(40)을 모두 건조한 후에는, 도 2(c)에 도시한 바와 같이 건조된 페이스트 결합재층(40) 위에 액상의 바인더를 다시 도포한다. 이는 건조된 페이스트를 액상의 바인더를 발라서 촉촉하게 만듦으로써, 지립들이 페이스트 결합재층(40)에 부착될 수 있는 접착층(41)을 형성하기 위함이다.
다음 단계로는, 도 2(d)와 같이 액상 바인더를 발라서 촉촉하게 된 접착층(41)위에 지립배치수단(80)을 설치한 후, 그 위에 도 2(e)와 같이 복수개의 지립(10)을 분산시킨다. 그 후, 상기 지립배치수단(80)을 제거하면 복수개의 지립(10)만이 페이스트 접착층(41) 위에 잔류하게 되고 복수개의 지립(10)만이 균일하게 배치된 상태가 된다.
상기 지립배치수단(80)으로서는 천공판 또는 메쉬를 사용하는 것이 가능하고, 도 3(a)에 도시된 바와 같은 그물눈(81)을 가진 메쉬로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 그물눈(81)은 지립직경에 따른 크기를 가지며, 그 취급이 용이하도록 천연섬유 또는 합성수지 등에 의해 제작될 수 있다. 또한 지립을 배치할 때, 지립들이 분포될 수 있도록 손잡이(82)를 양쪽으로 잡아당김으로써 장력을 인가하여 상기 결합재층(40) 상에 유지되는 것이 바람직하다. 아울러, 지립(10)이 균일 또는 일정한 패턴으로 분포될 수 있도록 상기 지립직경보다 크고 지립직경의 두배보다 작은 그물눈(81)을 가진 메쉬로 제조되는 것이 바람직하다. 도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 메쉬를 I-I 절단선을 통해 단면을 도시한 것이다. 물론 상기 지립배치수단(80)은 지립을 분산·배치한 후에 제거하는 것이 바람직하다.
상기 지립(10)은 일반적으로 경도가 큰 결정질 또는 다결정 물질을 의미하나, 다이아몬드, 큐빅질화붕소(cBN: Cubic Boron Nitride), 초경(WC), 탄화실리콘(SiC), 탄화티타늄(TiC) 및 알루미나(Al2O3)로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 복수개의 지립(10)은 지립배치수단(80)에 의하여 균일 또는 일정한 패턴으로 분포되는 것이 바람직하다.
이와 같이 지립의 배치가 완료되면, 도 2(f)에 도시한 바와 같이 유동성이 있는 접착층(41)을 제1차 건조에서와 같은 방법으로 2차 건조한다. 즉, 공업용 드라이어를 사용하여 열풍(60)의 온도를 약 300℃~600℃로 하여 수분간격으로 여러차례 나누어 건조한다. 이와 같은 2차 건조를 통해 접착층의 유동성을 줄이고 결합재 층 상에 지립들이 고정될 수 있도록 한다.
2차 건조단계를 통해 결합재층(40) 상에 복수개의 지립(10)을 균일 배치한 모재 전체를 건조오븐에 넣어 약 100℃에서 건조한다. 이를 통해 결합재층(40)을 완전히 건조시킨 후에, 중간 제품 상태의 모재를 노(爐) 내에 장입하여 브레이징을 행한다. 브레이징은 진공로 또는 수소로 등의 환원성 분위기에서 행해지거나, 질소 및 알곤 같은 불활성 가스를 사용한 불활성 분위기에서 행해지는 것이 가능하다. 또한 열처리 온도이력곡선 중에 약 500℃에서 1시간 유지하는 단계를 포함시킴으로써, 잔류 바인더를 최종적으로 완벽하게 제거하는 것도 바람직하다.
다음으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 복수의 지립층을 포함하는 연마/절삭공구의 제조방법을 도 4의 공정흐름도를 통해 설명하기로 한다. 도 4의 공정흐름도에서, 모재를 준비하는 단계(SS1), 페이스트 형태의 결합재층을 도포하는 단계(SS2), 상기 결합재층을 건조하는 1차 건조단계(SS3), 건조된 결합재층의 표면상에 액상 바인더를 도포하는 단계(SS4), 상기 액상 바인더에 의해 형성된 접착층에 지립배치수단을 설치하는 단계(SS5), 상기 지립배치수단을 이용하여 지립을 분산·배치하는 단계(SS6), 상기 지립배치수단을 상기 접착층으로부터 분리하는 단계(SS7), 및 유동성이 있는 접착층을 건조하는 2차 건조단계(SS8)는, 도 1의 단계 S1 내지 단계 S8과 실질적으로 동일하다. 다만, 차이점은 단계 SS1 내지 SS8에 의하여 복수개의 지립이 분산·배치된 일층의 지립층을 형성한 후에, 단계 SS2 내지 단계 SS8을 원하는 횟수만큼 반복 실시함으로써 복수층의 지립층을 형성하는 공정이 추가된다는 것이다. 이렇게 하여 복수의 지립층을 형성한 후에는 복수의 지립 층이 적층된 모재 전체를 오븐에서 건조하는 단계(SS9), 및 모재 전체를 노(爐) 내에 장입하여 브레이징하는 단계(SS10)를 거치게 된다.
본 발명의 제2 실시예를 보다 도 5를 통해 자세히 설명하면, 도 1의 단계 S1 내지 단계 S8을 통해 일층의 지립층이 형성된 상태(도 5(a))에서, 페이스트 형태의 결합재층(50)을 재차 도포하게 된다(도 5(b)). 다음으로 도 5(c)와 같이 결합재층(50)을 건조하는 1차 건조공정을 행하고, 그 후에 도 5(d)와 같이 결합재층(50)에 액상 바인더를 도포하여 지립(11)이 부착될 수 있는 접착층(51)을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 접착층(51)에 지립배치수단(80)을 양단에 장력을 인가하여 배치한 후(도 5(e)), 지립(11)을 고르게 펴서 분산시킨다. 이와 같은 방법으로 두번째 지립층을 배치한 후에 지립배치수단(80)을 분리하고, 도 5(g)와 같이 온도가 300~600℃인 열풍(60)으로 건조하여 유동성이 있는 접착층(51)을 건조함으로써 2차 건조공정을 행한다. 그리하여 두번째 층에 형성된 지립들의 배열이 후속공정에서도 흐트러지지 않고 현상을 유지할 수 있도록 한다. 만약 원하는 지립층이 3층이라면 상기와 같은 공정을 다시 반복하여 세번째층을 형성할 수 있게 된다. 최종의 지립층을 형성한 후에는 제1 실시예의 단계 S9 및 S10과 동일한 방법으로 3차 건조 공정 및 브레이징을 행하여 최종 제품으로 완성하게 된다.
특히, 2이상의 지립층을 형성하는 경우에 2번째 이후에 형성되는 페이스트 결합재는 아랫의 지립층에 배치된 지립의 크기와 그 위에 배치될 지립층의 지립의 크기를 고려하여 적절한 두께로 도포되는 것이 바람직하다. 또한 이와 같이 복수층의 지립층으로 포함하는 연마/절삭공구를 제조하는 경우, 표면 지립층의 지립들이 더이상 일을 할 수 없게 되면 후속층의 지립들이 돌출되어 공구의 수명이 종료되지 않고 계속적으로 일을 할 수 있게 된다. 복수층의 지립층을 형성할 때 사용되는 페이스트 결합재로는 경도가 큰 Ni계 페이스트보다 경도가 약한 Cu계 페이스트 또는 Ag계 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 브레이징법에 의한 연마/절삭공구 제조방법을 통해 제조비용을 증가시키지 않으면서 보다 신속하고 손쉬운 방법으로 지립을 균일하게 배치시킬 수 있다. 나아가, 페이스트 형태의 브레이징 결합재를 사용하는 경우 페이스트의 건조가 완전하게 시행되지 않으면 제품을 노(爐)내에 장입하여 열을 가할시, 중력방향으로 페이스트의 유동이 발생하여 제품에 두께 편차 등의 불량이 발생하지만, 본 발명의 연마/절삭공구 제조방법에 따르면 유동성이 있는 페이스트를 미리 건조하는 공정을 포함하므로 상기의 문제점을 해결하게 된다.
또한, 본 발명은 브레이징법에 의해 연마/절삭공구를 제조함에 있어서, 단일층의 금속 브레이징(Metal Brazing Single Layer) 뿐만 아니라 복수층을 포함하는 금속 브레이징법(Metal Brazing Multi Layer)을 제공하므로, 표면층의 연마입자가 더이상 작업을 계속할 수 없게 되더라도 후속 연마입자가 돌출될 수 있는 구조로 제조되어 공구의 수명이 종료되지 않고 계속적으로 작업을 진행할 수 있다.

Claims (41)

  1. 모재에 복수개의 지립을 부착하여 연마/절삭공구를 제조하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서,
    (a) 페이스트 형태의 결합재를 상기 모재 상에 도포하여 결합재층을 형성하는 결합재 도포단계;
    (b) 상기 결합재층을 건조하는 제1차 건조단계;
    (c) 제1차 건조단계를 거친 후 건조된 결합재층의 표면 상에 액상의 바인더(binder)를 도포하는 액상 바인더 도포단계;
    (d) 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 분산·배치하는 지립배치단계;
    (e) 복수개의 지립이 분산·배치된 결합재층을 건조하는 제2차 건조단계; 및
    (f) 복수개의 지립이 분산·배치된 모재를 노(爐)내에 장입하여 브레이징하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합재 도포단계(a)는 상기 결합재가 모재 상에 균일하게 도포되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합재는 브레이징 금속, 용제(solvent) 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브레이징 금속은 니켈, 니켈합금, 동합금 및 은합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1차 건조단계(b)는 300℃~600℃의 온도에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액상 바인더 도포단계(c)는, 상기 액상 바인더를 도포함으로써 상기 결합재층의 표면에 지립이 부착될 수 있는 접착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지립 배치단계(d)는,
    상기 지립배치수단을 액상의 바인더가 도포된 결합재층 상에 배치하는 단계;
    복수개의 지립을 상기 지립배치수단 위에 분산·배치하는 단계; 및
    복수개의 지립을 분산·배치한 후 상기 지립배치수단을 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지립배치수단은 복수개의 그물눈이 형성된 메쉬인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메쉬의 그물눈의 직경은 배치될 지립의 직경보다 크고 지립 직경의 두배 이하인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메쉬는 폴리머 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2차 건조단계(e)는 300℃~600℃의 온도에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2차 건조단계(e)를 거친 후에, 복수개의 지립이 분산·배치된 모재 전체를 건조하는 제3차 건조단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3차 건조단계는 건조 오븐을 사용하여 행해지고, 100℃에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 단계(f)는 환원성 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 단계(f)는 불활성 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 지립이 결합재층 상에 일정한 패턴으로 분포되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 모재는 금속재질인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 모재는 스테인레스 스틸(stainless steel)인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 모재는 탄소강인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 지립은 다이아몬드, 큐빅질화붕소(cBN: Cubic Boron Nitride), 초경(WC), 탄화실리콘(SiC), 탄화티타늄(TiC) 및 알루미나(Al2O3)로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  21. 복수의 지립층을 포함하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서,
    (a) 페이스트 형태의 결합재를 모재 상에 도포하여 결합재층을 형성하는 결합재 도포단계;
    (b) 상기 결합재층을 건조하는 제1차 건조단계;
    (c) 제1차 건조단계를 거친 후 건조된 결합재층의 표면 상에 액상의 바인더(binder)를 도포하는 액상 바인더 도포단계;
    (d) 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 지립배치수단을 사용하여 복수개의 지립을 분산·배치함으로써 지립층을 형성하는 지립배치단계;
    (e) 상기 지립층이 형성된 결합재층을 건조하는 제2차 건조단계;
    (f) 상기 지립층 및 결합재층 위에 페이스트 형태의 결합재를 도포하고 (b) 단계 내지 (e) 단계를 복수회 순차반복하여 복수의 지립층을 형성하는 단계;; 및
    (g) 복수의 지립층이 적층된 모재를 노(爐)내에 장입하여 브레이징하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법
  22. 제21항에 있어서,
    상기 결합재 도포단계(a)는 상기 결합재가 모재 상에 균일하게 도포되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 결합재는 브레이징 금속, 용제(solvent) 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 브레이징 금속은 동합금 및 은합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 제1차 건조단계(b)는 300℃~600℃의 온도에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 액상 바인더 도포단계(c)는, 상기 액상 바인더를 도포함으로써 결합재층의 표면에 지립이 부착될 수 있는 접착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 지립배치단계(d)는,
    상기 지립배치수단을 액상의 바인더가 도포된 결합재층 위에 배치하는 단계;
    복수개의 지립을 상기 지립배치수단 위에 분산·배치하여 일층의 지립층을 형성하는 단계; 및
    복수개의 지립을 분산·배치한 후 상기 지립배치수단을 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 지립배치수단은 복수개의 그물눈이 형성된 메쉬인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 메쉬의 그물눈의 직경은 배치될 지립의 직경보다 크고 지립 직경의 두배 이하인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 메쉬는 폴리머 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 제2차 건조단계(e)는 300℃~600℃의 온도에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  32. 제21항에 있어서,
    복수의 지립층을 형성하는 단계(f) 후에, 상기 복수의 지립층이 적층된 모재 전체를 건조하는 제3차 건조단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭 공구 제조방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제3차 건조단계는 건조 오븐을 사용하여 행해지고, 100℃에서 건조하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  34. 제21항에 있어서,
    상기 브레이징 단계(g)는 환원성 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  35. 제21항에 있어서,
    상기 브레이징 단계(g)는 불활성 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  36. 제21항에 있어서,
    상기 모재는 금속재질인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 모재는 스테인레스 스틸(stainless steel)인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 모재는 탄소강인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  39. 제21항에 있어서,
    상기 지립은 다이아몬드, 큐빅질화붕소(cBN: Cubic Boron Nitride), 초경(WC), 탄화실리콘(SiC), 탄화티타늄(TiC) 및 알루미나(Al2O3)로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  40. 제21항에 있어서,
    상기 결합재층 상에 적층된 상기 복수의 지립층 각각은 일정한 패턴으로 분포되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.
  41. 제1항 내지 제40항 중 어느 하나의 항에 따른 제조방법에 의하여 제조된 연마/절삭공구.
KR1020030084691A 2003-11-26 2003-11-26 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법 KR100615707B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030084691A KR100615707B1 (ko) 2003-11-26 2003-11-26 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030084691A KR100615707B1 (ko) 2003-11-26 2003-11-26 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050051010A KR20050051010A (ko) 2005-06-01
KR100615707B1 true KR100615707B1 (ko) 2006-08-25

Family

ID=38666298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030084691A KR100615707B1 (ko) 2003-11-26 2003-11-26 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100615707B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100613069B1 (ko) * 2004-08-04 2006-08-16 신한다이아몬드공업 주식회사 다이아몬드 공구의 제조장치
KR101299783B1 (ko) * 2011-09-02 2013-08-23 대구텍 유한회사 절삭 인서트
JP7449829B2 (ja) * 2020-09-09 2024-03-14 株式会社アマダ 切削ブレード及び切削ブレードの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050051010A (ko) 2005-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1009592B1 (en) Patterned abrasive tools
TWI522447B (zh) 延長壽命之研磨物件及方法
CA2540733C (en) Abrasive tools made with a self-avoiding abrasive grain array
US7124753B2 (en) Brazed diamond tools and methods for making the same
US9868100B2 (en) Brazed diamond tools and methods for making the same
JP5647689B2 (ja) 固体コアを有する研磨材物品、及び該物品の製造方法
KR100615707B1 (ko) 브레이징법에 의한 연마공구 및 절삭공구의 제조방법
TWI286097B (en) Polishing tool and method for making the same
KR100688862B1 (ko) 다이아몬드 공구 제조방법 및 이를 이용한 다이아몬드 공구
IE84217B1 (en) Abrasive tools made with a self-avoiding abrasive grain array
TW200843902A (en) A flexible lapping tool and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110818

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120621

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee