KR100795370B1 - Polycrystalline diamond compact - Google Patents

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KR100795370B1
KR100795370B1 KR1020060103491A KR20060103491A KR100795370B1 KR 100795370 B1 KR100795370 B1 KR 100795370B1 KR 1020060103491 A KR1020060103491 A KR 1020060103491A KR 20060103491 A KR20060103491 A KR 20060103491A KR 100795370 B1 KR100795370 B1 KR 100795370B1
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KR
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polycrystalline diamond
substrate
diamond compact
central axis
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KR1020060103491A
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Inventor
박병준
오장욱
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일진다이아몬드(주)
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    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/009—Tools not otherwise provided for
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    • 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

Abstract

A polycrystalline diamond compact is provided to improve impact resistance of the compact by forming a plurality of planes or curves on an interface between the compact and a substrate such that the thickness of a substrate is gradually decreased. A polycrystalline diamond compact(300) is formed by sintering a polycrystalline diamond(110) onto a substrate(120). The substrate has an interface(310) joined to the polycrystalline diamond has a highest point at the portion where the interface and a center axis(320) of the interface meet. The interface has circumferences(420A,420B) which are the lowest points. A plurality of planes(400) ranging from the center axis to the circumferences of the interface have predetermined angles with respect to the center axis, and are formed such that the thickness of the substrate is gradually decreased. The compact has a groove(330) having a ring shape about the center axis. The groove has an inner wall(A) parallel to the center axis of the interface and an outer wall(B) inclined toward the center axis of the interface.

Description

다결정 다이아몬드 콤팩트{polycrystalline diamond compact}Polycrystalline diamond compact

도 1은 종래기술에 따른 계면에 릿지(ridge) 요철부가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도, 1 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact having a ridge uneven portion formed at an interface according to the prior art;

도 2는 종래기술에 따른 계면에 리세스(recess) 요철부가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도, 2 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact in which recesses and recesses are formed in an interface according to the prior art;

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트의 일부 절개 사시도, 3 is a partially cutaway perspective view of a polycrystalline diamond compact according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도,4 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 확대된 제1계면의 단면도, 5 is a cross-sectional view of an enlarged first interface according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트 및 종래의 다결정 다이아몬드 콤팩트의 충격시험 비교 그래프, 6 is a graph comparing the impact test of the polycrystalline diamond compact and the conventional polycrystalline diamond compact according to an embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도, 7 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact according to another embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2계면에 요철부가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도.8 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact having an uneven portion formed in a second interface according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

110: 다결정 다이아몬드 120: 기판110: polycrystalline diamond 120: substrate

310: 제1계면 330: 제1홈부310: first interface 330: first groove

710: 제2계면 750: 제2홈부 710: second interface 750: second groove

800: 요철부 800: uneven portion

본 발명은 다결정 다이아몬드와 결합되는 기판의 계면 형상을 특정하게 제어한 다결정 다이아몬드 콤팩트에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 다결정 다이아몬드와 접하는 기판의 계면이, 계면과 계면의 중심축과 만나는 부분이 최고점을 이루며 계면의 둘레부가 최저점으로 이루어지되 계면의 중심축으로부터 계면의 둘레부에 이르기까지 점차적으로 기판의 두께가 감소되도록 형성되고 중심축을 중심으로 한 고리형태인 홈부가 형성되는 다결정 다이아몬드에 관한 것이다. 특히 위 홈부는 그 내측벽이 계면의 중심축과 평행이고, 그 외측벽은 상기 계면 반대 방향의 상기 계면 중심축을 향해 기울어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a polycrystalline diamond compact that specifically controls the interface shape of the substrate to be bonded to the polycrystalline diamond, and more particularly, the interface of the substrate in contact with the polycrystalline diamond meets the interface and the central axis of the interface. The periphery of the interface is made of the lowest point, but from the center axis of the interface to the periphery of the interface is formed so that the thickness of the substrate is gradually reduced, and relates to a polycrystalline diamond is formed in the groove portion of the ring shape around the center axis. In particular, the upper groove is characterized in that its inner wall is parallel to the central axis of the interface, the outer wall is inclined toward the interface center axis in the direction opposite to the interface.

다결정 다이아몬드 콤팩트(polycrystalline diamond compact : PDC)는 절삭, 밀링, 연삭, 드릴링 및 다른 연마 작업에 광범위하게 이용된다. 다결정 다이아몬드 콤팩트는 응집성이 우수한 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond : PCD) 입자를 초경합금 기판에 결합하여 사용하며, 다이아몬드 입자가 결정학적으로 안정되는 고온 및 고압 하에서 제조된다. Polycrystalline diamond compacts (PDCs) are widely used for cutting, milling, grinding, drilling and other polishing operations. The polycrystalline diamond compact uses polycrystalline diamond (PCD) particles having excellent cohesion in a cemented carbide substrate, and is manufactured under high temperature and high pressure at which the diamond particles are crystallographically stable.

하지만, 이러한 다결정 다이아몬드 콤팩트는 이를 구성하는 다결정 다이아몬드와 초경합금의 열팽창 계수 및 탄성 계수의 차이에 의해 가열 또는 냉각도중 열적으로 야기되는 응력이 다결정 다이아몬드와 초경합금 기판의 접합 계면에 집중되어 접합강도가 저하되는 문제점이 있다. However, such a polycrystalline diamond compact has a stress that thermally induced during heating or cooling due to the difference in thermal expansion coefficient and elastic modulus of the polycrystalline diamond and the cemented carbide constituting it is concentrated on the bonding interface between the polycrystalline diamond and the cemented carbide substrate to decrease the bond strength. There is a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 유럽공개특허공보 제0133386호에서는 다결정 다이아몬드 콤팩트에 있어서, 다결정 다이아몬드를 초경합금 기판에 결합시키지 않고 소정의 형태로 형상화한 후, 드릴용 공구 본체에 직접 부착시키는 방법을 제안하고 있다. 상기한 방법은 다결정 다이아몬드층을 열적으로 안정하게 하는 장점은 있지만, 다결정 다이아몬드층을 지지하는 지지부재가 없기 때문에, 내충격성이 현저하게 떨어지는 단점이 있다. In order to solve this problem, European Patent Publication No. 0333386 proposes a method of forming a polycrystalline diamond into a predetermined shape without bonding it to a cemented carbide substrate and attaching it directly to a drill tool body in a polycrystalline diamond compact. have. Although the above method has an advantage of thermally stabilizing the polycrystalline diamond layer, there is a disadvantage that the impact resistance is remarkably inferior because there is no support member for supporting the polycrystalline diamond layer.

다결정 다이아몬드 콤팩트 계면의 접합강도의 저하를 해결하기 위한 또 다른 방법으로 다결정 다이아몬드와 접하는 기판의 계면에 다수의 릿지(ridge), 그루브(groove), 리세스(recess) 및 톱니모양 등의 요철부를 형성할 수 있다. 미국등록특허공보 제4784023호, 제4972637호, 제6042463호 및 6408959호에서는 다수의 교호적 릿지 및 리세스가 형성된 접합 계면을 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트를 제안하고 있는데, 이들 등록특허의 릿지 및 리세스는 상부 및 하부가 다결정 다이아몬드 콤팩트의 표면과 수평이며, 측면이 다결정 다이아몬드 콤팩트 표면에 수직인 형상에 특징이 있다. Another method for solving the decrease in the bonding strength of the polycrystalline diamond compact interface is to form a plurality of ridges, grooves, recesses and jagged shapes at the interface of the substrate in contact with the polycrystalline diamond. can do. U.S. Patent Nos. 4784023, 4972637, 6042463, and 6408959 propose polycrystalline diamond compacts that include a bonded interface with a number of alternating ridges and recesses. Is characterized by a shape where the top and bottom are horizontal with the surface of the polycrystalline diamond compact, and the sides are perpendicular to the surface of the polycrystalline diamond compact.

도 1은 종래기술에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(100)의 접합 계면(130)에 형성된 릿지 요철부(140)를 단면도로 나타낸 것이며, 도 2는 종래 기술에 따른 다 이아몬드 콤팩트(200) 접합 계면(210)에 형성된 리세스 요철부(220)를 단면도로 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다결정 다이아몬드(110)와 기판(120)이 접합하는 계면(130, 210)에 릿지 요철부(140) 및 리세스 요철부(220)가 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view of a ridge uneven portion 140 formed in the bonding interface 130 of the polycrystalline diamond compact 100 according to the prior art, Figure 2 is a diamond compact 200 bonding interface ( A recessed concave-convex portion 220 formed in 210 is shown in cross section. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the ridge uneven portion 140 and the recess uneven portion 220 are formed at interfaces 130 and 210 at which the polycrystalline diamond 110 and the substrate 120 are bonded to each other.

상술한 다결정 다이아몬드 콤팩트의 접합 계면에 요철부를 형성하는 방법은 다결정 다이아몬드와 기판의 접합강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있지만, 다결정 다이아몬드 콤팩트에 큰 충격이 가해질 경우, 요철부의 모서리에서 응력이 집중하게 되고, 이곳에 균열이 발생하게 됨으로써 오히려 다결정 다이아몬드 콤팩트의 접합강도가 저하되는 단점이 있다.The method of forming the uneven portion at the bonding interface of the polycrystalline diamond compact described above has the advantage of improving the bonding strength between the polycrystalline diamond and the substrate. However, when a large impact is applied to the polycrystalline diamond compact, stress is concentrated at the corners of the uneven portion. In this case, the cracking occurs in this case, so that the bonding strength of the polycrystalline diamond compact is lowered.

본 발명은 다결정 다이아몬드 콤팩트의 접합 계면을 계면의 중심축으로부터 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 평면 또는 곡면을 형성하되 점차적으로 기판의 두께가 감소되도록 형성하여 다결정 다이아몬드 콤팩트의 내충격성을 향상시키는데 목적이 있다.The present invention aims to improve the impact resistance of the polycrystalline diamond compact by forming a plurality of planes or curved surfaces of the bonded interface of the polycrystalline diamond compact from the center axis of the interface to the periphery of the interface and gradually reducing the thickness of the substrate. There is this.

또한, 본 발명은 다이아몬드 콤팩트의 접합 계면에 홈을 형성하여 다결정 다이아몬드 콤팩트의 내충격성 및 접합강도를 향상시키는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to improve the impact resistance and bonding strength of the polycrystalline diamond compact by forming a groove in the bonding interface of the diamond compact.

또한, 본 발명은 단부가 곡면으로 이루어진 요철부를 다결정 다이아몬드 콤팩트의 접합 계면에 형성하여 충격 시, 요철부의 단부에 집중되는 응력을 분산시키고, 이에 따라 요철부 단부에 발생되는 균열을 억제하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is to form a concave-convex portion having a curved end portion at the joining interface of the polycrystalline diamond compact to disperse the stress concentrated on the end portion of the concave-convex portion during impact, thereby suppressing cracks generated at the end of the concave-convex portion There is this.

본 발명에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트는 다결정 다이아몬드와 계면 형상이 제어된 기판이 결합되어 이루어지며, 상기 다결정 다이아몬드와 결합되는 상기 기판의 계면은, 상기 계면과 상기 계면의 중심축이 만나는 부분에서 최고점을 이루며, 상기 계면의 둘레부가 최저점으로 이루어지되, 상기 계면의 중심축으로부터 상기 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 평면이 상기 중심축의 수선과 소정각도를 갖고 점차적으로 상기 기판의 두께가 감소되도록 형성되고, 상기 중심축을 중심으로 한 고리형태로서 그 내측벽은 상기 계면의 중심축과 평행이고, 그 외측벽은 상기 계면 반대 방향의 상기 계면 중심축을 향해 기울어진 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The polycrystalline diamond compact according to the present invention is made of a combination of a polycrystalline diamond and a substrate having a controlled interface shape, the interface of the substrate bonded to the polycrystalline diamond, the highest point at the portion where the interface and the central axis of the interface meets The circumference of the interface is the lowest point, and a plurality of planes are formed from the central axis of the interface to the circumference of the interface to have a predetermined angle with the repair of the central axis and gradually reduce the thickness of the substrate. The inner wall is parallel to the central axis of the interface, and the outer wall includes a groove portion inclined toward the interface center axis in a direction opposite to the interface.

또한, 본 발명에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트는 다결정 다이아몬드와 계면 형상이 제어된 기판이 결합되어 이루어지며, 상기 다결정 다이아몬드와 결합되는 상기 기판의 계면은, 상기 계면과 상기 계면의 중심축이 만나는 부분에서 최고점을 이루며, 상기 계면의 둘레부가 최저점으로 이루어지되, 상기 계면의 중심축으로부터 상기 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 곡면이 각기 다른 곡율반경을 갖고 점차적으로 그 두께가 감소되도록 형성되고, 상기 중심축을 중심으로 한 고리형태로서 그 내측벽은 상기 계면의 중심축과 평행이고, 그 외측벽은 상기 계면 반대 방향의 상기 계면 중심축을 향해 기울어진 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the polycrystalline diamond compact according to the present invention is made of a combination of a polycrystalline diamond and a substrate having a controlled interface shape, the interface of the substrate bonded to the polycrystalline diamond, the highest point at the portion where the interface and the central axis of the interface meets The circumferential portion of the interface is formed at the lowest point, and a plurality of curved surfaces from the center axis of the interface to the circumference of the interface have different curvature radii and gradually decrease in thickness thereof. The inner wall is formed in a ring shape as a center, and the inner wall is parallel to the central axis of the interface, and the outer wall includes a groove portion inclined toward the interface center axis in the direction opposite to the interface.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 상세 히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, exemplary embodiments and comparative examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors will appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 비교예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments and comparative examples described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, it is to replace them at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드와 기판이 접하는 면에 제1계면이 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트를 분해 사시도로 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)는 기판(120)의 일측면을 목적으로 하는 형상으로 제작한 후, 다결정 다이아몬드(110)를 소결하여 기판(120)의 일측면에 접합시키는 방법으로 제작되며 이러한 과정에 의해 다결정 다이아몬드(110)와 기판(120)이 접하는 면에 제1계면(일실시예의 계면을 의미함, 310)이 형성된다. 이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)의 기판(120)은 초경 재료로 구성됨이 바람직하다. 3 is an exploded perspective view illustrating a polycrystalline diamond compact having a first interface formed on a surface where a polycrystalline diamond and a substrate contact each other according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the polycrystalline diamond compact 300 according to an exemplary embodiment of the present invention is manufactured in a shape for the purpose of one side of the substrate 120, and then the polycrystalline diamond 110 is sintered to form a substrate ( The first interface (meaning the interface of one embodiment, 310) is formed on the surface where the polycrystalline diamond 110 and the substrate 120 are in contact with each other. At this time, according to an embodiment of the present invention, the substrate 120 of the polycrystalline diamond compact 300 is preferably composed of a cemented carbide material.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)에 형성된 제1계면(310)의 형상을 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the shape of the first interface 310 formed in the polycrystalline diamond compact 300 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 다결정 다이아몬드 콤팩트를 A - A’방향으로 절단한 단면도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1계면의 일부(430)를 확대한 단면도를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)에 형성된 제1계면(310)은 제1계면(310)이 중심축(320)과 만나는 지점(410)이 최고점이며, 제1계면(310)의 둘레부(420A, 420B)가 최저점이다. 그리고 최고점인 제1계면(310)과 중심축(320)과 만나는 지점(410)으로부터 최저점인 제1계면(310)의 둘레부(420A, 420B)에 이르기까지 다수의 평면(400)이 소정각도(500)를 갖고 점차적으로 기판(120)의 두께가 감소되도록 형성된다. 또한, 제1계면(310)의 일부에는 제1계면(310)의 중심축(320)을 중심으로 하는 고리형태의 제1홈부(330)가 형성된다. 이때 제1홈부(330)의 내측벽(A)은 계면의 중심축과 평행이고, 외측벽(B)은 제1계면(310)의 중심축(320)에 대해 일정한 각도를 가지고 기울어지도록 하되 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 기판(120)의 내부인 제1계면(310) 반대 방향으로 중심축(320)을 향해 기울어지도록 형성된다.4 is a cross-sectional view of the polycrystalline diamond compact of FIG. 3 taken along the line AA ′ according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a portion 430 of the first interface according to an embodiment of the present invention. It shows an enlarged cross-sectional view. 4 and 5, the first interface 310 formed in the polycrystalline diamond compact 300 according to an embodiment of the present invention has a point where the first interface 310 meets the central axis 320 ( 410 is the highest point, and the peripheral portions 420A and 420B of the first interface 310 are the lowest points. In addition, a plurality of planes 400 have a predetermined angle from a point 410 that meets the first surface 310, which is the highest point, and the central axis 320, to the circumferences 420A, 420B of the first surface 310, which is the lowest point. It is formed to have 500 and gradually reduce the thickness of the substrate 120. In addition, a portion of the first interface 310 is formed with a ring-shaped first groove 330 centering on the central axis 320 of the first interface 310. At this time, the inner wall (A) of the first groove 330 is parallel to the central axis of the interface, the outer wall (B) is inclined at a predetermined angle with respect to the central axis 320 of the first interface (310) And as shown in FIG. 5, inclined toward the central axis 320 in a direction opposite to the first interface 310, which is the inside of the substrate 120.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 소정각도(500)는 제1계면(310)의 중심축(320)의 수선(501)과 평면(400)이 이루는 각도이며, 소정각도(500)는 1° 내지 55°인 것이 바람직하다. At this time, according to one embodiment of the present invention, the predetermined angle 500 is an angle formed by the waterline 501 and the plane 400 of the central axis 320 of the first interface 310, the predetermined angle 500 is It is preferable that they are 1 degrees-55 degrees.

본 발명의 일실시예에 따른 제1계면(310)은 다수의 평면(400)이 소정의 각도(500)를 갖고 점차적으로 기판(120)의 두께가 감소되도록 형성되어 있어, 다양한 방향에서 부가되는 하중 및 충격을 지지할 수 있는 지지면의 역할을 제1계면(310)이 수행하게 되며, 이로 인해 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)의 내충격성이 향상된다. 또한, 제1계면(310)에는 제1홈부(330)가 형성되어 있어 소정각도(500)로 굽어져 있는 다수의 평면(400)으로 이루어진 제1계면(310)의 지지력이 더욱 보강되며, 다결정 다이아몬드(110)와 기판(120) 사이의 접합강도가 향상된다. The first interface 310 according to an embodiment of the present invention is formed so that the plurality of planes 400 have a predetermined angle 500 and the thickness of the substrate 120 gradually decreases, thereby being added in various directions. The first interface 310 serves as a support surface capable of supporting load and impact, thereby improving the impact resistance of the polycrystalline diamond compact 300. In addition, the first interface 310 is formed with a first groove portion 330 to further strengthen the bearing force of the first interface 310 made up of a plurality of planes 400 bent at a predetermined angle 500, polycrystalline Bond strength between the diamond 110 and the substrate 120 is improved.

본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)와 종래기술인 계면(130)에 릿지 요철부(140)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(100) 및 계면(210)에 리세스 요철부(220)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(200)의 충격강도를 비교예를 들어 설명한다.The recesses and protrusions 220 are formed in the polycrystalline diamond compact 100 and the interface 210 in which the ridge uneven portion 140 is formed at the interface 130 of the polycrystalline diamond compact 300 and the prior art according to the present invention. The impact strength of the formed polycrystalline diamond compact 200 will be described with reference to a comparative example.

[비교예][Comparative Example]

본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300), 계면(130)에 릿지 요철부(140)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(100) 및 계면(210)에 리세스 요철부(220)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(200)의 초기 무게를 각각 90.6kg으로 설정하고, 다결정 다이아몬드층에 20J 및 30J의 충격 에너지를 가하여 그에 따른 중량손실량(weight loss)을 비교하였으며, 비교예에 따른 계면 형상의 분류를 하기 표 1에 정리하였다. Polycrystalline diamond compact 300 according to an embodiment of the present invention, the polycrystalline diamond compact 100 and the recessed convex portion 220 formed on the interface 210, the ridge concave portion 140 is formed on the interface 130 The initial weight of the diamond compact 200 was set to 90.6 kg, respectively, and the weight loss according to the impact energy of 20J and 30J was applied to the polycrystalline diamond layer to compare the weight loss according to the comparative example. It summarized in Table 1.

<표 1>TABLE 1

Figure 112006076879951-pat00001
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도 6에 도시된 바와 같이, 20J의 충격을 가했을 경우, 계면(210)에 리세스 요철부(220)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(비교예 2, 200)의 중량손실이 현저했으며, 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300) 및 계면(130)에 릿지 요철부(140)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(비교예 1)의 중량손실은 거의 없었다. 한편, 30J의 충격을 가했을 경우는, 계면(210)에 리세스 요철부(220)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(비교예 2, 200) 및 계면(130)에 릿지 요철부(140)가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트(비교예 1, 100)의 순으로 중량손실이 많았으며, 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(300)는 중량손실이 거의 없었다. As shown in FIG. 6, when 20J was applied, the weight loss of the polycrystalline diamond compact (Comparative Examples 2 and 200) in which the recessed concave-convex portion 220 was formed at the interface 210 was remarkable. There was almost no weight loss of the polycrystalline diamond compact (Comparative Example 1) in which the ridge uneven portion 140 was formed at the polycrystalline diamond compact 300 and the interface 130. On the other hand, when the impact of 30J is applied, the polycrystalline diamond compact (Comparative Examples 2 and 200) in which the recessed concave-convex portion 220 is formed at the interface 210 and the ridged convex portion 140 in the interface 130 are formed. In the order of the compact (Comparative Examples 1, 100), the weight loss was the most, the polycrystalline diamond compact 300 according to an embodiment of the present invention was almost no weight loss.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트의 내충격성이 릿지 및 리세스 요철부가 계면에 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트에 비해 우수함을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the impact resistance of the polycrystalline diamond compact according to the embodiment of the present invention is superior to that of the polycrystalline diamond compact formed in the ridge and the recess uneven portion at the interface.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도를 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 다이아몬드 콤팩트(700)에 형성된 제2계면(다른 실시예의 계면을 의미함, 710)은 제2계면(710)이 중심축(320)과 만나는 지점(720)이 최고점이며, 제2계면(710)의 둘레부(730A, 730B)가 최저점이다. 그리고 최고점인 제2계면(710)과 중심축(320)과 만나는 지점으로부터 최저점인 제2계면(710)의 둘레부(730A, 730B)에 이르기까지 다수의 곡면(740)이 소정의 곡율반경을 갖고 점차적으로 기판(120)의 두께가 감소되도록 형성된다. 또한, 제2계면(710)의 일부에는 제2계면(710)의 중심축(320)을 중심으로 하는 고리형태의 제2홈부(750)가 형성된다. 이때 제2홈부(750)의 내측벽(C)은 계면의 중심축과 평행이고, 외측벽(D)은 제2계면(710)의 중심축(320)에 대해 일정한 각도를 가지고 기울어지도록 하되 도 7에 도시된 바와 같이 기판(120)의 내부인 제2계면(710) 반대 방향으로 중심축(320)을 향해 기울어지도록 형성된다. 7 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the second interface (meaning an interface of another embodiment, 710) formed on the polycrystalline diamond compact 700 according to another embodiment of the present invention has a second axis 710 having a central axis 320. ) Is the highest point, and the circumferences 730A and 730B of the second interface 710 are the lowest points. In addition, a plurality of curved surfaces 740 may have a predetermined radius of curvature from the point where they meet the second surface 710 and the central axis 320, which are the highest points, to the circumference portions 730A and 730B of the second surface 710, which is the lowest point. And gradually reduce the thickness of the substrate 120. In addition, a portion of the second interface 710 is formed with a ring-shaped second groove portion 750 around the central axis 320 of the second interface 710. In this case, the inner wall C of the second groove 750 is parallel to the central axis of the interface, and the outer wall D is inclined at a predetermined angle with respect to the central axis 320 of the second interface 710. As shown in FIG. 2, the substrate 120 is formed to be inclined toward the central axis 320 in a direction opposite to the second interface 710 inside the substrate 120.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제2계면(710)은 다수의 곡면(740)이 소정의 곡율반경을 갖고 점차적으로 기판(120)의 두께가 감소되도록 형성되어 있어, 모든 방향에서 부가되는 하중 및 충격을 지지할 수 있는 지지면의 역할을 제2계면(710)이 수행하게 되며, 이로 인해 다결정 다이아몬드 콤팩트(700)의 내충격성이 향상된다. 또한, 제2계면(710)에는 제2계면(710)의 중심축(320)을 중심으로 하는 고리형태의 제2홈부(750)가 형성되어 있어 소정의 곡율반경을 가진 다수의 곡면(740)으로 이루어진 제2계면(710)의 지지력이 더욱 보강되며, 다결정 다이아몬드(110)와 기판(120) 사이의 접합강도가 향상된다. The second interface 710 according to another embodiment of the present invention is formed such that the plurality of curved surfaces 740 have a predetermined radius of curvature and the thickness of the substrate 120 is gradually reduced, so that the loads added in all directions and The second interface 710 serves as a support surface capable of supporting the impact, thereby improving the impact resistance of the polycrystalline diamond compact 700. In addition, the second interface 710 is formed with a ring-shaped second groove 750 centering on the central axis 320 of the second interface 710 so that a plurality of curved surfaces 740 having a predetermined radius of curvature. The support force of the second interface 710 is further reinforced, and the bonding strength between the polycrystalline diamond 110 and the substrate 120 is improved.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2계면을 이루는 다수의 곡면에 요철부가 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트의 단면도를 나타낸 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2계면(710)을 이루는 다수의 곡면(740)에 형성된 요철부(800)는 단부가 곡면형태로 이루어져 있다.8 is a cross-sectional view of a polycrystalline diamond compact having irregularities formed on a plurality of curved surfaces forming a second interface according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the concave-convex portion 800 formed on the plurality of curved surfaces 740 constituting the second interface 710 according to another embodiment of the present invention has an end portion having a curved shape.

제2계면(710)을 이루는 다수의 곡면(740)에 요철부(800)가 형성됨으로써, 다결정 다이아몬드 콤팩트(700)의 접합강도를 더욱 향상시킬 수 있으며, 또한 요철부(800)의 단부가 곡면으로 이루어져 있기 때문에 충격 시 요철부의 단부에 집중되는 응력으로 인한 균열의 생성을 억제할 수 있다. By forming the uneven portion 800 on the plurality of curved surfaces 740 constituting the second interface 710, the bonding strength of the polycrystalline diamond compact 700 may be further improved, and the end portion of the uneven portion 800 may be curved. Since it is possible to suppress the generation of cracks due to stress concentrated on the end of the uneven portion during impact.

본 발명의 실시예에 따르면, 요철부(800)는 제1계면(310)을 이루는 다수의 평면(400)에도 형성될 수 있음은 물론이다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the uneven part 800 may be formed on the plurality of planes 400 constituting the first interface 310.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예 및 비교예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments and comparative examples, it is not limited to the above-described embodiments and within the scope not departing from the spirit of the present invention is known in the art Various changes and modifications will be made by those who possess.

본 발명에 따른 계면 형상이 제어된 다결정 다이아몬드 콤팩트는 기판의 계면을 계면의 중심축으로부터 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 평면 및 곡면을 형성하되 점차적으로 기판의 두께가 감소되도록 형성됨으로써 다결정 다이아몬드 콤팩트의 내충격성이 향상되는 효과가 있다. The polycrystalline diamond compact with controlled interface shape according to the present invention is formed to form a plurality of planes and curved surfaces from the center axis of the interface to the periphery of the interface while gradually reducing the thickness of the polycrystalline diamond compact. Has an effect of improving the impact resistance.

또한, 본 발명에 따른 계면 형상이 제어된 다결정 다이아몬드 콤팩트는 기판의 계면에 홈부가 형성됨으로써 다결정 다이아몬드 콤팩트의 내충격성 및 접합강도가 향상되는 효과가 있다. In addition, the polycrystalline diamond compact having the controlled interface shape according to the present invention has an effect of improving impact resistance and bonding strength of the polycrystalline diamond compact by forming grooves at the interface of the substrate.

또한, 본 발명에 따른 계면 형상이 제어된 다결정 다이아몬드 콤팩트는 단부가 곡면으로 이루어진 요철부가 기판의 계면에 형성됨으로써 충격 시 요철부의 단부에 집중되는 응력이 분산되고, 이에 따라 요철부 단부에 발생되는 균열이 억제되는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the polycrystalline diamond compact having the controlled interface shape is formed at the interface of the substrate by the concave-convex portion whose end is curved, so that the stress concentrated at the end of the concave-convex portion during impact is dispersed, and thus the crack generated at the concave-convex end This has the effect of being suppressed.

또한, 본 발명에 따른 계면형상이 제어된 다결정 다이아몬드 콤팩트는 내충격성 및 계면의 접합강도가 향상되고, 요철부의 단부에 응력집중이 억제됨으로써, 절삭, 연삭 및 드릴 공구 등의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the polycrystalline diamond compact with controlled interface shape according to the present invention has improved impact resistance and bonding strength at the interface, and stress concentration is suppressed at the end of the uneven portion, thereby extending the life of cutting, grinding and drill tools. It works.

Claims (5)

다결정 다이아몬드와 기판이 결합되어 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트에 있어서, In the polycrystalline diamond compact formed by combining a polycrystalline diamond and a substrate, 상기 다결정 다이아몬드와 결합되는 상기 기판의 계면은,The interface of the substrate bonded to the polycrystalline diamond, 상기 계면과 상기 계면의 중심축이 만나는 부분에서 최고점을 이루며, 상기 계면의 둘레부가 각각 최저점으로 이루어지되,At the portion where the interface and the central axis of the interface meets the highest point, the peripheral portion of the interface is made of the lowest point, 상기 계면의 중심축으로부터 상기 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 평면이 상기 중심축의 수선과 소정각도를 갖고 점차적으로 상기 기판의 두께가 감소하도록 형성되고,A plurality of planes from the central axis of the interface to the circumference of the interface are formed to have a predetermined angle with the repair of the central axis and gradually reduce the thickness of the substrate, 상기 중심축을 중심으로 한 고리형태로서 그 내측벽은 상기 계면의 중심축과 평행이고, 그 외측벽은 상기 계면 반대 방향의 상기 계면 중심축을 향해 기울어진 홈부를 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트.A polycrystalline diamond compact, wherein the inner wall is parallel to the central axis of the interface, and the outer wall includes a groove portion inclined toward the interface center axis in a direction opposite to the interface. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소정각도는 1° 내지 55°인 계면 형상이 제어된 다결정 다이아몬드 콤팩트.The predetermined angle is 1 ° to 55 ° polycrystalline diamond compact, the interface shape is controlled. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 계면에는 그 단부가 곡면형상으로 이루어지는 적어도 하나 이상의 요철부를 더 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트.The interface further comprises at least one concave-convex portion of which the end portion is curved. 다결정 다이아몬드와 기판이 결합되어 형성된 다결정 다이아몬드 콤팩트에 있어서, In the polycrystalline diamond compact formed by combining a polycrystalline diamond and a substrate, 상기 다결정 다이아몬드와 결합되는 상기 기판의 계면은,The interface of the substrate bonded to the polycrystalline diamond, 상기 계면과 상기 계면의 중심축이 만나는 부분에서 최고점을 이루며, 상기 계면의 둘레부가 각각 최저점으로 이루어지되,At the portion where the interface and the central axis of the interface meets the highest point, the peripheral portion of the interface is made of the lowest point, 상기 계면의 중심축으로부터 상기 계면의 둘레부에 이르기까지 다수의 곡면이 각기 다른 곡율반경을 갖고 점차적으로 상기 기판의 두께가 감소하도록 형성되고,From the central axis of the interface to the periphery of the interface, a plurality of curved surfaces are formed to have different radius of curvature and gradually reduce the thickness of the substrate, 상기 중심축을 중심으로 한 고리형태로서 그 내측벽은 상기 계면의 중심축과 평행이고, 그 외측벽은 상기 계면 반대 방향의 상기 계면 중심축을 향해 기울어진 홈부를 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트.A polycrystalline diamond compact, wherein the inner wall is parallel to the central axis of the interface, and the outer wall includes a groove portion inclined toward the interface center axis in a direction opposite to the interface. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 계면에는 그 단부가 곡면형상으로 이루어지는 적어도 하나 이상의 요철 부를 더 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트.The interface further comprises at least one concave-convex portion whose end is curved.
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