KR102454037B1 - A Diamond Composite Polycrystalline - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초경 절삭공구에 관한 기술로 일체형의 초경합금 및 세라믹으로 이루어진 기재에 상에 부착되어 사용되는 다이아몬드 복합 다결정체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정질체는 경질모재 상에 고정되어 사용되는 것으로, 다이아몬드 입자와 바인더를 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 상기 경질모재에 고정되는 측인 하부의 다이아몬드 입자는 등축정 구조를 가지고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 표면 측인 상부의 다이아몬드 입자는 종횡비(Y/X, 경질모재에 대해 수직방향 Y, 수평방향 X)가 1.2 이상인 주상정 구조를 가지며, 상기 바인더는 Al, Co, Ti, Ta, Mo, Nb, W 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 포함되는 바인더의 양은 하부로부터 상부를 향할수록 감소하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 표면에는 바인더가 없거나, 1중량% 이하인 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a diamond composite polycrystal used by being attached to a substrate made of an integral cemented carbide and ceramic as a technology for a cemented carbide cutting tool.
The diamond composite polycrystalline body according to the present invention is used fixed on a hard base material, and includes diamond particles and a binder. In the diamond composite polycrystal, the upper diamond particles on the surface side have a columnar crystal structure in which the aspect ratio (Y/X, vertical Y with respect to the hard base material, horizontal direction X) is 1.2 or more, and the binder is Al, Co, Ti , Ta, Mo, Nb, and at least one selected from W, the amount of the binder included in the diamond composite polycrystal decreases from the bottom to the top, and there is no binder on the surface of the diamond composite polycrystal, or 1 weight % or less.

Description

다이아몬드 복합 다결정체 {A Diamond Composite Polycrystalline}A Diamond Composite Polycrystalline

본 발명은 초경 절삭공구에 관한 기술로 일체형의 초경합금 및 세라믹으로 이루어진 기재에 상에 부착되어 사용되는 다이아몬드 복합 다결정체에 관한 것이다.The present invention relates to a diamond composite polycrystal used by being attached to a substrate made of an integral cemented carbide and ceramic as a technology for a cemented carbide cutting tool.

다이아몬드(diamond)는 지구상에서 존재하는 물질 중에서 가장 경도가 높은 물질중의 하나이다. 오늘날 화학기상합성법(CVD)을 통해 인공적으로 만들어진 다이아몬드 코팅 절삭공구는 기계가공이 힘든 난삭재, 알루미늄-실리콘계 합금, 마그네슘 합금 또는 흑연재료 등을 가공하는데 적합한 공구로 사용되고 있다.Diamond is one of the hardest materials on Earth. Today, diamond-coated cutting tools artificially made through chemical vapor synthesis (CVD) are used as tools suitable for machining difficult-to-machine materials, aluminum-silicon alloys, magnesium alloys or graphite materials.

다이아몬드를 적용한 공구는, 공구 모재의 표면에 다이아몬드 입자와 바인더(결합제)를 혼합한 후 소결하는 방법으로 다이아몬드층을 형성하는 PCD 공구와, 공구 모재의 표면에 CVD법으로 다이아몬드를 합성하여 다이아몬드 피막을 형성하는 CVD 다이아몬드 공구가 있다.A tool to which diamond is applied is a PCD tool that forms a diamond layer by mixing diamond particles and a binder (binder) on the surface of the tool base material and then sintering, and a diamond film is formed by synthesizing diamond on the surface of the tool base material by CVD. There are CVD diamond forming tools.

이중, PCD의 경우, WC-Co 초경합금과 같은 경질모재 상에 다이아몬드 분말과 코발트와 같은 금속 성분의 입자로 이루어진 결합재 분말을 혼합한 원료 분말을 올려놓고, 소결되어 제조된다. 그런데 PCD는 금속 바인더가 존재하기 때문에, 다이아몬드로만 이루어진 CVD 다이아몬드 공구에 비해 수명이 짧을 뿐 아니라, 가공물 면조도가 떨어지는 단점이 있다.Among them, in the case of PCD, a raw material powder obtained by mixing a binder powder consisting of particles of a metal component such as diamond powder and cobalt on a hard base material such as WC-Co cemented carbide is placed on it, and sintered. However, since PCD has a metal binder, the lifespan is shorter than that of a CVD diamond tool made of only diamond, and the surface roughness of the workpiece is poor.

또한, CVD 다이아몬드 공구는 내마모성이 우수하여 긴 수명을 보장하고 가공물의 면조도가 우수한 장점이 있으나, PCD 공구에 비해 인성이 떨어지기 때문에 고속, 단속 가공에는 적용하기 어렵고 연속 가공에서만 안정적인 가공이 가능한 한계를 가진다.In addition, CVD diamond tools have excellent wear resistance, which guarantees a long service life and excellent surface roughness of the workpiece. have

공개특허공보 제2020-0057422호Unexamined Patent Publication No. 2020-0057422 공개특허공보 제2019-0131488호Unexamined Patent Publication No. 2019-0131488

본 발명의 목적은, PCD 공구가 가지는 짧은 수명의 단점과, CVD 다이아몬드 공구의 연속 가공에서만 사용 가능한 단점을 개선하여, PCD 공구에 비해 긴 수명을 가지면서 고속, 단속 가공에도 사용이 가능한 절삭공구에 적용할 수 있는 다이아몬드 복합 다결정체를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to improve the short-lived shortcomings of PCD tools and the shortcomings that can only be used in continuous machining of CVD diamond tools, and provide a cutting tool that has a longer lifespan compared to PCD tools and can be used for high-speed and interrupted machining. To provide a diamond composite polycrystal that can be applied.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 경질모재 상에 고정되어 사용되는 다이아몬드 복합 다결정체로, 다이아몬드 입자와 바인더를 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 상기 경질모재에 고정되는 측인 하부의 다이아몬드 입자는 등축정 구조를 가지고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 표면 측인 상부의 다이아몬드 입자는 종횡비(Y/X, 경질모재에 대해 수직방향 Y, 수평방향 X)가 1.2 이상인 주상정 구조를 가지고, 상기 바인더는 Al, Co, Ti, Ta, Mo, Nb, W 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 포함되는 바인더의 양은 하부로부터 상부를 향할수록 감소하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 표면에는 바인더가 없거나, 1중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 다이아몬드 복합 다결정체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a diamond composite polycrystal used fixed on a hard base material, comprising diamond particles and a binder, and the lower diamond particles, which are the side fixed to the hard base material, among the diamond composite polycrystals. Having an equiaxed crystal structure, the upper diamond particles on the surface side of the diamond composite polycrystal have a columnar crystal structure in which the aspect ratio (Y/X, vertical Y with respect to the hard base material, horizontal direction X) is 1.2 or more, and the binder is Al , Co, Ti, Ta, Mo, Nb, and at least one selected from W, the amount of the binder contained in the diamond composite polycrystal decreases from the bottom to the top, and the binder is on the surface of the diamond composite polycrystal. It provides a diamond composite polycrystal, characterized in that absent, or less than 1% by weight.

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는, 인성이 우수한 다이아몬드 입자와 바인더를 상당량 포함하는 하부와, 하부에 비해 종횡비가 크고 바인더를 거의 포함하지 않는 상부의 복합 구조로 이루어져 있어, 종래의 PCD 공구에 비해 현저하게 개선된 긴 수명을 가지면서 동시에 종래의 CVD 다이아몬드 피막으로는 적용할 수 없었던 고속, 단속 가공에도 사용 가능한 다이아몬드 절삭공구를 구현할 수 있다.The diamond composite polycrystal according to the present invention consists of a lower portion containing diamond particles having excellent toughness and a significant amount of binder, and an upper portion having a larger aspect ratio than the lower portion and containing almost no binder. It is possible to realize a diamond cutting tool that has a remarkably improved long life and can be used for high-speed and intermittent machining, which could not be applied with conventional CVD diamond film.

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 바인더 함량이 하부에 비해 상부로 갈수록 감소하는 경사 기능층을 이룸으로써, 상, 하부 간의 충분한 결합력을 얻을 수 있다.The diamond composite polycrystal according to the present invention forms a sloping functional layer in which the binder content decreases toward the upper part compared to the lower part, thereby obtaining sufficient bonding strength between the upper and lower parts.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다이아몬드 복합 다결정체의 단면의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다이아몬드 복합 다결정체의 상부층에 대한 X선-회절 분석결과를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram of a cross-section of a diamond composite polycrystal according to an embodiment of the present invention.
2 shows the X-ray-diffraction analysis results of the upper layer of the diamond composite polycrystal according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part 'includes' a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는, 경질모재 상에 고정되어 사용되는 것으로, 다이아몬드 입자와 바인더를 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 상기 경질모재에 고정되는 측인 하부의 다이아몬드 입자는 등축정 구조를 가지고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 표면 측인 상부의 다이아몬드 입자는 종횡비(Y/X, 경질모재에 대해 수직방향 Y, 수평방향 X)가 1.2 이상인 주상정 구조를 가지고, 상기 바인더는 Al, Co, Ti, Ta, Mo, Nb, W 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 포함되는 바인더의 양은 하부로부터 상부를 향할수록 감소하고, 상기 다이아몬드 복합 다결정체 표면에는 바인더가 없거나 1중량% 이하인 것을 특징으로 한다.The diamond composite polycrystal according to the present invention is used to be fixed on a hard base material, and includes diamond particles and a binder, and among the diamond composite polycrystals, the lower diamond particle, which is the side fixed to the hard base material, has an equiaxed crystal structure. In the diamond composite polycrystal, the upper diamond particles on the surface side have a columnar crystal structure in which the aspect ratio (Y/X, vertical Y with respect to the hard base material, horizontal direction X) is 1.2 or more, and the binder is Al, Co, Ti , Ta, Mo, Nb, and at least one selected from W, the amount of the binder contained in the diamond composite polycrystal decreases from the bottom to the top, and the surface of the diamond composite polycrystal has no binder or 1 wt% It is characterized by the following.

일반적인 다이아몬드 입자와 바인더의 복합체의 경우, 금속 바인더의 존재로 인해 인성이 우수하지만, 수명이 짧고 가공물의 면조도 특성이 저하하는 문제점이 있다. 본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체에서는 모재와 인접한 쪽에 다이아몬드 입자와 바인더의 복합체가 위치하며, 표면부에 다이아몬드로만 이루어지거나 바인더 함량이 1중량% 이하로 이루어진 층을 형성함으로써 수명을 연장시킴과 동시에, 작업물의 면조도 특성을 향상(즉, 면조도가 더 낮은 상태로 만듦)시킬 수 있다.In the case of a composite of general diamond particles and a binder, the toughness is excellent due to the presence of the metal binder, but there is a problem in that the lifespan is short and the surface roughness characteristics of the workpiece are deteriorated. In the diamond composite polycrystal according to the present invention, a composite of diamond particles and a binder is located on the side adjacent to the base material, and a layer made of only diamond or a binder content of 1 wt% or less is formed on the surface to extend the lifespan, It is possible to improve the surface roughness characteristics of the workpiece (that is, to make it a lower surface roughness state).

또한, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 포함되는 바인더의 양이 하부로부터 상부를 향할수록 감소한다는 것은 연속적으로 감소하거나 불연속적으로 감소하거나 단속적으로 감소하는 것을 모두 포함하는 것을 의미한다. In addition, when the amount of the binder included in the diamond composite polycrystal decreases from the bottom to the top, it means that it includes both continuously decreasing, discontinuously decreasing, or intermittently decreasing.

또한, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 있어서, '하부의 다이아몬드 입자는 등축정 구조'란 종횡비(길이가 가장 긴 부분과 길이가 가장 짧은 부분)가 1.2 미만인 입자가 하부 전체의 면적비로 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상인 것을 의미한다.In addition, in the diamond composite polycrystal, 'the diamond grains in the lower part have an equiaxed crystal structure' means that the aspect ratio (the longest part and the shortest part) is less than 1.2, 80% or more of the total area of the lower part, preferably It means more than 90%.

또한, 상기 다이아몬드 복합 다결정체에 있어서, '표면'이란 다이아몬드 복합 다결정체 표면에서 50㎛ 깊이, 바람직하게는 표면에서 5㎛ 깊이까지를 의미한다.In addition, in the diamond composite polycrystal, 'surface' means a depth of 50 µm from the surface of the diamond complex polycrystal, preferably up to a depth of 5 µm from the surface.

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체가 접합되는 경질모재(즉, 공구의 기체)는 WC-Co 초경합금, 서멧(cermet), cBN, Si, SiC, Si3N4, AlN 중에서 선택된 1종 이상을 주성분으로 하는 세라믹 소결체 등 공구의 선단부에 접합되어 사용될 수 있는 물질이라면 특별히 제한없이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 다양한 형태의 공구의 선단부에 접합제, 예를 들어 모재의 표면에서 바로 소결하는 방식 또는 브레이징재를 사용하여 접합하는 방식 등으로 접합(고정)되어 사용될 수 있다.The hard base material (ie, the base of the tool) to which the diamond composite polycrystal according to the present invention is bonded is a main component of at least one selected from WC-Co cemented carbide, cermet, cBN, Si, SiC, Si 3 N 4 , AlN Any material that can be used by being joined to the tip of the tool, such as a ceramic sintered body, can be used without particular limitation. The diamond composite polycrystal according to the present invention may be bonded (fixed) to the tip of various types of tools by bonding (fixing) to the tip of various types of tools, for example, by sintering directly on the surface of the base material or by bonding using a brazing material.

또한, 상기 다이아몬드 입자의 평균 크기는 0.1㎛ 미만일 경우 가공물 면조도가 우수하나 내마모성이 열세하고, 100㎛ 초과일 경우 내마모성은 우수하나 가공물 면조도가 열세하여 후가공이 필수적이며 다이아몬드 입자 탈락시 치핑, 파손을 유발하므로, 0.1 ~ 100㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, when the average size of the diamond particles is less than 0.1㎛, the workpiece surface roughness is excellent but the wear resistance is poor. Therefore, it is preferable to use a 0.1 ~ 100㎛ range.

또한, 상기 다이아몬드 복합 다결정체의 X-선 회절분석 시 (111)면의 피크강도 I0, (200)면의 피크강도 I1, (220)면의 피크강도 I2, (311)면의 피크강도 I3 이라고 할 때, 1≤I0/Ix ≤25 (x=1~3) 인 것이 바람직하다. 즉, (111)면의 피크강도가 (200)면, (220)면 및 (311)면과 동등하거나 그 이상인 상태로 (111)면 위주로 결정 성장이 이루어진 것이 바람직하다. In addition, in the X-ray diffraction analysis of the diamond composite polycrystal, the peak intensity I 0 of the (111) plane, the peak intensity I 1 of the (200) plane, the peak intensity I 2 of the (220) plane, and the peak of the (311) plane When referring to the strength I 3 , it is preferable that 1≤I 0 /I x ≤25 (x=1 to 3). That is, it is preferable that crystal growth is made mainly on the (111) plane in a state where the peak intensity of the (111) plane is equal to or higher than that of the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane.

또한, 상기 다이아몬드 복합 다결정체의 표면은 연마를 통해 경면처리된 것이 피삭재의 적절한 면 조도를 구현하는데 바람직하다.In addition, it is preferable that the surface of the diamond composite polycrystal is mirror-finished through polishing to implement an appropriate surface roughness of the workpiece.

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 다이아몬드 입자와 바인더 혼합체를 소결 후 열처리를 하는 방법, 다이아몬드를 고온, 고압 성형 또는 PVD, CVD법으로 제조한 뒤에 열처리를 하는 방법 등 다양한 방법으로 제조할 수 있다.The diamond composite polycrystal according to the present invention can be manufactured by various methods, such as a method of heat-treating a mixture of diamond particles and a binder after sintering, a method of heat-treating diamond after manufacturing it by high-temperature, high-pressure molding, or PVD or CVD method.

[실시예][Example]

본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 도 1에 도시된 것과 같이, 경질모재에 고정되어 사용되며, 다음과 같은 공정을 통해 형성된다.As shown in FIG. 1, the diamond composite polycrystal according to the present invention is fixed to a hard base material and used, and is formed through the following process.

WC-10wt% Co 초경기판(모재) 표면을 하부층의 표면을 무라카미(Murakami) 용액에 10분간 처리한 후, 카로산(Caro's acid)을 이용하여 추가적으로 3분간 에칭을 실시하였다.The surface of the WC-10wt% Co carbide substrate (base material) was treated with a Murakami solution for 10 minutes and then etched for additional 3 minutes using Caro's acid.

이어서 하부층 상에, 필라멘트 온도 2400℃, 증착압력은 단계적으로 20 ~ 80torr로 변경하였고, 전구체 가스로 수소(H2)와 메탄(CH4)의 혼합기체를 사용하였으며, 메탄(CH4)의 조성비를 0.5 ~ 3vol%로 조절하였고. 혼합기체의 유량은 1.5slm의 공정조건으로 다결정 다이아몬드를 형성한 뒤, 열처리 로 온도는 단계적으로 500~1000℃로 변경하였고 압력 10-2Torr의 진공 공정조건으로 열처리를 통해 다이아몬드 복합 다결정체를 형성했다. Then, on the lower layer, the filament temperature was 2400 ° C, the deposition pressure was changed to 20 ~ 80 torr in stages, and a mixture gas of hydrogen (H 2 ) and methane (CH 4 ) was used as a precursor gas, and the composition ratio of methane (CH 4 ) was adjusted to 0.5 to 3 vol%. After the flow rate of the mixed gas was 1.5slm to form polycrystalline diamond, the temperature of the heat treatment furnace was changed to 500~1000℃ step by step, and a diamond composite polycrystal was formed through heat treatment under vacuum process conditions of 10 -2 Torr. did.

<성분 분석><Ingredient Analysis>

상기 공정을 통해 제조한 복합 다결정체의 표면에서부터 모재와의 계면까지 Co 함량(즉, 바인더 함량)을 분석한 결과를 아래 표 1에 나타내었다.The results of analyzing the Co content (ie, binder content) from the surface of the composite polycrystal prepared through the above process to the interface with the base material are shown in Table 1 below.

측정 위치measurement position Co (at.%)Co (at.%) 표면surface 0.390.39 표면에서 1/3 깊이 지점1/3 depth point from the surface 5.775.77 표면에서 2/3 깊이 지점2/3 deep from the surface 7.277.27 표면에서 3/3 깊이 지점
(모재 계면 부근)
3/3 deep from the surface
(near the base material interface)
7.357.35

위 표 1에서 확인되는 것과 같이, 본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체에서 하부에서 상부로 올라갈수록 Co의 함량이 감소하는 경사구조로 이루어져 있다.As can be seen in Table 1 above, the diamond composite polycrystal according to the present invention has a sloped structure in which the content of Co decreases as it goes up from the bottom to the top.

<X-선 회절분석><X-ray diffraction analysis>

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다이아몬드 복합 다결정체에 대한 X선-회절 분석결과를 나타낸 것이다. 도 2에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 X-선 회절분석 시에 (111)면에서의 피크 강도가 가장 강하고, 두 번째로 강한 피크는 (110)면에서 나타난다. 즉, 주로 (111)면 위주로 성장이 이루어지고 (110)면도 다음으로 성장이 이루어진 것이다.2 is an X-ray-diffraction analysis result of a diamond composite polycrystal according to an embodiment of the present invention. As can be seen in FIG. 2 , the diamond composite polycrystal according to the embodiment of the present invention has the strongest peak intensity at the (111) plane during X-ray diffraction analysis, and the second strongest peak is at the (110) plane. appear. That is, growth is mainly made on the (111) plane, and growth is made next to the (110) plane.

<절삭성능 평가><Evaluation of cutting performance>

본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 복합 다결정체의 절삭성능을 평가하기 위하여 다음과 같은 조건으로 고속(내마모), 단속(내치핑) 가공 시험을 수행하였다. 아울러, 일반적인 다이아몬드 다결정체(PCD) 공구 2 종류를 본 발명의 실시예와의 비교를 위하여 동일한 절삭성능 평가를 수행하였다.In order to evaluate the cutting performance of the diamond composite polycrystal according to an embodiment of the present invention, high-speed (wear resistance) and interrupted (chipping resistance) machining tests were performed under the following conditions. In addition, in order to compare two types of general diamond polycrystalline (PCD) tools with the Example of the present invention, the same cutting performance evaluation was performed.

고속 가공 시험 (마모량 비교)High-speed machining test (comparison of wear)

고속 내마모 시험 조건은 다음과 같이 수행하였으며, 그 결과는 아래 표 2와 같았다.The high-speed abrasion resistance test conditions were performed as follows, and the results are shown in Table 2 below.

vc = 800m/minvc = 800m/min

fn = 0.1mm/revfn = 0.1mm/rev

ap = 0.2mmap = 0.2mm

건식, Si 25% 알루미늄 합금Dry, Si 25% aluminum alloy

절삭길이cutting length 실시예Example 비교예 1
(Korloy PCD #1)
Comparative Example 1
(Korloy PCD #1)
비교예 2
(Korloy PCD #2)
Comparative Example 2
(Korloy PCD #2)
10km10km 9㎛9㎛ 21㎛21㎛ 30㎛30㎛ 20km20km 12㎛12㎛ 25㎛25㎛ 55㎛55㎛ 30km30km 14㎛14㎛ 28㎛28㎛ 60㎛60㎛ 40km40km 18㎛18㎛ 32㎛32㎛ 70㎛70㎛

위 표 2에서 확인되는 것과 같이, 본 발명에 따른 다이아몬드 복합 다결정체는 고속 가공 조건에서 기존 PCD 공구 대비 초기 공구 마모량 및 마모 증가율이 우수한(낮은) 것을 확인할 수 있다.As can be seen in Table 2 above, it can be seen that the diamond composite polycrystal according to the present invention has excellent (low) initial tool wear and wear increase rate compared to the conventional PCD tool under high-speed machining conditions.

단속 가공 시험 (마모량 비교)Interrupted machining test (comparison of wear)

단속 가공 시험 조건은 다음과 같이 수행하였으며, 그 결과는 아래 표 3과 같았다.Interrupted machining test conditions were performed as follows, and the results are shown in Table 3 below.

vc = 15m/minvc = 15m/min

fn = 0.37mm/revfn = 0.37mm/rev

ap = 0.5mmap = 0.5mm

건식, 초경dry, carbide

가공 횟수number of machining 실시예Example 비교예 1
(Korloy PCD #1)
Comparative Example 1
(Korloy PCD #1)
비교예 2
(Korloy PCD #2)
Comparative Example 2
(Korloy PCD #2)
1회 가공1 time processing 50㎛50㎛ 90㎛90㎛ 110㎛110 2회 가공2 times processing 80㎛80㎛ 150㎛150㎛ 파손damage 3회 가공3 times processing 120㎛120㎛ 인선 치핑edge chipping --

위 표 3에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예의 다이아몬드 복합 다결정체는 단속 가공 (내치핑, 내파손) 조건에서 기존 PCD 공구 대비 안정적인 가공이 가능 것을 확인할 수 있다.As can be seen in Table 3 above, it can be seen that the diamond composite polycrystal of the embodiment of the present invention can be processed more stably compared to the existing PCD tool under the condition of interrupted processing (chipping resistance, breakage resistance).

Claims (4)

경질모재 상에 고정되어 사용되는 다이아몬드 복합 다결정체로,
다이아몬드 입자와 바인더를 포함하고,
상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 상기 경질모재에 고정되는 측인 하부의 다이아몬드 입자는 등축정 구조를 가지고,
상기 다이아몬드 복합 다결정체 중에서 표면 측인 상부의 다이아몬드 입자는 종횡비(Y/X, 경질모재에 대해 수직방향 Y, 수평방향 X)가 1.2 이상인 주상정 구조를 가지며,
상기 바인더는 Al, Co, Ti, Ta, Mo, Nb, W 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 다이아몬드 복합 다결정체에 포함되는 바인더의 양은 하부로부터 상부를 향할수록 감소하고,
상기 다이아몬드 복합 다결정체 표면에는 바인더가 없거나, 1중량% 이하이고,
상기 다이아몬드 복합 다결정체에 있어서, X-선 회절분석 시 (111)면의 피크강도 I0, (200)면의 피크강도 I1, (220)면의 피크강도 I2, (311)면의 피크강도 I3 이라고 할 때, 1≤I0/Ix ≤25 (x=1~3) 인, 다이아몬드 복합 다결정체.
A diamond composite polycrystal used fixed on a hard base material,
comprising diamond particles and a binder;
Among the diamond composite polycrystals, the lower diamond particles that are fixed to the hard base material have an equiaxed crystal structure,
Among the diamond composite polycrystals, the upper diamond particles on the surface side have a columnar crystal structure in which the aspect ratio (Y/X, vertical Y with respect to the hard base material, horizontal direction X) is 1.2 or more,
The binder includes at least one selected from Al, Co, Ti, Ta, Mo, Nb, and W,
The amount of the binder contained in the diamond composite polycrystal decreases from the bottom toward the top,
There is no binder on the surface of the diamond composite polycrystal, or less than 1% by weight,
In the diamond composite polycrystal, in X-ray diffraction analysis, the peak intensity I 0 of the (111) plane, the peak intensity I 1 of the (200) plane, the peak intensity I 2 of the (220) plane, and the peak of the (311) plane When the strength I 3 , 1≤I 0 /I x ≤25 (x=1~3), diamond composite polycrystal.
제 1 항에 있어서,
상기 다이아몬드 입자의 평균 크기는 0.1 ~ 100㎛인, 다이아몬드 복합 다결정체.
The method of claim 1,
The average size of the diamond particles is 0.1 ~ 100㎛, diamond composite polycrystals.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 다이아몬드 복합 다결정체의 표면은 연마를 통해 경면처리된, 다이아몬드 복합 다결정체.
The method of claim 1,
The surface of the diamond composite polycrystal is mirror-finished through polishing, diamond composite polycrystal.
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