KR19990088003A - 연마공구인서트및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 천공, 채광 및 채석 작업에 사용하기 위한 고성능 절단기를 제공하는 것이다. 다결정 다이아몬드 콤팩트(PDC) 절단기의 텅스텐 카바이드(WC) 기재는 (1) 내부 접촉면을 최적화시키기 때문에 다이아몬드층이 인터페이스에서 향상된 접착성을 갖고, (2) 다이아몬드 테이블을 지지하도록 더욱 강하고 딱딱한 중심지역을 포함하고, (3) 균열의 발생경향을 줄이도록 더욱 부드럽고 질긴 외곽지역을 갖는다. 이러한 생산물의 절단 작업은 절단기가 마모 평판을 형성함으로서 바위에 자국이 남는 절단 작업을 이용하도록 디자인될 수 있다. 다이아몬드층으로부터 카바이드로의 전이는 다른 생산방법을 통해서 얻어질 수 있는 대칭적 패턴에서 성취되어질 수 있다. 응력이 발생하는 평탄 표면 또는 직선들이 없도록 모든 내부접촉면은 원형의 굴곡 표면으로 형성되어질 수 있다.

Description

연마 공구 인서트 및 그 제조방법{POLYCRYSTALLINE DIAMOND COMPACT CUTTER WITH INTERFACE}

본 발명은 고온/고압 공정 상태하에서 기재상에 형성되는 다결정 다이아몬드 콤팩트(PDC) 절단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다결정 다이아몬드 콤팩트층과 시멘트화 카바이드 기재층 사이에 평평하지 않은 인터페이스를 갖는 기재상에 형성되는 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 설치하는 동안 균열에 대한 향상된 저항력을 갖는 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기를 제공하는 것이다.

연마 콤팩트는 절단, 밀링, 연삭, 천공 및 다른 연마 공정들에 넓게 사용된다. 연마 콤팩트는 전형적으로 다결정다이아몬드 또는 응집성의 단단한 집괴형태로 결합되는 육방정의 질화붕소입자로 구성된다. 연마 콤팩트의 연마 입자의 함유가 많아서 광대한 양의 직접적인 입자 대 입자 결합이 형성된다. 연마 콤팩트는 다결정 다이아몬드 또는 육방정의 질화붕소 같은 연마서 입자가 결정구조적으로 안정한 고온/고압상태하에서 제조된다.

연마 콤팩트는 취성을 가지고 있어서, 사용시에는 때때로 시멘트화 카바이드 기재에 결합시킴으로서 기재상에 형성된다. 이 분야에서 복합적 연마 콤팩트로서 이같이 기재상에 형성되는 연마 콤팩트는 널리 공지되어 있다. 복합적 연마 콤팩트는 연마공구의 작업면 같은 것으로서 사용되어질 수 있다.

복합체의 제조는 전형적으로 프레스 용기에 시멘트화 카바이드 기재를 형성함으로서 얻어진다. 촉매성 바인더 및 다이아몬드 입자의 혼합물 또는 다이아몬드 입자들의 혼합물은 기재상에 형성되고 고온/고압의 상태에서 압축된다. 이러는 동안, 기재로부터 금속 바인더가 이동하여 다이아몬드 입계의 소결을 촉진하도록 다이아몬드 입계을 통해 확산하여 평평한 면을 형성하도록 한다. 그 결과로서, 다이아몬드 입계은 다이아몬드층이 형성되도록 서로 결합하고, 그 다이아몬드층은 종래의 평평한 인터페이스를 따라 기재에 결합된다. 금속 바인더들은 소결된 콤팩트에서 기공이 미량 또는 전혀 형성되지 않도록 다이아몬드 입계 사이에 공간을 차지한다. 다이아몬드 콤팩트를 만드는 방법 및 복합의 콤팩트 등은 미국 특허 제 3,141,746 호와, 제 3,745,623 호와, 제 3,609,818 호와, 제 3,850,591 호와, 제 4,394,170 호와, 제 4,403,015 호와, 제 4,794,326 호 및 제 4,954,139 호 등에 설명되어 있고, 이들의 본 명세서에서 참고로 특별히 인용되어 있다.

앞에서 기술한 방식으로 형성된 복합체는 몇가지 문제점을 가지고 있다. 예를 들면, 시멘트화 카바이드 및 다이아몬드간에는 열팽창계수와 탄성계수가 다르다는 점이다. 따라서, 다결정 다이아몬드 콤팩트를 가열 또는 냉각하는 동안, 다이아몬드층과 시멘트화 카바이드 기재 사이의 인터페이스에서 열응력이 발생한다. 이러한 열응력의 크기는 가해진 압력, 응력발생온도 및 열팽창계수와 탄성계수의 차이에 의존한다.

고려되어야 할 다른 잠재적인 문제점은 다이아몬드층에 갈라짐을 초래할 수 있는 다이아몬드층내에 생성된 내부응력에 관련되어 있다. 이같은 내부응력은 시멘트화 카바이드 기재가 존재함으로서 발생하고, 시멘트화 카바이드 기재 및 다결정 다이아몬드층의 크기, 기하형태 및 물리적 특성에 따라 다르게 된다.

유럽 특허 출원 0 133 386에는 다결정다이아몬드 본체에 금속 바인더를 함유하지 않고 금속기재 상에 직접적으로 형성되는 다결정 다이아몬드 콤팩트를 제안되어 있다. 그러나, 금속상에 직접적으로 다이아몬드 본체의 형성은 다이아몬드 본체에 대한 충분한 기재를 제공하도록 금속 바인더를 사용할 수 없다는 점과 관련된 중요한 문제점을 가지고 있다. 추가적으로 유럽 특허 명세서에서는 다이아몬드층의 하부면에 금속기재에 펼침형성되는 이격교차된 릿지의 사용이 제안되어 있다.

유럽 특허 명세서에 따르면, 레이져 또는 전기방전 같은 방식으로 다이아몬드 본체를 형성한 후에 또는 불규칙성을 가진 몰드를 사용하는 프레스에서 다이아몬드 본체를 형성하는 동안에 다이아몬드 본체에 불규칙성이 형성될 수 있다. 프레스에서 불규칙성이 형성될 때에는, 추가적으로 적당한 몰드가 시멘트화 카바이드로 형성될 수 있는 것이 제안되는데, 반면에 이러한 경우에 몰드로부터 금속 바인더가 이동하여 다이아몬드 본체로 들어가게됨으로서, 금속 바인더를 함유하지 않는 다이아몬드층을 제공한다는 앞에서 기술된 목표에 위배된다. 이러한 문제점을 완화시키는 방법으로 카바이드 몰드를 용해시키고 다이아몬드 본체로부터 금속 바인더를 여과시킬수 있는 산용액조에 앞에서 기술한 방식으로 형성된 다이아몬드/카바이드 복합체를 담금처리하는 것이 제안되어 있다. 이렇게 해서 금속 바인더를 함유하지 않고 금속 기재상에 직접적으로 형성되는 다이아몬드체가 결과된다. 이 같은 구조로 초래되는 잇점들에도 불구하고 이후에 설명되어지는 것처럼 중요한 문제점이 여전히 남아있다.

전체적으로, 유럽 특허 명세서에서는 시멘트화 카바이드 기재 및 금속 바인더를 완전하게 제거하는 방법으로 시멘트화 카바이드 기재의 존재 및 다이아몬드층에 금속 바인더의 존재에 연관된 문제점을 제거하도록 제안하고 있다. 하지만, 금속 바인더의 부재는 다이아몬드층을 더욱 열적으로 안정화시킴에도 불구하고, 이것은 다이아몬드층에 충격저항력을 감소시킨다. 즉, 이러한 다이아몬드층은 강한 충격에 쉽게 부서지게 되는데, 이 성질은 바위같은 강한 물체를 천공 하는 동안 심각한 문제점을 제시한다.

금속기재 상에 다이아몬드 본체를 직접적으로 형성하는 것은 그 자체가 다이아몬드와 금속 사이의 인터페이스에서의 응력생성을 포함한 앞에서 기술된 문제점이 완화시키지 못하는 것으로 평가되고, 이러한 문제점은 다이아몬드와 금속 사이에 매우 큰 열팽창계수의 차이로 부터 발생한다. 예를 들면, 다이아몬드의 열팽창계수는 약 45 × 10^-7㎝/㎝/℃ 이고 이에 비해 강철의 열팽창계수는 150 내지 200 ㎝/㎝/℃ 이다. 따라서, 절단기에서 열응력이 매우 실제적으로 발생한다.

최근에, 기계적 및 열적 응력에 대한 다이아몬드와 카바이드 인터페이스의 민감성을 줄이기 위하여, 다이아몬드와 카바이드 인터페이스에 다수개의 릿지, 그루브 및 다른 굴곡을 형성하는 다양한 다결정 다이아몬드 콤팩트 구조물들이 제안되어왔다. 미국 특허 제 4,784,023 호에서, 다결정 다이아몬드 콤팩트는 다수개의 교대로 배치되는 그루브와 릿지들을 갖는 인터페이스를 포함하는데, 실질적으로 교대로 배치되는 그루브와 릿지의 상하부면은 콤팩트표면에 평행하고 교대로 배치되는 그루브와 릿지의 옆면은 콤팩트표면에 수직한다.

미국 특허 제 4,972,637 호에는 시멘트화 카바이드층에 분리되어 있고 간격지어진 리세스를 포함하는 인터페이스를 갖는 다결정 다이아몬드 콤팩트가 공개되어 있는데, 이러한 리세스는 연마 재료(예를 들면 다이아몬드)를 포함하면서 일련의 열로 배열되어 있고, 여기에서 각각의 리세스는 근접한 열에서 가장 가까이 이웃하는 리세스와 엇갈리게 형성되어 있다. 미국 특허 제 4,972,637 호에 의하면, 마모가 다이아몬드/카바이드 인터페이스까지 도달했을 때, 다이아몬드로 채워진 리세스는 시멘트화 카바이드 보다 느리게 마모되어, 결과적으로 절단할 수 있는 릿지 또는 돌기로서 작용한다. 다결정 다이아몬드 콤팩트가 스터드 절단기 상에 장착되었을 때, 미국 특허 제 4,972,637 호로서 도 5에 도시된 바와 같이, 마모 평면(38)은 리세스(18)에서 다이아몬드보다 빠르게 마모되는 카바이드 서포트(42)을 노출시킨다. 연속적으로, 다이아몬드로 채워진 리세스 사이의 카바이드 영역에는 침화현상이 발생한다. 미국 특허 제 4,972,637 호에 의하면, 다이아몬드 재료의 추가적인 가장자리를 노출시키는 이러한 침화영역은 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기의 절단작업을 증강시킨다.

미국 특허 제 5,007,207 호에는 카바이드층에 다수개의 리세스를 갖는 교대로 배치되는 다결정 다이아몬드 콤팩트 구조가 공개되어 있는데, 각각의 리세스는 다이아몬드로 채워져있고, 디스크 형상의 콤팩트를 내려다보았을 때, 이러한 다수개의 리세스는 나선 또는 동심의 원형으로 배열된다. 따라서, 미국 특허 제 5,007,207 호에서의 구조는 많은 다수개의 분리된 리세스들로 배열된 미국 특허 제 4,972,637 호에서의 구조와 비교할 때 하나의 나선 또는 동심의 원형으로 만들어진 하나 또는 몇개로 연장배열된 리세스를 사용한다는 점에서 다르다. 미국 특허 제 5,007,207 호로서 도 5는 다결정 다이아몬드 콤팩트가 장착되어 스터드 절단기로 사용되었을 때 형성되는 마모평면을 도시하고 있다. 미국 특허 제 4,972,637 호에에서 처럼, 마모공정은 다이아몬드로 채워진 리세스 사이의 카바이드 물질에서 침화를 생성한다. 미국 특허 제 4,972,637 호에에서 처럼, 미국 특허 제 5,007,207 호에서 또한 마모공정중에 형성되는 이러한 침화는 절단작업을 증강시킨다. 추가적으로 절단작업을 증강시키는 것으로, 미국 특허 제 5,484,330 호, 제 5,494,477 호 및 제 5,486,137 호 등에 의하면 평탄하지 않은 인터페이스는 절단 작업동안 임계영역에서 바람직한 잔류응력을 갖음으로서 절단파손에 대한 민감성을 줄이는 것으로 설명되어진다.

이상에서 언급된 특허들에서 바위에 바람직한 절단작업 및 절단동안 발생하는 바람직한 잔류응력 등이 설명되어 있지만, 드릴 비트에 설치하는 동안 갈라짐에 대한 다이아몬드층의 민감성을 최소화하는 것 또한 바람직하게 요구된다.

다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기에서, 텅스텐 카바이드(WC)와 다결정 다이아몬드 콤팩트 사이에 인터페이스의 구조는 절단기 파손 및 마모에 중요한 영향을 미친다. 텅스텐 카바이드 기재의 복합체는 비트 포켓(bit pocket)에서 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기의 내구성에 중요한 역할을 한다. 본 발명의 목적은 천공, 채광 및 채석작업 같은 절단기의 파손, 내구성 및 마모성등이 문제시되는 현장작업에서 높은 수행능력을 갖는 특정 구조와 복합체를 포함하는 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기를 제공하는 것이다.

이러한 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기는 사용중에 카바이드 기재가 파손되는 경향을 줄이고, 절단기가 마모되기 시작하였을 때 천공작업을 향상시키고, 절단기를 비트 본체에 유지시키는 납땜결합을 강화하기 위한 다지역 시멘트화 카바이드 기재로 디자인되어진다. 이러한 절단기는 다이아몬드 테이블의 기재로서 형성되고 딱딱하면서 취성이 강한 반면에 질긴 재료를 포함하도록 디자인되어 있고, 시멘트화 텅스텐 카바이드를 카바이드 파손이 발생하는 영역에 형성한다. 이것은 납땜결합력과 절단기 내구성을 향상시키는 재료(전형적으로 코발트)로서 바인더 함유량을 증가시키는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 마지막으로, 이러한 영역에서 시멘트화 텅스텐 카바이드의 연마/마모 저항력을 줄이는 잇점 또한 갖을 수 있다. 이러한 텅스텐 카바이드 구조는 아래에 기술된 절단기 파손을 해결하는데 도움이 될 것이다.

과거 수년동안 이러한 절단기에서 연마층을 디자인하고 소결시키는 기술은 많은 발전을 이루었다. 이러한 발전 이전에, 절단기의 주요한 파손은 연마층에서 발생했다. 현재는 파국적 형태의 파손은 시멘트화 텅스텐 카바이드 기재에서 발생하는 경향이 있다. 전형적으로, 균열은 시멘트화 텅스텐 카바이드 기재를 통해서 발전하여서, 다이아몬드 테이블이 캔틸레버되고 부서짐으로 인한 결과로서 파편들은 줄어든다.

균열발생이나 파손이 되지않는 절단기에서, 연마 가장자리(전형적으로 다이아몬드)는 절단작업중에 마모되고 마모랜드(wear land)가 형성됨으로서, 절단기 마모가 진행되는 영역을 증가시킨다. 이러한 마모랜드는 천공작업으로 형성되는 부분과 접촉하고, 다이아몬드 가장자리로부터 하중을 줄임으로서 절단작업을 지연시킨다. 효율적인 절단작업과 절삭비율을 유지하기 위해서, 비트의 중량을 증가시킬 수 있고, 이것은 절단기에 더욱 큰 하중을 초래한다. 공정중에 발생하는 카바이드 마모랜드의 마찰은 일반적으로 열체킹(heat checking)이라고 알려진 카바이드 균열의 형성을 초래하는 과잉열을 발생시킨다.

비트 본체에서 포켓에 삽입되는 절단기의 내구성 또한 비트 작업의 성공을 보장하는데 중요하다. 절단기를 비트 본체에 부착하는 납땜결합이 파손되어 절단기가 풀어졌을 때, 이것은 후속적으로 절단기 및 절삭날에 막대한 손상이 발생하는 원인이 된다. 절단기와 비트 본체 사이에 납땜결합의 강도를 증가시키는 것은 전체적인 비트 성능을 향상시킬수 있다.

본 발명에 따른 절단기 디자인은 평탄하거나 평탄하지 않은 인터페이스를 가지고 평탄하거나 돔형상의 뿐만 아니라 원기둥형상의, 스터드 장착된, 원추형상의, 다른 절단기 기하형상의 다결정 다이아몬드 콤팩트에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 전형적인 실시예를 나타내는 도면 (여기에서 기재의 중심부는 13％ 농도의 코발트 바인더가 첨가된 시멘트화 텡스텐 카바이드로 구성되고 기재의 외곽부는 20％ 농도의 코발트 바인더가 첨가된 시멘트화 텅스텐 카바이드로 구성된다. 물론, 내부층 및 외부층에서 코발트의 실제적인 비율은 임계상태가 아니다. 본 발명이 의도하는 중요한 특징은 중심부에서 코발트의 비율이 외부층에서 코발트의 비율이하라는 점이다.),

도 2는 시멘트화 텅스텐 카바이드 기재에서 발생하는 균열 및 파손을 예시적으로 도시한 도면,

도 3은 마모 절단기를 예시적으로 도시한 도면,

도 4는 수직적 균열이 전체 절단기를 통해서 발전하는 원인이 되는 다이아몬드 테이블의 휨으로부터 결과되는 직경방향 쪼개짐을 예시적으로 도시한 도면,

도 5는 다이아몬드층을 통하여 전달된 하중으로 인하여 마모 평판의 높이이상으로 돌출하는 결과적 다이아몬드 절삭날을 예시적으로 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기재 12 : 코어

14 : 외곽부분 16 : 다이아몬드 테이블

50 : 다이아몬드층 52 : 마모랜드

다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기는 카바이드 기재에 결합된 다결정 다이아몬드 테이블(다이아몬드 테이블)로 구성된다. 다이아몬드 테이블과 카바이드 기재 사이의 결합은 고온/고압(HT/HP) 상태에서 형성된다. 순환상태에서 후속되는 압력과 온도의 감소는 결합된 두층의 열팽창율 및 압축율 특성 차이에 기인하여 다이아몬드 테이블과 카바이드 기재에서 응력을 형성하는 결과를 초래한다. 온도 및 압축이 감소하였을 때, 열팽창률 및 압축율의 차이는 응력형성에 상반되는 결과를 갖는데 즉, 열팽창률의 차이는 온도감소상태에서 다이아몬드 테이블에서는 압축력을, 카바이드 기재에서는 인장력을 발생하는 경향이 있고, 반면에 압축율에 차이는 다이아몬드 테이블에서는 인장력을, 카바이드 기재에서는 압축력을 발생하는 경향이 있다. 응력형성의 유한 원소 분석(Finite element analysis : FEA) 및 스트레인 계량 측정에서, 다이아몬드 테이블에서 압축성 잔류응력의 발생은 일반적으로 열팽창율 차이의 효과에 의해 지배되는 것으로 확인된다.

카바이드-다이아몬드 인터페이스에서, 카바이드 기재에 적은 코발트 함유에 의한 바람직한 결과를 얻기 위한 여러 가지 방법들은 당업자에게 명백하게 공지되어 있다. 그 중 몇 가지 방법이 아래에 설명되어 있다.

하나의 방법은 각각의 텅스텐 카바이드 일정량을 고온/고압 공정하에 배치하고 그것들을 바람직한 기하형상으로 조합한다. 예를 들어, 다이아몬드 테이블에 근접한 카바이드 기재와 카바이드-다이아몬드 인터페이스로부터 외곽으로 연장되는 자체의 중심영역은 적은 코발트 함유량으로 구성된다. 반면에, 기재의 남은 영역(자체의 외곽영역)은 코발트가 많이 함유된 카바이드로 구성된다.

다른 방법은 카바이드 제조자가 코발트 함유량이 점차 증가하는 카바이드 기재를 공급하는 것을 포함하는데, 코발트 함유량이 점차 증가하는 카바이드 기재에서 카바이드 제조자는 바람직한 영역에서 적은 코발트 함유를 포함하는 전체 카바이드 기재를 제공한다. 본 발명에 따라, 카바이드 기재에서 감소된 코발트 함유량은 다이아몬드 테이블에 근접한 영역(즉, 카바이드-다이아몬드 인터페이스) 및 카바이드-다이아몬드로부터 외곽으로 확장되는 중심영역에서 요구되어진다는 것은 중요하게 인지되어야 한다.

게다가, 두 번째 방법은 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기를 소결하는 동안, 카바이드 기재로부터 코발트의 제거가 제어되도록 구성되어진다. 예를 들어, 소결하는 동안, 기재에 포함된 코발트는 용융되고, 확산하여 다이아몬드 테이블에 평평한 면을 형성한다. 코발트가 확산하여 다이아몬드 테이블에 평평한 면을 형성하는 동안, 카바이드 기재로부터 선택적인 코발트 제거는 딱딱하고 강하면서 코발트가 적게 함유된 영역을 형성한다. 선택적인 코발트 제거량은 카바이드-다이아몬드 인터페이스의 기하형상을 바꿈으로서 제어될 수 있고, 인터페이스에서 다이아몬드에 대한 카바이드의 부피 마찰 비율을 제어한다.

본 발명의 목적은 천공, 채광 및 채석 작업에 이용하기 위한 고성능 절단기를 제공하는 것이다. 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기의 카바이드 기재(바람직하게는 텅스텐 카바이드:WC)은 1)기재에 다이아몬드 테이블의 접착력을 증가시키고, 2)다이아몬드 테이블을 지지하도록 강하고 딱딱한 중심영역을 갖고, 3) 균열발생의 경향을 줄이도록 부드럽고 질긴 외곽영역을 갖는다. 이러한 생산물의 절단작업은 절단기가 마모 평판을 형성함으로서 바위에 자국이 남는 절단작업을 이용하도록 디자인될 수 있다.

본 발명의 전형적인 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 기재(10)의 코어(12)는 도시되어진 것처럼 13％의 코발트 바인더 상을 포함하는 시멘트화 텅스텐 카바이드로 만들어진다. 기재(10)의 외곽부분(14)은 도시되어진 것처럼 20％의 코발트 바인더 상을 포함하는 시멘트화 텅스텐 카바이드로부터 만들어진다.(텅스텐 카바이드에서 코발트 함유량이 많으면, 부드러운 카바이드가 형성되어질 것이다.)

절단기의 코어(12)는 다이아몬드 테이블(16)에 대한 기재로서 형성되기 위하여 강하고 또는 딱딱한 카바이드 재료를 요구한다. 도 4를 보면, 이러한 영역에서 부드러운 카바이드(많은 코발트 함유량을 갖음)의 사용은 절단기 전체를 통하여 수직적 균열(42)을 발생시키는 다이아몬드 테이블(40)의 굴곡을 초래할 수 있다. 이러한 형식의 파손은 일반적으로 직경방향 갈라짐으로 알려져 있고 도 4에 도시되어 있다. 외곽부분(14)는 코어(12)보다 질기고 부드럽다. 이것은 도 2에 도시된 형태의 균열(20) 발생 경향을 줄일 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 시멘트화 카바이드를 납땝했을 때, 납땝은 카바이드 결정에서 보다 바인더 상에서 더욱 마모되고 잘 결합한다. 이러한 영역에 많은 코발트 함유는 절단기가 더욱 납땜처리 용이하도록 하고 작업중에 비트 본체로부터 분리되는 경향을 줄인다.

도 5는 절단기 가장자리의 "다이아몬드 절삭날" 형태를 도시한다. 마모랜드(54)의 영역에서 작업중에 마모되는 것으로서 부드러운 카바이드가 더욱 빨리 마모되고 부식될 것이다. 이것은 다이아몬드층(50)이 마모랜드(54) 보다 길어져서 돌출하더라도, 다이아몬드층을 통하여 전달되는 하중이 여전히 균일하게 유지되도록 하여, 계속적으로 향상된 절단작업을 유지할 것이다. 이러한 다이아몬드-절단기 가장자리의 이상적인 형태를 전형적으로 "다이아몬드 절삭날"이라고 불리운다.

본 발명을 하나 또는 그 이상의 바람직한 실시예들을 언급하여 설명하였지만, 이같은 실시예들은 단순하게 예시적일 뿐, 본 발명의 모든 관점을 한정하거나 철저한 나열을 설명하는 보여줄 의도는 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 후속되는 청구함에 의해서만이 명확해질 것이다. 게다가, 본 발명의 사상과 원리에서 출발하지 않더라도 이같은 설명에서 많은 변화가 이루어질 수 있음을 당업자들은 인지할 수 있다.

본 발명은 독특한 특성들을 가진 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기를 제조하는 향상된 방법으로서 가치평가된다. 본 발명에 따른 텅스텐 카바이드의 코발트 함유구조는 균열과 파손의 민감성을 줄이는 내구적 다결정 다이아몬드 콤팩트 절단기를 제공한다. 이러한 구조의 우선적인 잇점은 성능을 강화하고 카바이드 기재의 줄어든 열팽창율에 기인하는 설치 및/또는 납땜 파손을 줄인다.

Claims (9)

1. 연마층,

   상기 연마층에 결합되어 있는 시멘트화 카바이드 코어 및 상기 코어에 결합되어 있는 시멘트화 카바이드의 외곽층 등으로 구성되어 있고, 상기 코어의 금속 바인더 함유량은 상기 외곽층의 금속 바인더 함유량보다 적게 포함되는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어의 금속 바인더 함유량은 평균적으로 중량의 약 5 내지 15 ％로 범위되어지고, 상기 외곽층의 금속 바인더 함유량은 평균적으로 중량의 약 13 내지 22 ％로 범위되어지는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어의 금속 바인더 함유량은 상기 외곽층의 금속 바인더 함유량보다 적으면서 중량의 약 5 ％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 연마층과 코어 사이의 인터페이스는 평평하지 않게 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트.
5. 다결정 다이아몬드층,

   상기 다이아몬드층에 결합되어 있는 텅스텐 카바이드 코어층 및 상기 코어층에 결합되어 있는 텅스텐 카바이드 외곽층 등으로 구성되고,

   상기 코어층은 평균적으로 중량의 약 5 내지 15 ％ 범위의 금속 바인더를 포함하고,

   상기 외곽층은 평균적으로 중량의 약 13 내지 22 ％ 범위의 금속 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트.
6. 표준 고온/고압 장치의 반응조에서 연마 공구 인서트를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 반응조에 시멘트화 카바이드 외곽층을 배치하는 단계와,

   상기 외곽층내에 상기 외곽층보다 적은 금속 바인더 함유량을 포함하는 시멘트화 카바이드 코어를 배치하는 단계와,

   연마 입자로 이루어진 층으로 상기 코어릉 커버링하는 단계와,

   상기 반응조를 고온/고압의 상태로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 코어의 금속 바인더 함유량은 평균적으로 중량의 약 5 내지 15 ％ 범위이고, 상기 외곽층의 금속 바인더 함유량은 평균적으로 중량의 약 13 내지 22 ％ 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 코어의 금속 바인더 함유량은 상기 외곽층의 금속 바인더 함유량보다 적으면서 중량의 약 5 ％ 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트의 제조방법.
9. 표준 고온/고압 장치의 반응조에서 연마 공구 인서트를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 반응조내에서 상대적으로 금속 바인더 함유량이 많은 외곽층, 상기 외곽층내에서 상대적으로 금속 바인더 함유량이 많은 코어 등을 포함하는 이미 결정되어 있는 시멘트화 카바이드 부분을 배치하는 단계와,

   연마 입자로 이루어진 층으로 상기 코어를 커버링하는 단계와,

   상기 반응조를 고온/고압의 상태로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 공구 인서트의 제조방법.