KR20020024741A - Method for Manufacturing a grinding Wheel and the tips thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석재와 콘크리트 구조물의 절단에 사용하는 연삭휠에서 팁부에 다이아몬드 입자를 일정한 간격으로 분포시킴으로써 가공물의 절삭력을 증가시킨 것에 관한 것이다.The present invention relates to an increase in cutting force of a workpiece by distributing diamond particles at regular intervals in a tip portion of a grinding wheel used for cutting stones and concrete structures.
일반적으로 연삭휠의 팁을 만들기 위해서는 금속, 비트리화이드 혹은 레진의 결합제를 사용한다. 이중 금속의 결합재로 만들어진 팁을 사용한 연삭휠은 금속의 강성으로 인하여 다이아몬드를 잘 고정하여 다이아몬드 입자가 절단 또는 연마 가공을 수행하는 중에 팁부로부터 쉽게 탈락하는 것을 막아주므로 다른 결합제를 사용한 연삭휠에 비하여 수명이 길고 절삭력이 뛰어나다.In general, to make the tip of the grinding wheel, a binder of metal, beatilide or resin is used. Grinding wheels with a tip made of a double metal binder keep the diamond firmly fixed due to the rigidity of the metal to prevent the diamond particles from falling off the tip during cutting or polishing, and therefore have a longer service life than grinding wheels with other binders. This long and cutting force is excellent.
따라서 석재와 큰크리트의 절단이 요구되는 분야에서는 금속 결합제를 다이아몬드 입자와 같이 혼합하여 소결한 팁을 강철 원판의 외경부에 부착시킨 휠을 사용하고 있다.Therefore, in the field where stone and large concrete cutting are required, a wheel is used in which a metal binder is mixed with diamond grains and the sintered tip is attached to the outer diameter of the steel disc.
한편, 금속 결합제와 다이아몬드의 혼합은 팁부에서 다이아몬드 입자의 분산 정도를 결정하는 매우 중요한 요소이기 때문에 터볼러와 같은 혼합 기계를 사용한다.On the other hand, a mixing machine such as a turbler is used because the mixing of the metal binder and diamond is a very important factor that determines the degree of dispersion of the diamond particles at the tip.
하지만 이렇게 제작된 연삭휠의 팁부는 다이아몬드 입자가 팁부 내에 불규칙적인 분포를 갖게 된다.However, the tip of the grinding wheel thus produced has an irregular distribution of diamond particles in the tip.
종래의 특허(US6039641, BRAZED DIAMOND TOOLS BY INFILTRATION)에 나타난 다이아몬드의 배열 방법은 일정한 간격으로 다이아몬드 입자의 크기보다 크게 천공된 금속판을 금속 성형체 위에 고정하고 다이아몬드를 천공된 홈에 위치시킨 후 프레스로 가압하여 다이아몬드를 성형체에 고정하는 것이다.The method of arranging diamonds shown in the conventional patent (US6039641, BRAZED DIAMOND TOOLS BY INFILTRATION) is to fix the perforated metal plate larger than the size of the diamond grains at regular intervals on the metal molded body, place the diamond in the perforated groove, and press it with a press. The diamond is fixed to the molded body.
이 방법은 천공된 판이 다이아몬드 입자의 크기에 비하여 절반 이하의 두께를 갖는 경우에 사용할 수 있으며, 다이아몬드 입자의 크기가 작으면 사용할 수 없다.This method can be used when the perforated plate has a thickness of less than half the size of the diamond particles, and cannot be used when the diamond particles are small in size.
또한 성형체 위에 천공된 판을 깔고 그 위에 다이아몬드 입자를 고정시켜야 하므로 천공 판을 벗어난 다이아몬드 입자는 성형체의 원하지 않는 면에 부착될 수 있다.In addition, since the perforated plate must be laid on the molded body and the diamond particles fixed thereon, the diamond particles out of the perforated plate may adhere to the unwanted side of the molded body.
따라서 이들은 금속의 결합제에 수지를 용제로 녹여 혼합한 본드를 사용하여 천공판을 통과한 다이아몬드 입자가 본드에 잘 접착되도록 하여 이를 브레이징하여 팁부를 소결하였다. 따라서 일반적으로 사용되는 금속 결합제에는 사용을 할 수 없다.Therefore, they used a bond in which a resin was dissolved in a metal binder as a solvent so that diamond particles having passed through the perforated plate adhered well to the bond, thereby sintering the tips. Therefore, it cannot be used for the commonly used metal binder.
본 발명은 이를 해결코자 하는 것으로, 종래 기술이 해결하지 못하는 일반 금속 결합제에서의 다이아몬드 배열을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.The present invention aims to solve this problem, and an object thereof is to facilitate diamond arrangement in a general metal binder which cannot be solved by the prior art.
또한 본 발명은 연삭휠의 팁부를 진공에서 소결하는 것이 아닌 대기 중에서 열 가압(Hot Press) 소결 장치를 이용하여 소결할 수 있게 하고, 따라서 상기에서 서술한 종래 기술의 금속 결합제를 만들기 위해 수지를 용제에 녹여서 혼합할 필요도 없으며, 매우 다양한 금속 결합제를 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention enables the sintering of the tip of the grinding wheel using a hot press sintering apparatus in the air rather than sintering in a vacuum, and thus the resin is used to make the above-mentioned metal binder of the prior art. It does not need to be dissolved in and mixed with, and its purpose is to be able to use a wide variety of metal binders.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
다이아몬드 입자의 크기보다 크게 일정한 간격으로 천공된 판의 한면에 테이프를 붙이고, 천공된 판의 홈을 통하여 다이아몬드 입자를 테이프에 일정한 배열로 접착하는 단계와;Attaching the tape to one side of the perforated plate at regular intervals greater than the size of the diamond particles, and adhering the diamond particles to the tape in a constant arrangement through the grooves of the perforated plate;
다이아몬드가 일정하게 배열되어 붙어있는 테이프를 코발트, 철, 니켈, 황동 그리고 구리분말이 한가지 또는 두가지 이상이 혼합된 금속 결합제와 같이 가압,성형하여 성형체안에 다이아몬드 입자를 일정한 배열로 고정하는 단계와;Pressing and molding a tape in which diamonds are constantly arranged and attached together with a metal binder in which one or two or more cobalt, iron, nickel, brass and copper powders are fixed to fix diamond particles in a molded body in a constant arrangement;
다이아몬드가 일정하게 배열되어 고정된 성형체의 표면에서 외부로 노출된 다이아몬드 입자가 있는 성형체에 금속 결합제를 덮어 재성형하는 단계를 포함하여 이루어짐이 특징이다.And a step in which the diamond is uniformly arranged and covered with a metal binder on the molded article having diamond particles exposed to the outside from the surface of the fixed molded article.
이때, 테이프를 천공 면으로부터 떼어내면 다이아몬드 입자는 천공된 간격과 같은 위치의 테이프 접착 면에 고정되어 있으므로, 다이아몬드 입자가 일정 간격으로 배열된 금속 분말의 성형체를 제조할 수 있다.At this time, when the tape is removed from the perforated surface, the diamond particles are fixed to the tape adhesive surface at the same position as the perforated interval, so that a molded article of metal powder in which the diamond particles are arranged at regular intervals can be produced.
그리고, 다이아몬드 팁부의 형태와 같게 하기 위해 미리 테이프를 절단하여 사용할 수 있다.Then, the tape can be cut and used in advance so as to have the same shape as the diamond tip portion.
또한, 테이프의 접착면에 붙여진 다이아몬드 입자들을 금형안에 놓여진 금속 결합제위에 놓고 프레스로 성형하면 다이아몬드 입자가 팁부에 일정한 간격을 유지하며 성형체에 분포된다.In addition, when the diamond particles attached to the adhesive surface of the tape are placed on the metal binder placed in the mold and molded by a press, the diamond particles are distributed in the molded body at regular intervals at the tip portion.
따라서 이러한 일정 간격으로 분포된 다이아몬드 팁부를 소결하여 제조된 연삭휠은 석재와 콘크리트를 절단할 때 외부에 돌출되는 다이아몬드의 수량과 분포가 일정하므로 항상 안정된 성능을 나타내게 된다. 특히, 다양한 금속 결합제를 사용할 수 있으므로 가공률의 물성에 맞는 휠을 제작할 수 있다.Therefore, the grinding wheel manufactured by sintering the diamond tips distributed at regular intervals exhibits stable performance at all times because the number and distribution of diamonds protruding from the outside when cutting stones and concrete are constant. In particular, since a variety of metal binders can be used, it is possible to manufacture a wheel suitable for the properties of the processing rate.
도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e는 테이프를 이용하여 다이아몬드 입자를 연삭휠의 팁부에 일정한 간격으로 배열하는 방법에 대한 공정 흐름도.Figures 1a, 1b, 1c, 1d, 1e is a process flow diagram for a method of arranging diamond particles at regular intervals at the tip of a grinding wheel using a tape.
도 2는 다이아몬드 입자가 일정한 간격으로 배열된 팁 구성도.2 is a tip configuration in which diamond particles are arranged at regular intervals.
도 3은 도 2의 팁을 사용하여 만든 연삭휠로 석재를 절단하였을 때 가공되는 면과 팁부 사이의 절개도.Figure 3 is a cutaway view between the surface and the tip processed when cutting the stone with a grinding wheel made using the tip of Figure 2;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 금속판 20: 테이프10: metal plate 20: tape
30: 분말 40: 금형30: Powder 40: Mold
50: 금속결합제 100: 연삭휠50: metal binder 100: grinding wheel
아래에 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 설명한다. 도 1a의 10은 천공된 금속판을 나타낸 것으로 천공된 홈의 직경은 다이아몬드 입자의 최대 크기보다 약 5∼20% 정도 크게 천공하여 천공된 홈에 다이아몬드 입자가 하나씩 통과하도록 한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 10 illustrates a perforated metal plate, and the diameter of the perforated groove is drilled about 5 to 20% larger than the maximum size of the diamond particle so that the diamond particles pass through the perforated groove one by one.
이때, 사용하는 금속판의 천공은 매우 정밀하여야 하므로 엑시머(excimer) 레이저를 이용하여 천공하였다. 천공된 금속판의 재질은 어떤 금속이든지 가능하지만 레이저의 가공에 용이하고 대기중에서 산화가 일어나지 않는 스테인레스강으로 함이 바람직하다.At this time, since the perforation of the metal plate to be used should be very precise, it was perforated using an excimer laser. The material of the perforated metal plate may be any metal, but is preferably made of stainless steel that is easy for laser processing and does not cause oxidation in the atmosphere.
상기에서 천공되는 금속판의 두께는 레이저 가공시 가스의 압력에 의해 휘어지지 않아야 하고 홈에 다이아몬드가 쉽게 통과하며, 여분의 다이아몬드 입자 분말들을 천공판위의 상면으로부터 제거하기가 용이해야 하므로 0.5mm로 한다.The thickness of the metal plate to be punctured should be 0.5 mm because it should not be bent by the pressure of the gas during laser processing, the diamond easily passes through the grooves, and the extra diamond particle powders should be easily removed from the upper surface on the perforated plate.
그림 1a의 20은 테이프로써 앞서 기술한 천공된 스테인레스 판의 한면에 접착한다. 이때 테이프는 천공된 판으로부터 쉽게 떨어져야 하며, 판의 표면에 테이프의 접착제가 남아 있으면 안된다. 그리고, 상기 테이프는 미리 다이아몬드 팁부의 형상에 맞춰 절단하도록 하는 것이 좋다.20 in Figure 1a is taped to one side of the perforated stainless plate described above. The tape should be easily separated from the perforated plate and no adhesive on the tape should remain on the surface of the plate. The tape may be cut in advance in accordance with the shape of the diamond tip.
이후, 테이프를 접착시킨 천공판의 반대면을 위로 하여 도 1b에 도시한 다이아몬드 입자 분말(30)들을 떨어뜨려 다이아몬드가 천공된 홈을 통과해 테이프의 접착면에 접착되도록 한다.Thereafter, the opposite side of the perforated plate to which the tape is bonded is dropped to drop the diamond particle powders 30 shown in FIG. 1B so that the diamond passes through the perforated groove and adheres to the adhesive side of the tape.
이때, 다이아몬드 입자의 유동도가 좋지않으므로 천공된 금속판에 진동을 주어 천공된 모든 홈에 다이아몬드가 들어가도록 하며, 다이아몬드 입자가 모든 홈에 들어가면 여분의 다이아몬드 입자 분말들은 준비된 통에 수거한다.At this time, the flow of diamond particles is not good, so that the perforated metal plate vibrates so that the diamond enters all the perforated grooves, and when the diamond particles enter all the grooves, the extra diamond particle powders are collected in the prepared container.
그리고, 다이아몬드 입자가 부착된 테이프는 천공된 판으로부터 떼어내어 별도로 보관하도록 하며, 이때 다이아몬드를 부착할 팀부의 수량 만큼 다이아몬드가일정한 간격으로 배열되어 접착된 테이프를 제작하도록 한다.Then, the tape is attached to the diamond particles are separated from the perforated plate to be stored separately, where the diamonds are arranged at regular intervals by the number of team parts to attach the diamond to make the bonded tape.
다이아몬드가 일정하게 배열된 테이프(도 1c)에서 다이아몬드 입자가 접착된 면을 금속 결합제(코발트, 니켈, 철, 황동, 구리 등 한가지 또는 두가지 이상의 분말로 이루어진 금속 분말)가 있는 방향으로 향하도록 하여, 도 1d의 금형(40)안에 위치시킨 후, 프레스로 가압한다.On the tape in which the diamonds are uniformly arranged (FIG. 1C), the diamond-bonded side is directed in the direction of the metal binder (metal powder composed of one or two or more powders such as cobalt, nickel, iron, brass, copper), After positioning in the mold 40 of FIG. 1D, it presses with a press.
프레스로 가압하면 금형내에 충전된 다이아몬드 입자를 둘러싼 금속 결합제들의 성형 밀도가 증가하면서 다이아몬드 입자가 금속 결합제 안에 고정되도록 한다.Pressing the press increases the forming density of the metal binders surrounding the diamond particles filled in the mold while allowing the diamond particles to be fixed in the metal binder.
이때 다이아몬드 입자가 없는 부분의 접착면에는 금속 결합제의 일부가 테이프의 접착제에 의하여 성형체의 표면으로부터 제거된다.At this time, a part of the metal binder is removed from the surface of the molded body by the adhesive of the tape on the adhesive surface of the portion free of diamond particles.
그리고, 금형(40)을 분리하여 테이프(20)를 성형체로부터 제거한다.Then, the mold 40 is separated to remove the tape 20 from the molded body.
이때, 다이아몬드 입자들은 충분한 압력에 의해 성형된 금속 결합제 안에 있으므로 테이프와 같이 성형체 밖으로 떨어지지 않는다.At this time, the diamond particles are in the formed metal binder by sufficient pressure and thus do not fall out of the molded body like the tape.
다이아몬드 입자가 일정한 간격으로 배열되어 금속결합제와 충분히 결합되어 있는 성형체에서 다이아몬드 입자는 셩형체의 밖으로 노출되어 있는데, 이는 대기중에서 소결할 때 공기중의 산소와 반응하여 다이아몬드의 산화가 일어나 원하는 연삭휠의 성능을 발휘하지 못하게 한다.In a molded body in which diamond particles are arranged at regular intervals and sufficiently bonded with a metal binder, the diamond particles are exposed to the outside of the X-shaped body, which reacts with oxygen in the air when sintered in the air, causing the diamond to oxidize, thereby Disable performance.
따라서 다이아몬드 입자가 노출된 성형체의 표면에 금속 결합제(도 1e의 50)를 보강하여 도포한 후 성형체와 같이 성형하여 다이아몬드 입자의 산화를 방지한다.Therefore, a metal binder (50 in FIG. 1E) is applied to the surface of the molded body to which the diamond particles are exposed and then molded like a molded body to prevent oxidation of the diamond particles.
성형체는 열 가압 방식의 소결 장치에 의하여 소결되어 다이아몬드 팁부로써의 역할을 수행하게 되는데 팁부의 하단과 강철원판을 접합하여 연삭휠을 제작한다.The molded body is sintered by a thermal pressurized sintering apparatus to play a role as a diamond tip. A grinding wheel is manufactured by joining a lower end of the tip and a steel disc.
이때, 다이아몬드 입자들은 보강된 금속 결합제에 의하여 팁의 외부에 노출되어 있지 못하므로 지석에 의한 드레싱 공정에 의하여 입자를 노출시켜야 한다.At this time, since the diamond particles are not exposed to the outside of the tip by the reinforced metal binder, the particles should be exposed by the dressing process by the grindstone.
도 2는 도 1의 방법에 의하여 제작된 연삭휠(100)에서 다이아몬드 팁(110)를 나타낸 것이다. 노출된 다이아몬드 입자는 일정한 간격으로 배열되어 있으며 드레싱 작업에 의한 다이아몬드 입자의 뒤로 테일이 형성되어 있다.2 shows a diamond tip 110 in the grinding wheel 100 produced by the method of FIG. The exposed diamond particles are arranged at regular intervals and tails are formed behind the diamond particles by the dressing operation.
소결된 팁부에서 다이아몬드 입자는 가공물에 대하여 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되어 있는데, 다이아몬드 적층면의 사이에 들어가는 금속 결합제의 양을 조절함으로써 다이아몬드 적층면간의 거리를 조절할 수 있다.In the sintered tip, the diamond particles are arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the workpiece, and the distance between the diamond lamination planes can be controlled by controlling the amount of metal binder between the diamond lamination planes.
테이프를 이용하여 다이아몬드 입자의 간격을 일정하게 배열하였다. 테이프에 일정한 간격으로 배열된 다이아몬드 입자들은 성형과 소결을 통하여 다이아몬드 팁부로 제조되는데, 종래의 브레이징 방법에 의한 소결과는 달리 매우 다양한 금속 결합제를 사용하여 석재와 콘크리트의 물성에 맞는 연삭휠을 제작할 수 있다.The tape was used to uniformly space the diamond particles. Diamond particles arranged at regular intervals on the tape are manufactured by diamond tips through molding and sintering. Unlike conventional sintering by brazing method, it is possible to manufacture grinding wheels suitable for the properties of stone and concrete using various metal binders. have.
또한 진공이나 소소를 사용한 불활성 분위기가 아닌 일반 대기중에서 다이아몬드 입자를 일정한 간격으로 배열시킨 다이아몬드 팁부를 제작함으로써 생산성을 증가시켰다.In addition, productivity was increased by fabricating diamond tips in which diamond particles were arranged at regular intervals in a general atmosphere, rather than in an inert atmosphere using vacuum or soot.
그리고 다이아몬드 팁부에 일정한 간격으로 배열된 다이아몬드 입자들은 연삭휠의 절단 작업중에 균일하게 노출됨으로써 연삭휠의 성능에 대한 품질의 안정성을 증가시켰다.In addition, the diamond particles arranged at regular intervals in the diamond tip are uniformly exposed during the cutting operation of the grinding wheel, thereby increasing the stability of the quality of the grinding wheel performance.
다이아몬드 입자가 배열된 적층면은 서로 약간씩 떨어져 있는데, 이것은 다이아몬드 입자가 분포된 층과 사이의 금속 결합제층간의 마모를 다르게 하여 연삭휠의 절삭성을 증가시킨다.Laminated surfaces in which diamond particles are arranged are slightly spaced apart from each other, which increases the machinability of the grinding wheel by varying the wear between the layers where the diamond particles are distributed and the metal binder layer therebetween.
즉, 금속 결합제충의 마모가 더 빨리 진행되어 도 3과 같이 진행되는데, 도 3의 돌출부(60)는 연삭휠의 기계적인 진동에 의하여 파쇄가 일어나 다이아몬드 입자에 의해 떨어져 나가는 가공물의 칩보다 더 큰 칩으로써 떨어지게 된다.That is, the wear of the metal binder insect proceeds faster and proceeds as shown in FIG. 3, wherein the protrusion 60 of FIG. 3 is larger than the chip of the workpiece that is broken by the mechanical vibration of the grinding wheel and is separated by diamond particles. To fall.
이때, 다이아몬드 입자가 분포되어 있는 배열층은 일반적으로 불규칙하게 전체적으로 배열되어 있는 연삭휠의 팁부에 비해 상대적으로 많은 다이아몬드 입자가 분포하고 있고, 중간의 금속 결합층이 마모되어 다이아몬드 입자 분포층의 두께가 얇아지므로 빠른 절삭 효과를 나타내게 된다.At this time, the diamond layer is arranged in the distribution layer is a relatively large number of diamond particles are distributed in comparison with the tip of the grinding wheel is generally arranged irregularly, and the thickness of the diamond particle distribution layer is Thinner results in faster cutting effects.
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- 2000-09-26 KR KR1020000056529A patent/KR20020024741A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |