KR20030012938A - 큐비트론을 이용한 다이아몬드 공구 - Google Patents

Abstract

연마제인 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소을 다이아몬드 팁 구성부에 투입하여 피삭재을 절삭, 연마, 가공하고 피삭재에 따라서 연마제인 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소는 체적당 3% ∼ 50% 차지하고 50% ∼ 97%는 금속분말,세라믹 분말, 레진 분말이 차지하여 100%로 혼합되어 구성되는 다이아몬드 공구에 있어서 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소는 모재의 체적에 3% ∼ 50% 범위 내에서 불규칙적으로 분포된다.

상기의 다이아몬드 팁 구성부인 모재에 차지하는 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)은 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)은 피삭재에 따라서 20% ∼ 25% 차지하도록 혼합하여 모재에 투입하고 모재의 체적(㎤) 50%의 범위 내에서 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 그리고 큐비트론의 입자 크기는 피삭재에 따라서 변화시키므로 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하여 다이아몬드의 수명이 증가되는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.

Description

큐비트론을 이용한 다이아몬드 공구{diamond tools for use cubitron}

본 발명은 대리석, 콘크리트, 아스팔트, 암석 등의 석재와 금속,세라믹,반도체등의 난삭재을 절삭, 연마, 가공하기 위하여 소우머신, 연삭 휠, 머신과 같은 절삭, 연마 공구에 장착하여 사용하기 위한 다이아몬드 공구에 관한 것으로서 상기의 기계에 장착되는 다이아몬드 공구를 제조 시 혼합되는 연마 제인 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25%로 차지하도록 혼합하고 모재에 투입하고 모재의 체적(㎤) 50%의 범위 내에서 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하여 다이아몬드의 수명을 증가시키는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드는 경도와 열전도율이 높으므로 절삭 공구나 내 마모성 공구로서 우수한 성능을 발휘하여 여러 용도로 이용되고 있는 실정이며 특히 기계 가공이 힘든 난삭재, 화강암, 콘크리트, 아스팔트, 흑연, 고분자 복합 소재등 각종 석재, 금속재,세라믹등을 가공 ,절삭, 연마하는데 있어서 현존하는 물질 중에서 가장 높은 경도 값을 갖는 다이아몬드를 많이 이용하고 있으며 그 사용 또한 필수적이라 할 수 있다.

이러한 다이아몬드 물성을 이용하여 상기한 석재, 난삭재,금속재등의 연마, 절삭 가공 등을 위해 공구 표면에 다이아몬드 분말을 코팅하거나 진공 증착법을 통하여 약0.2 - 수백㎛범위에 속하고 다이아몬드 결정 입자를 공구의 피 접착 면에 피복 시켜서 되는 다이아몬드 팁을 사용하고 있다.

상기와 같은 다이아몬드 팁을 형성하기 위해 모재에 기상으로 증착하는 방법인 화학 증착법(CVD)과 물리 증착법(PVD)의 다이아몬드 팁 제조에 관한 내용은 본 원의 특허 권리 범위가 아니므로 상세한 설명은 생략한다,

연마 및 절삭을 하기 위해서 사용되는 물질을 연마 재라고 하며,천연품으로는 다이아몬드,에머리,스피네르,활석,석류석등이 있고,인조품으로는 인조 다이아몬드,입방정 질화붕소(C. B. N), 용융 알루미나, 커런덤, 탄화 붕소, 큐비트론,기타 고경도 탄화물, 산화철, 알루미나, 뮬라이트,등이 있다.

종래의 연마기는 인조 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소을 이용하여 제조하고 제조되는 다이아몬드 공구를 살펴보면 페놀수지와 다이아몬드,입방정 질화붕소와 혼합하여 물리적 특성인 경도 ,인성을 부여하고 절삭, 연마하는 레진 연마 휠과 금속 분말과 다이아몬드, 입방정 질화 붕소와 혼합하여 물리적 특성을 부여하여 절삭, 연마하는 소우 블레이드와 전기에 의한 도금을 이용하여 다이아몬드, 입방정 질화 붕소를 부착하는 전착 블레이드와 세라믹 분말과 다이아몬드, 입방정 질화 붕소와 혼합하여 물리적 특성을 부여하는 비트리파이드 연마, 절삭 휠 등이 있다.

종래의 상기한 다이아몬드 공구는 연마 재로서 다이아몬드를 1 ∼ 50% 사용하거나 또는 입방정 질화 붕소를 1 ∼ 50%사용하고 상기의 연마제를 보지 하는 여러 가지의 분말을 사용하고 있으며 피삭재의 용도에 따라서 보지 하는 분말을 다양하게 변화시킬 수 있다.

다이아몬드를 모재의 체적당 1% ∼ 50%가 불규칙적으로 모재 내부에 분포되어 사용함으로서 상기의 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소에 절삭 또는 연마시 충격 강도에 의하여 상기의 연마제가 파쇄되면 모재가 피삭재에 의하여 마모되고 모재속의 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소가 돌출되어 절삭 또는 연마할 수 있도록 하는 메카니즘으로 구성되고 충격 강도에 의하여 파쇄되어 탈락되는 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소의 보조제로서 종래에는 텅스텐 카바이드(Ｗ₂C ) 입자 크기 80MESH ∼ 100 MESH의 금속분말을 사용하여 적용하였지만 텅스텐 카바이드의 강도가 낮으므로 효과가 미미하고 오히려 텅스텐 카바이드가 탈락하여 수명이 저하되는 문제점과 금속 분말 형태이므로 모재가 레진 또는 세라믹 분말에는 적용할 수 없었다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 모재를 달리하는 다이아몬드 공구에 있어서 모재는 종래의 모재을 사용하고 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25% 차지하도록 혼합하고 모재에 투입하고 모재의 체적(㎤) 50%의 범위 내에서 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하여 다이아몬드의 수명을 증가 시키는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.

다이아몬드를 증착 또는 코팅하는 다이아몬드 화학 증착법과 물리 증착법을 제외한 모재를 달리하는 다이아몬드 공구에 있어서 모재는 종래의 모재을 사용하고 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25%로 차지하도록 혼합하고 모재에 투입하고 모재의 체적(㎤) 50%의 범위 내에서 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하고 투입하는 큐비트론의 입자 크기는 피삭재에 따라서 입자의 크기을 변화 시켜 다이아몬드의 수명을 증가시키는 역할을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성에 의한 바람직한 실시 예를 자세히 설명하기로 한다.

(실시 예 1)

초경 합금,세라믹, 자동차 부품, 반도체 등과 같은 난삭재을 가공 ,연마하는 다이아몬드 공구에 있어서 모재가 페놀 수지 또는 폴리아미드 수지로 이루어지고 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25%로 차지하도록 혼합하고 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 입자의 크기는 25∼3000 메쉬의 범위 바람직하게는 80 ∼ 325 메시의 범위에 있는 것을 이용하고 큐비트론의 입자 크기는 16 ∼ 3000 메쉬의 범위 바람직하게는 80 ∼ 200 메시의 범위에 있는 것을 이용하여 제조하는 다이아몬드 공구 제조 방법.

(실시 예 2)

초경 합금,세라믹, 자동차 부품, 반도체 석재, 타일 등과 같은 난삭재을 가공 ,연마하기 위하여 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소의 연마제을 전기 도금 방식으로 부착하는 다이아몬드 전착 공구에 있어서 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 50% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 50% ∼75 %로 차지하도록 혼합하고 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 입자의 크기는 25∼3000 메쉬의 범위 바람직하게는 40 ∼ 325 메시의 범위에 있는 것을 이용하고 큐비트론의 입자 크기는 16 ∼ 3000 메쉬의 범위 바람직하게는 80 ∼ 200 메시의 범위에 있는 것을 이용하여 상기의 연마제의 부착 방법을 니켈 전기 도금으로하고 니켈(Ni)도금의 매입율을 60%로하여 제조하는 다이아몬드 전착 공구 제조 방법.

(실시 예 3)

초경 합금,세라믹, 자동차 부품, 반도체 석재, 타일 등과 같은 난삭재을 가공 ,연마하기 위하여 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소의 연마제와 금속 분말(METAL POWDER)과 다이아몬드와 세라믹 분말(VITRIFIED POWDER)을 혼합하여 소성하고 다이아몬드 제조 방법에 있어서 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25%로 차지하도록 혼합하여 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 입자의 크기는 25∼3000 메쉬의 범위 바람직하게는 25 ∼ 325 메시의 범위에 있는 것을 이용하고 큐비트론의 입자 크기는 16 ∼ 3000 메쉬의 범위 바람직하게는 16 ∼ 3000 메시의 범위에 있는 것을 이용하여 제조하는 다이아몬드 공구 제조 방법.

(실시 예 4)

본 발명에서 사용한 큐비트론은 3M에서 제조되어 시판되는 인조 연마제로서 졸겔(SOL GEL) 방법에 의하여 제조된 것으로 알려져 있으며 다른 제조 사에서도 개발되고 있고 이와 같은 졸 겔 방법으로 제조된 인조 연마제로서 입자 크기가 4∼3000 메시 범위을 사용하고 상기와 같은 방법을 이용하여 다이아몬드 보조제로서 이용할 수 있으며 다양하게 응용할 수 있음을 밝혀둔다.

인조 연마제인 큐비트론을 다이아몬드 보조제 역할을 하도록 다이아몬드공구에 투입함으로서 다이아몬드의 공구 수명을 향상시키고 새로운 다이아몬드 공구의 출현이 기대된다. 이 발명의 이와 같은 효과는 다이아몬드 공구 및 연마기 분야에서 이 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.

Claims (7)

1. 다이아몬드를 이용하여 연마, 절삭하는 다이아몬드 공구에 있어서 모재는 종래의 모재을 사용하고 다이아몬드의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25% 차지하도록 혼합하고 모재에 투입하여 모재의 체적(㎤) 50%의 범위 내에서 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하도록 모재가 구성되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
2. 입방정 질화 붕소를 이용하여 연마 ,절삭하는 다이아몬드 공구에 있어서 모재는 종래의 모재을 사용하고 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 30% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 20% ∼ 25% 차지하도록 혼합하고 모재에 투입하여 모재의 체적(㎤) 50%의 범위내에서 큐비트론이 다이아몬드 보조 역할을 하도록 모재가 구성되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
3. 제 1항과 제 2항에서 3M의 큐비트론을 사용하지 않고 제조방법이 같은 졸겔 방법으로 제조된 인조 연마제을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구
4. 제 1항과 제 2항에 있어서, 상기 다이아몬드와 입방정 질화 붕소(CBN)의 입자 크기는 25 ∼ 3000 메시의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
5. 제 3항에 있어서, 상기 큐비트론의 입자 크기는 4 ∼ 3000 메시의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
6. 제 1항 ∼ 제 3항에 있어서, 모재가 금속분말, 페놀 분말, 폴리아미드 분말, 세라믹 분말 등으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구
7. 초경 합금,세라믹, 자동차 부품, 반도체 석재, 타일 등과 같은 난삭재을 가공 ,연마하기 위하여 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소의 연마제을 전기 도금 방식으로 부착하는 다이아몬드 전착 공구에 있어서 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 25% ∼ 50% 차지하고 큐비트론이 차지하는 체적(㎤)을 피삭재에 따라서 50% ∼75 %로 차지하도록 혼합하고 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 입자의 크기는 25∼3000 메시의 범위 바람직하게는 40 ∼ 325 메시의 범위에 있는 것을 이용하고 큐비트론의 입자 크기는 16 ∼ 3000 메시의 범위 바람직하게는 80 ∼ 200 메시의 범위에 있는 것을 이용하여 상기의 연마제의 부착 방법을 니켈 전기 도금으로 하고 니켈(Ni)도금의 매입 율을 60%로하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.