KR20040001231A

KR20040001231A - Insert tip for metal machining fabricated by iron baced sintered alloy

Info

Publication number: KR20040001231A
Application number: KR1020020036364A
Authority: KR
Inventors: 최광일
Original assignee: 최광일
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-07

Abstract

PURPOSE: An insert tip for metal machining is provided which is capable of being produced at a lower cost by mounting a tip member on an iron based sintered alloy. CONSTITUTION: The insert tip is characterized in that a tip member(14) formed of diamond or cubic boron nitride is mounted on a matrix(10) formed of 95 wt.% or more of iron (Fe) powder as a principal constituent by sintering, wherein the insert tip comprises a matrix(10) which is formed of an iron based sintered alloy, and on which a mounting hole(12) is formed, and a tip member(14) fixed to an upper part of one side of the matrix(10), wherein a manufacturing method of the cutting tool comprises a matrix forming process comprising the steps of preparing mixed powder for forming an iron based sintered alloy matrix(10) and forming a matrix except the tip member(14) using a certain dies; performing sintering process on the matrix(10); a process of fixing the tip member(14) onto the matrix(10); and a process of mounting the tip member(14) on one side surface of the matrix(10) when the matrix(10) is heated by using high frequency brazing method.

Description

Insert tip for metal machining fabricated by iron baced sintered alloy}

본 발명은 공작물을 절삭 가공할 때 사용되는 인서트팁에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철계 소결합금 상에 팁부재를 장착함으로써 상대적으로 저가로 생산 가능한 절삭 가공용 인서트팁에 관한 것이다.The present invention relates to an insert tip for cutting a workpiece, and more particularly to an insert tip for cutting can be produced at a relatively low cost by mounting a tip member on a ferrous alloy.

도 1에 도시한 바와 같이, 절삭가공은, 절삭공구(B)의 팁부재(T)를 공작물(W)에 접촉시키면서 깍아내는 가공을 의미한다. 이 때 상기 공작물(W)에서는 칩(C)이 발생하면서 공작물은 소정의 치수로 가공된다.As shown in Fig. 1, cutting means cutting while bringing the tip member T of the cutting tool B into contact with the work W. FIG. At this time, while the chip C is generated in the work W, the work is processed to a predetermined dimension.

이와 같은 절삭공구는, 피삭재보다 경도, 내마모성 등에서 우수한 특성을 가져야 피삭제를 절삭 가공하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 절삭가공을 수행하는 절삭공구를 살펴보면, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 초경합금으로 형성되는 모재(2)와, 상기 모재(2)의 상면 일측에 장착되어 직접 절삭에 관여하는 팁부재(6)로 구성된다. 상기 모재(2)의 중심부분에는 기계장치에 상기 모재(2)를 장착하기 위한 장착공(4)이 형성되기도 하고 클램핑으로 고정되기도 한다.Such a cutting tool must have superior characteristics in hardness, wear resistance, and the like than the workpiece, so that the cutting tool can be cut. Looking at the cutting tool for performing such a cutting process, as shown in Figures 2a and 2b, the base material (2) formed of cemented carbide and the tip mounted on one side of the upper surface of the base material (2) involved in direct cutting It consists of the member 6. In the central portion of the base material 2, a mounting hole 4 for mounting the base material 2 to a mechanical device may be formed or may be fixed by clamping.

상기 모재(2)는 초경합금 재질의 것을 사용하고 있다. 이와 같은 초경합금 모재는, 예를 들면 W(텅스텐)을 C(탄소분말)과 혼합하여, 환원분위기의 전기로에서 1500℃ 내지 2000℃로 가열하여 텅스텐카바이드를 형성한다. 그리고, 티타늄카바이드 등을 혼합한 후 필요한 형상의 금형에 넣고 프레스하여 1300℃ 내지 1600℃의 온도범위에서 소결하게 된다.The base material 2 uses a cemented carbide material. In such a cemented carbide base material, for example, W (tungsten) is mixed with C (carbon powder) and heated to 1500 ° C to 2000 ° C in an electric furnace in a reducing atmosphere to form tungsten carbide. Then, after mixing titanium carbide and the like into a mold of the required shape and sintered in a temperature range of 1300 ℃ to 1600 ℃.

그리고 금형으로 만들기 어려운 형상은, 대충 형상에 맞는 금형으로 일단 프레스한 후 900℃ 정도로 반소결(Semi-sintering)하여 분말 성형시 첨가한 파라핀 성분만 제거하고, 다시 선반 밀링에서 정확한 형상으로 가공한다. 그 후 상술한 온도조건에서 완전 소결하여 형성하게 된다.The shape that is difficult to be made into a mold is once pressed into a mold roughly shaped and semi-sintered to about 900 ° C. to remove only the paraffin added during powder molding, and then processed into an accurate shape by lathe milling. Thereafter, it is formed by completely sintering at the above-described temperature conditions.

상기 모재(2)의 일측 상부에 장착되는 팁부재(6)는 실질적으로 절삭가공에 관여하는 부분으로, 다이아몬드 팁을 이용하거나 입방정 질화붕소(Cubic Boron Nitride:CBN)를 이용하여 성형된다. 상기 입방정 질화붕소는, 보론질화물을 메탈과 혼합하여 1500℃, 5만 기압 이상의 고온, 고압 분위기 하에서 소결하는 형성되는 것으로 육면체 구조인 보론질화물의 구조를 다이아몬드와 같은 큐빅구조로 변형시켜 다이아몬드 수준의 경도를 가지게 되는 것이다.The tip member 6 mounted on the upper side of the base material 2 is a part that is substantially involved in cutting, and is formed by using a diamond tip or cubic boron nitride (CBN). The cubic boron nitride is formed by mixing boron nitride with a metal and sintering at a high temperature and a high pressure of 1500 ° C. or more than 50,000 atm. Will have.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 절삭공구는, 다이아몬드 또는 그에 상응하는 경도를 가지는 팁부재(6)와, 초경합금으로 만들어지는 모재(2)로 구성되고 있음을 알 수 있다. 그러나 실질적인 절삭에 관여하는 부분은, 상술한 바와 같이 인선을 가지는 팁부재(6)이다. 상기와 같이 팁부재(6) 만이 실질적인 절삭에 관여함에도 불구하고, 종래에는 모재(2)도 초경합금으로 구성함으로써 실질적인 제조원가의 상승을 초래하는 단점이 있었다.It can be seen that the conventional cutting tool having the above structure is composed of a tip member 6 having a diamond or a corresponding hardness and a base material 2 made of cemented carbide. However, the part which participates in a substantial cutting is the tip member 6 which has a cutting edge as mentioned above. Although only the tip member 6 is involved in substantial cutting as described above, in the related art, the base metal 2 is also made of cemented carbide, which causes a substantial increase in manufacturing cost.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저가의 절삭공구를 제공하는 것을 기본적인 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and a basic object thereof is to provide a low cost cutting tool.

도 1은 일반적인 절삭공정 예시도.1 is a diagram illustrating a general cutting process.

도 2a는 종래의 인서트팁의 예시 단면도.2A is an exemplary cross-sectional view of a conventional insert tip.

도 2b는 종래의 인인서트팁의 예시 평면도.2B is an exemplary plan view of a conventional insert tip.

도 3은 본 발명의 인서트팁의 예시 사시도.3 is an exemplary perspective view of the insert tip of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 인서트팁은, 95% 이상의 Fe분말을 주원료로 하여 소결에 의하여 만들어지는 모재 상에, 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소(CBN)로 만들어지는 팁부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.The insert tip according to the present invention for achieving the above object is a tip member made of diamond or cubic boron nitride (CBN) is mounted on a base material made by sintering with 95% or more Fe powder as a main raw material. It is done.

본 발명에서는 일반적인 철계소결합금으로 모재를 성형하고 있기 때문에, 종래의 것에 비하여 현저하게 저가의 생산이 가능하게 된다.In the present invention, since the base material is formed of a general iron-based alloy, it is possible to produce a significantly lower cost than the conventional one.

다음에는 도면에 도시한 본 발명에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the present invention shown in the drawings.

먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 절삭공구는, 장착공(12)을 구비하는 모재(10)와, 상기 모재의 일측 상부에 고정되는 팁부재(14)를 포함하여 구성되고 있다.First, as shown in FIG. 3, the cutting tool according to the present invention includes a base material 10 having a mounting hole 12 and a tip member 14 fixed to an upper portion of the base material. .

본 발명에 의한 모재(10)는 철계소결합금으로 형성된다. 먼저 상기모재(10)를 제조하는 공정에 대하여 살펴보기로 한다. 철계소결합금 모재(10)를 형성하기 위해서는, 먼저 95% 이상의 Fe분말과 첨가제를 배합하여, 예를 들면 믹싱튜브에서 완전하게 혼합한다. 여기서 첨가제는 경도 향상을 위하여 첨가되는 것으로, 구리, 카본, 몰리브덴, 니켈 등을 들 수 있으며, 이는 후술하는 바와 같이, 본 발명의 모재가 분말야금법에 의하여 형성될 때, 일반적으로 첨가될 수 있는 물질을 의미한다.The base material 10 according to the present invention is formed of an iron-based alloy. First, the process of manufacturing the base material 10 will be described. In order to form the iron-based alloying base metal 10, at least 95% of Fe powder and additives are blended, for example, completely mixed in a mixing tube. Here, the additive is added to improve hardness, and may include copper, carbon, molybdenum, nickel, and the like, which may be generally added when the base material of the present invention is formed by powder metallurgy, as described below. Mean material.

그리고 이와 같이 혼합분말이 완성되면, 일정한 금형을 이용하여 팁부재(14)를 제외한 모재를 성형하게 된다. 이러한 성형에 있어서는 금형내부에 제품의 높이의 약 2배로 상기 혼합분말을 충진한 후, 고압(예를 들면 20톤 내외)을 가하는 것에 의하여 모재(10)의 형상이 완성될 것이다.When the mixed powder is completed as described above, the base material is molded except for the tip member 14 by using a predetermined mold. In this molding, the shape of the base material 10 may be completed by filling the mixed powder at about twice the height of the product in the mold and then applying a high pressure (for example, about 20 tons).

이와 같이 모재(10)의 형상이 완성되면, 다음에는 소결(sintering)과정이 수행되어야 한다. 이러한 소결은, 약 850℃에서 일정한 시간 배소하고, 1100±20℃의 환원성 소결분위기에서 일정시간 소결한 후 냉각시키는 것에 의하여 진행된다. 이러한 소결은, 실질적으로 철계소결합금을 제조하는 일반적인 공정이라고 할 수 있을 것이다.As such, when the shape of the base material 10 is completed, a sintering process should be performed next. This sintering is carried out by baking at a constant time at about 850 ° C., sintering for a certain time in a reducing sintering atmosphere of 1100 ± 20 ° C., and then cooling. Such sintering can be said to be a general process for producing an iron-based alloy substantially.

이와 같이 하여 모재(10)가 완성되면, 종래와 같은 방법에 의하여 제조되는 팁부재(14)를 상기 모재(10) 상에 고정하는 과정이 진행되어야 한다. 상기 팁부재(14) 자체는 종래와 동일한 것으로, 다이아몬드 또는 입방정질화붕소(CBN)를 이용하여 형성되는 것이다.When the base material 10 is completed in this way, the process of fixing the tip member 14 manufactured by the same method as the conventional method on the base material 10 should be performed. The tip member 14 itself is the same as the conventional one, and is formed using diamond or cubic boron nitride (CBN).

상기와 같은 팁부재(14)는 고주파브레이징 방법을 이용하여, 상기 모재(10)가열시 부가적으로 열처리 효과를 내면서 일측면에 장착되어, 도 3에 도시한 바와 같은 본 발명의 절삭공구가 완성될 수 있을 것이다.The tip member 14 as described above is mounted on one side by using a high frequency brazing method, and additionally exerts a heat treatment effect when the base material 10 is heated, thereby completing the cutting tool of the present invention as shown in FIG. 3. Could be.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 철계소결합금으로 모재를 형성하고, 팁부재를 장착한 절삭공구를 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 그리고 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것임은 자명하다.As described above, according to the present invention, it can be seen that a cutting tool having a base member formed of an iron-based alloy and a tip member mounted thereon is a basic technical idea. And within the scope of the basic technical spirit of the present invention, it will be apparent that many other modifications are possible to a person having ordinary skill in the art.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 모재를 철계소결합금으로 성형하는 것에 의하여, 실질적으로 보다 저렴한 생산이 가능하게 되는 장점을 기대할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, by forming the base material into an iron-based alloy, it is possible to expect the advantage that the production can be substantially cheaper.

Claims

An insert tip, characterized in that a tip member (14) made of diamond or cubic boron nitride (CBN) is mounted on a base material (10) made by sintering with 95% or more of Fe powder as a main raw material.