KR20050051014A - Manufacturing method for grinding and cutting tool - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연마공구 또는 절삭공구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연삭공구 또는 절삭공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 모재에 복수개의 연마입자들을 부착하여 연마공구를 제조하는 연마공구 제조방법에 있어서, 상기 모재 상에 상기 복수개의 연마입자들을 결합시키기 위한 결합재를 도포하는 결합재 도포단계와; 상기 결합재 상에 복수개의 연마입자들을 분포시키는 연마입자 분포단계와; 레이저 가열에 의하여 상기 결합재만을 가열시킴으로써 상기 연마입자들과 모재를 결합시키는 가열결합단계를 포함하는 연마공구 제조방법을 제공한다. The present invention relates to an abrasive tool or a cutting tool, and more particularly, to a grinding tool or a cutting tool and a method for manufacturing the same, the present invention is a method for manufacturing an abrasive tool by attaching a plurality of abrasive particles to the base material to produce an abrasive tool A binder application step of applying a binder for bonding the plurality of abrasive particles on the base material; An abrasive particle distribution step of distributing a plurality of abrasive particles on the binder; It provides an abrasive tool manufacturing method comprising a heat bonding step of bonding the abrasive particles and the base material by heating only the binder by laser heating.

Description

연마공구 및 절삭공구의 제조방법 및 그 공구 {MANUFACTURING METHOD FOR GRINDING AND CUTTING TOOL}MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING METHOD OF ABRANDING TOOLS AND CUTTING TOOLS

본 발명은 연마공구 또는 절삭공구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연삭공구 또는 절삭공구 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an abrasive tool or a cutting tool, and more particularly, to a grinding tool or a cutting tool and a method of manufacturing the same.

연마란 고체의 표면을 다른 고체의 모서리나 표면으로 문질러 매끈하게 하는을 말한다. Polishing refers to rubbing a surface of a solid to the edges or surfaces of another solid.

연마는 뜻이 광범위하여, 연마숫돌에 의한 연삭(硏削)도 이에 포함하기도 한다. 이 경우, 연마된 면이나 연마 부스러기도 본래의 재질조직이 그대로 남아 있다. 본래의 조직이 그대로 남지 않고, 망그러지는 경우에는 이것을 탁마(琢磨)라고 한다. 유리면의 연마작업은 이에 속한다. 탁마작업용 기계로는 래핑머신·호닝머신 등이 있다. 표면을 문질렀을 때, 연삭도 아니고 탁마도 아닌 경우가 있는데, 이것을 연마라고 할 때도 있다. 따라서 연마라고 했을 경우에는 연삭 ·탁마 ·연마를 포함해서 말할 때와 좁은 뜻의 연마를 말할 때가 있다.Grinding is widely used, and grinding by grinding wheels is included. In this case, the original material structure remains intact on the polished surface and the polishing chips. If the original tissue does not remain and is broken, this is called takma (마). Polishing of glass surface belongs to this. Machines for working on table machines include lapping machines and honing machines. When the surface is rubbed, it is neither grinding nor tacking, sometimes called grinding. Therefore, the term "polishing" sometimes includes grinding, polishing, and polishing, as well as narrow grinding.

절삭이란 각종 재료를 절삭공구로 깎는 일을 말하며, 기계가공법의 하나로서 각종 재료를 바이트 등의 절삭공구를 사용해서 가공하여 소정의 치수로 깎는 일을 말한다. Cutting refers to cutting various materials with a cutting tool. As one of the machining methods, cutting refers to cutting various materials using cutting tools such as bites and cutting them to predetermined dimensions.

한편, 연마공구 또는 절삭공구는 일반적으로 모재와, 모재 상에 결합되어 연마 또는 절삭 대상을 연마 또는 절삭하는 복수개의 연마입자들과, 연마입자들을 모재에 결합시키기 위한 결합부재로 구성된다. On the other hand, the abrasive tool or cutting tool is generally composed of a base material, a plurality of abrasive particles coupled to the base material to polish or cut the abrasive or cutting object, and a coupling member for bonding the abrasive particles to the base material.

그리고 상기 모재와 연마입자를 결합시키는 방법으로는 니켈 등에 의하여 전기도금에 의한 방법과, 금속 등으로 이루어진 결합재로 연마입자를 모재 상에 고정시키는 브레이징 방법, 연마입자가 분포된 모재 전체를 소결하는 소결에 의한 소결방법 등이 있다.And the method of bonding the base material and the abrasive particles is a method by electroplating by nickel, etc., a brazing method of fixing the abrasive particles on the base material with a binder made of metal, etc., sintering to sinter the entire base material in which abrasive particles are distributed And sintering methods.

브레이징 방법의 경우, 연마입자를 모재 상에 고정시키기 위한 결합재는 일반적으로 금속 분말 및 그 분말에 유동성을 가지도록 바인더 등으로 구성된 페이스트(Paste)로 이루어진다. In the case of the brazing method, the binder for fixing the abrasive particles on the base material generally consists of a metal powder and a paste composed of a binder or the like to have fluidity to the powder.

즉, 브레이징 방법은 먼저 모재 상에 금속분말 및 바인더로 이루어진 페이스트를 도포하고, 모재에 도포된 페이스트 상에 연마입자들을 분포시킨 후에, 열을 가하여 소결함으로써 모재상에 연마입자들을 결합시켜 연마/절삭 공구를 제조하게 된다. That is, in the brazing method, a paste consisting of a metal powder and a binder is first applied onto a base material, the abrasive particles are distributed on the paste applied to the base material, and then the abrasive particles are bonded to the base material by sintering by applying heat to polish / cut. The tool is manufactured.

상기와 같은 브레이징 방법 중, 페이스트에 열을 가하여 연마입자를 모재에 결합시키는 가열공정은 일반적으로 페이스트가 개재되어 연마입자들이 분포된 모재를 공정로 내에 넣고 설정된 온도와 압력하에 가열함으로써 이루어진다. In the brazing method as described above, a heating step of bonding the abrasive particles to the base material by applying heat to the paste is generally performed by placing a base material in which the paste is interposed and the abrasive particles are distributed into the process furnace and heating under a set temperature and pressure.

그런데 종래의 브레이징 방법은 연마입자를 모재 상에 분포시켜 결합시키기 위하여 페이스트를 사용하며, 가열공정에 있어서 가열의 대상은 페이스트만 그 대상이 된다. 그러나 종래의 브레이징 방법은 가열을 위하여 모재까지 공정로 내에 넣으므로써 불필요한 공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 페이스트 만을 가열하는 것이 아니라 모재도 함께 가열됨으로써 열에 의한 변형 등이 발생하는 문제점이 있다. By the way, the conventional brazing method uses a paste to distribute and bind the abrasive particles on the base material, the heating object in the heating process is only the paste. However, the conventional brazing method requires not only unnecessary space by inserting the base material into the process furnace for heating, but also causes heat deformation and the like by not only heating the paste but also heating the base material together.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 모재 및 연마입자는 가열되지 않고 페이스트만 가열됨으로써 열에 의한 변형이 발생하지 않는 연마/절삭공구의 제조방법을 제공하는 데 있다.The present invention to solve the above problems, to provide a method for producing a polishing / cutting tool that is not heated by the base material and the abrasive particles are heated only paste without heating.

본 발명의 또다른 목적은 보다 개선된 연마/절삭공구 제조방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a more improved method for manufacturing a grinding / cutting tool.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 모재에 복수개의 연마입자들을 부착하여 연마공구를 제조하는 연마공구 제조방법에 있어서, 상기 모재 상에 상기 복수개의 연마입자들을 결합시키기 위한 결합재를 도포하는 결합재 도포단계와; 상기 결합재 상에 복수개의 연마입자들을 분포시키는 연마입자 분포단계와; 레이저 가열에 의하여 상기 결합재만을 가열시킴으로써 상기 연마입자들과 모재를 결합시키는 가열결합단계를 포함하는 연마공구 제조방법을 제공한다. The present invention was created in order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is a polishing tool manufacturing method for manufacturing a polishing tool by attaching a plurality of abrasive particles to a base material, the plurality of polishing on the base material A binder applying step of applying a binder for bonding the particles; An abrasive particle distribution step of distributing a plurality of abrasive particles on the binder; It provides an abrasive tool manufacturing method comprising a heat bonding step of bonding the abrasive particles and the base material by heating only the binder by laser heating.

상기 연마입자들은 규칙적으로 분포되는 것이 바람직하다. The abrasive particles are preferably distributed regularly.

상기 결합재는 니켈, 니켈 합금, 동합금, 은합금 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. The binder is preferably made of nickel, nickel alloys, copper alloys, silver alloys and the like.

상기 연마입자는 다이아몬드 또는 큐빅질화붕소(cBN; Cubic Boron Nitride)인 것을 특징으로 한다.The abrasive particles are characterized in that the diamond or cubic boron nitride (cBN; Cubic Boron Nitride).

상기 결합재는 유동성을 가지도록 하는 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The binder is characterized in that it comprises a binder to have fluidity.

상기 모재는 금속인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. The base material is characterized in that the metal.

상기 모재는 탄소강 또는 합금강인 것을 특징으로 한다. The base material is characterized in that the carbon steel or alloy steel.

상기 가열결합단계는 진공분위기 하에서 상기 결합재를 가열하는 것을 특징으로 한다. The heat bonding step is characterized in that for heating the binder in a vacuum atmosphere.

상기 가열결합단계는 가압상태에서 상기 결합재를 가열하는 것을 특징으로 한다. The heat bonding step is characterized in that for heating the binder in a pressurized state.

상기 가열결합단계는 상기 레이저의 레이저빔을 가열하고자 하는 결합재의 면적 전체에 조사하는 것을 특징으로 한다. In the heat coupling step, the laser beam of the laser is irradiated to the entire area of the binder to be heated.

상기 레이저의 레이저빔은 선형라인 형상을 이루어 조사되는 것을 특징으로 한다. The laser beam of the laser is characterized in that the irradiated in a linear line shape.

상기 연마공구는 화학적 기계적 연마 패드(Chemical Mechanical Polishing Pad)의 표면을 연마하는 것을 특징으로 한다. The abrasive tool is characterized in that for polishing the surface of the chemical mechanical polishing pad (Chemical Mechanical Polishing Pad).

본 발명은 또한 상기와 같은 특징들을 가지는 제조방법에 의하여 제조된 연마공구를 제공한다.The present invention also provides an abrasive tool produced by the manufacturing method having the above characteristics.

이하, 본 발명에 따른 연마/절삭공구 및 그 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the polishing / cutting tool according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 연마/절삭공구의 구조를 나타내는 일부 단면도이다. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a grinding / cutting tool according to the present invention.

본 발명에 따른 연마공구 또는 절삭공구는 연마 또는 절삭 등 사용 용도에 따라서 그 전체적인 외형 및 설계조건이 달라지나, 본 발명에서는 그 제조방법에 특징이 있으므로 편의상 생략하기로 한다. The grinding tool or cutting tool according to the present invention, the overall appearance and design conditions vary depending on the use, such as grinding or cutting, but in the present invention it is omitted for convenience because there is a feature in the manufacturing method.

본 발명에 따른 연마공구 또는 절삭공구는 도 1에 도시된 바와 같이, 모재(10) 상에 일정한 두께를 가지고 도포되는 결합층(20)과, 상기 결합층(20) 상에 분포되는 복수개의 연마입자(30)들로 이루어진다. As shown in FIG. 1, an abrasive tool or a cutting tool according to the present invention includes a bonding layer 20 coated on the base material 10 with a predetermined thickness, and a plurality of polishing layers distributed on the bonding layer 20. Made of particles 30.

상기 모재(10)는 이미 설명한 바와 같이 용도에 따라서 다양한 재질과 형상을 가지도록 구성되며, 그 재질은 바람직하게는 금속 재질을, 보다 바람직하게는 스테인레스(STS, SUS304, SUS420), SM45C, STC5(SK5) 등과 같은 탄소강, SCM435 등과 같는 구조용 합금강, SKH 등과 같는 고속도강, STS(SKS)와 같은 합금공구강, 쾌삭강 등이 사용된다.As described above, the base material 10 is configured to have various materials and shapes according to the use, and the material is preferably a metal material, more preferably stainless steel (STS, SUS304, SUS420), SM45C, STC5 ( Carbon steel, such as SK5), structural alloy steel, such as SCM435, high speed steel, such as SKH, alloy steel, such as STS (SKS), free cutting steel, etc. are used.

상기 결합층(20)은 연마입자(30)와 모재(10)를 결합시키기 위한 역할로서, 본 발명에서는 금속분말과 그 금속분말에 유동성을 주기 위한 바인더(binder)의 혼합으로 이루어진 페이스트로 이루어진다. 상기 페이스트는 바인더 이외에도 용제(solvent)도 포함된다.The bonding layer 20 serves to bond the abrasive grains 30 and the base material 10. In the present invention, the bonding layer 20 is formed of a paste made of a mixture of a metal powder and a binder for providing fluidity to the metal powder. The paste contains a solvent in addition to the binder.

상기 페이스트의 금속분말은 여러가지가 사용될 수 있으나, 일반적으로 니켈또는 니켈 합금이 사용되며, 동(Cu) 합금, 은(Ag) 합금 등도 사용될 수 있다.The metal powder of the paste may be used in various ways. Generally, nickel or a nickel alloy may be used, and a copper (Cu) alloy or a silver (Ag) alloy may also be used.

한편 상기 결합층(20)에는 연마 또는 절삭시에 유입되는 산화성 물질 등이 모재로 침입하여 모재(10)가 손상되지 않도록 모재(10) 상에 산화규소(SiO2)로 이루어진 산화방지층이 추가로 형성될 수 있다.Meanwhile, an anti-oxidation layer made of silicon oxide (SiO 2 ) is additionally formed on the base material 10 so that the base material 10 is not damaged by infiltration of the oxidizing material introduced during polishing or cutting into the base material. Can be formed.

그리고 연마입자(30)들이 분포된 층의 상측에는 그 보호를 위하여 디.엘.씨 (DLC; Diamond Like Carbon) 또는 크롬(Cr) 등으로 이루어진 코팅층(40)으로 코팅될 수 있다. 상기 코팅층(40)은 약 1㎛ 정도가 바람직하며, 코팅층(40)이 크롬인 경우 화학적 증착방법 (CVD) 또는 스퍼터링 등의 물리적 증착방법(PVD)에 의하여 코팅이 가능하다. 특히 상기 코팅층(40)의 두께는 크롬인 경우에는 0.3~0.5㎛ 사이인 것이 바람직하다. 두께가 0.3㎛이하인 경우에는 너무 얇아 침식이 되며, 0.5㎛이상인 경우에는 크롬 자체의 응력으로 갈라짐 현상으로 심하면 박리현상이 일어나기 때문이다.In addition, the upper surface of the layer in which the abrasive particles 30 are distributed may be coated with a coating layer 40 made of D.C. (DLC; Diamond Like Carbon) or chromium (Cr). The coating layer 40 is preferably about 1 μm, and when the coating layer 40 is chromium, the coating layer 40 may be coated by a physical vapor deposition method (PVD) such as chemical vapor deposition (CVD) or sputtering. In particular, the thickness of the coating layer 40 is preferably in the case of chromium between 0.3 ~ 0.5㎛. If the thickness is less than 0.3㎛ erosion is too thin, if the thickness is more than 0.5㎛ due to the cracking phenomenon due to the stress of the chromium itself is a peeling phenomenon occurs.

그리고 상기 연마입자(30)들은 균일하게 또는 일정한 패턴을 가지고 분포되는 것이 바람직하며, 일정한 패턴을 가지고 분포되도록 메쉬 또는 다수개의 구멍이 형성된 형틀(template)을 사용하여 분포시키는 것이 바람직하다.In addition, the abrasive particles 30 are preferably uniformly or uniformly distributed, and preferably distributed using a template in which a mesh or a plurality of holes are formed to be uniformly distributed.

상기 연마입자(30)는 다이아몬드 또는 큐빅질화붕소(cBN; Cubic Boron Nitride)로 이루어진다.The abrasive particles 30 are made of diamond or Cubic Boron Nitride (cBN).

그리고 본 발명에 따른 연마/절삭 공구는 연삭공구, 절삭공구 등은 물론 반도체 제조공정에서 사용되는 화학적 기계적 연마 패드(Chemical Mechanical Polishing Pad)를 연마하는, 소위 CMP 패드 드래서(dresser)가 있다.In addition, the polishing / cutting tool according to the present invention includes a so-called CMP pad dresser, which grinds a grinding tool, a cutting tool, and the like, as well as a chemical mechanical polishing pad used in a semiconductor manufacturing process.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 연마공구 또는 절삭공구의 제조방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter will be described in detail with respect to the manufacturing method of the grinding or cutting tool having the configuration as described above.

도 2는 본 발명에 따른 연마공구/절삭공구의 제조방법을 보여주는 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 연마공구/절삭공구의 제조를 위한 레이저 가열시스템의 구성도이다.Figure 2 is a flow chart showing a manufacturing method of a grinding tool / cutting tool according to the present invention, Figure 3 is a block diagram of a laser heating system for the production of the grinding tool / cutting tool according to the present invention.

본 발명에 따른 연마/절삭공구의 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 모재(10)에 복수개의 연마입자(30)들을 부착하여 연마공구를 제조하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서, 상기 모재(10) 상에 상기 복수개의 연마입자(30)들을 결합시키기 위한 결합재(21)를 도포하는 결합재 도포단계(S10)와; 상기 결합재(21) 상에 복수개의 연마입자(30)들을 분포시키는 연마입자 분포단계(S20)와; 레이저 가열에 의하여 상기 결합재(21) 만을 가열시킴으로써 상기 연마입자(30)들과 모재(10)를 결합시키는 가열결합단계(S30)를 포함하여 구성된다. In the method of manufacturing the grinding / cutting tool according to the present invention, as shown in FIG. 2, in the grinding / cutting tool manufacturing method of manufacturing the grinding tool by attaching a plurality of abrasive particles 30 to the base material 10, the A binder applying step (S10) of applying a binder (21) for bonding the plurality of abrasive particles (30) on the base material (10); An abrasive particle distribution step (S20) of distributing a plurality of abrasive particles 30 on the binder 21; It comprises a heat bonding step (S30) for bonding the abrasive particles 30 and the base material 10 by heating only the binder 21 by laser heating.

상기 결합재 도포단계(S10)는 바인더 및 금속분말의 혼합비를 적절하게 조절함으로써 그 유동성을 조절할 수 있다. 또한 후술할 가열결합단계(S30) 이전에 결합재(21)의 유동성으로 연마입자(30)들의 균일한 분포가 손상될 수 있으므로, 결합재(21)를 낮은 온도로 가열하는 단계를 추가적으로 포함하여 그 유동성을 줄이는 것이 바람직하다. 상기 결합층(20)의 두께는 연마입자(30)의 크기 등에 의하여 달라지게 된다.The binder application step (S10) can be adjusted to the fluidity by appropriately adjusting the mixing ratio of the binder and the metal powder. In addition, since the uniform distribution of the abrasive particles 30 may be impaired by the fluidity of the binder 21 before the heat bonding step (S30) to be described later, the fluidity of the binder 21 is further included, including the step of heating the binder 21 to a low temperature. It is desirable to reduce the The thickness of the bonding layer 20 will vary depending on the size of the abrasive particles 30 and the like.

한편 상기 결합재 도포단계(S10)는 먼저 결합재(21)를 모재(10) 상에 균일하게 도포하여 제 1 결합층을 형성하는 제 1 결합층 형성단계와, 상기 제 1 결합층을 가열시키는 제 1 보조 가열건조단계와, 상기 제 1 결합층 상에 액상의 결합재를 다시 도포하여 제 2결합층을 형성하는 제 2 결합층 형성단계를 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, the binder applying step (S10) is a first bonding layer forming step of forming a first bonding layer by uniformly applying the bonding material 21 on the base material 10, and the first to heat the first bonding layer It may include an auxiliary heating and drying step, and a second bonding layer forming step of forming a second bonding layer by re-coating a liquid binder on the first bonding layer.

상기 제 1 결합층 형성단계는 연마입자(30)의 크기에 따라서 수 ㎛부터 수천 ㎛의 두께로 균일하게 도포하여 제 1 결합층을 형성하게 된다. In the first bonding layer forming step, the first bonding layer is formed by uniformly applying a thickness of several micrometers to several thousand micrometers according to the size of the abrasive grains 30.

상기 제 1 보조 가열건조단계는 공업용 드라이어(Dryer; 미도시)를 사용하여 300~600°C 사이의 열풍을 제 1 결합층에 가하여 약 5분씩 여러 차례 나누어 결합층을 이루는 바인더 및 용제가 올라오지 않을 때까지 가열하게 된다. In the first auxiliary heat drying step, a binder and a solvent which form a bonding layer are divided up several times by about 5 minutes by applying hot air between 300 to 600 ° C to the first bonding layer by using an industrial dryer (not shown). Until it is not heated.

상기 제 2결합층 형성단계는 연마입자(30)들과 접착될 수 있도록 액상의 결합재(21)를 연마입자(30)의 크기를 고려하여 일정한 두께(본 발명의 실시예에서는 30㎛~500㎛정도)의 제 2 결합층을 형성하게 된다.The second bonding layer forming step is a certain thickness (30㎛ ~ 500㎛ in the embodiment of the present invention) in consideration of the size of the abrasive particles 30 in the liquid binder 21 to be bonded to the abrasive particles 30 Degree) to form a second bonding layer.

한편 모재(10) 상에 도포된 결합층(20)의 두께는 연마입자(30) 및 연마/절삭공구의 사용조건에 따라서 달라질 수 있는데 본 발명의 실시예에서는 200~500㎛가 바람직하며, 일반적으로 500㎛이하가 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the thickness of the bonding layer 20 applied on the base material 10 may vary depending on the conditions of use of the abrasive particles 30 and the polishing / cutting tool. In an embodiment of the present invention, 200 to 500 μm is preferable. 500 μm or less is preferable but is not limited thereto.

그리고 결합재(21)를 모재(10) 상에 도포시킨 후에 도포된 결합재(21)가 롤러(미도시) 등을 사용하여 모재(10) 쪽으로 눌러줌으로써 상기 결합층(20)이 일정한 두께를 가지도록 하는 것이 바람직하다.After the binder 21 is applied onto the base material 10, the applied binder 21 is pressed toward the base material 10 by using a roller (not shown) or the like so that the bonding layer 20 has a constant thickness. It is desirable to.

상기 연마입자 분포단계(S20)는 다이아몬드 또는 큐빅질화붕소 등으로 이루어진 연마입자(30)들을 상기 결합재(21)로 이루어진 결합층(20) 상에 분포시키는 단계로서, 균일하게 또는 일정한 패턴으로 분포될 수 있도록 메쉬(미도시) 또는 연마입자들보다 약간 큰 치수를 가지는 다수개의 구멍이 형성된 형틀(미도시) 등을 사용하여 분포시킬 수 있다. 물론 상기 메쉬(mesh) 또는 형틀은 연마입자(30)들의 분포 후에 제거하는 것이 바람직하나 반드시 제거할 필요는 없다. 상기 메쉬는 연마입자(30)의 크기에 따른 메쉬크기를 가지며, 그 취급이 용이하도록 천연섬유 또는 합성수지 등에 의하여 제작될 수 있다. 또한 상기 메쉬는 연마입자(30)들이 분포될 수 있도록 장력을 주어 상기 결합층(20) 상에 위치된다.The abrasive particle distribution step (S20) is to distribute the abrasive particles 30 made of diamond or cubic boron nitride, etc. on the bonding layer 20 made of the binder 21, to be distributed uniformly or in a predetermined pattern. It can be distributed using a mesh (not shown) or a mold (not shown) formed with a plurality of holes having a dimension slightly larger than the abrasive particles. Of course, the mesh (mesh) or the mold is preferably removed after the distribution of the abrasive grains 30, but it is not necessary to remove. The mesh has a mesh size according to the size of the abrasive grains 30 and may be manufactured by natural fibers or synthetic resins to facilitate handling thereof. In addition, the mesh is positioned on the bonding layer 20 by tensioning the abrasive particles 30 to be distributed.

한편 상기 연마입자 분포단계(S20) 후에, 분포된 연마입자(30)들이 결합재(21)의 유동성으로 불규칙하게 유동할 수 있으므로, 연마입자(30)들의 메쉬 또는 형틀을 유지시킨 상태에서 약한 열을 가함으로써 유동성을 제거하여 연마입자(30)들이 유동되는 것을 방지할 수도 있다.On the other hand, after the abrasive particle distribution step (S20), since the distributed abrasive particles 30 may flow irregularly due to the fluidity of the binder 21, weak heat is maintained while maintaining the mesh or mold of the abrasive particles 30. By applying the fluidity may be removed, the abrasive particles 30 may be prevented from flowing.

즉, 본 발명에 따른 연마/절삭공구 제조방법은 상기 연마입자 분포단계(S20) 이후에 상기 제 1 보조 가열건조단계와 같은 조건으로 가열하는 제 2 보조 가열건조단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 제 2 보조 가열건조단계에 의하여 결합층(20)의 유동성을 방지하여 연마입자(30)의 분포가 훼손되는 일을 방지할 수 있다.That is, the polishing / cutting tool manufacturing method according to the present invention may further include a second auxiliary heat drying step of heating under the same conditions as the first auxiliary heat drying step after the abrasive particle distribution step (S20). By preventing the fluidity of the bonding layer 20 by the second auxiliary heat drying step, it is possible to prevent the distribution of the abrasive particles 30 from being damaged.

또한 모재(10) 상에 분포된 연마입자(30)들이 모재(10) 상에 일정한 두께를 가지면서 상기 결합재(21)로 이루어진 결합층(20) 내에 삽입되도록 상기 연마입자(30)들을 눌러주는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, the abrasive particles 30 distributed on the base material 10 presses the abrasive particles 30 to be inserted into the bonding layer 20 made of the binder material 21 while having a predetermined thickness on the base material 10. It may further comprise a step.

상기 가열결합단계(S30)는 레이저 가열시스템(50)에 의하여 상기 결합재(21) 만을 가열시키는 단계로서, 공정로(200) 내에서 상기 결합재(21)를 가압 상태 또는 진공상태로 가열시켜 소결함으로써 이루어진다. The heat bonding step (S30) is a step of heating only the binder 21 by the laser heating system 50, by heating the binder 21 in a pressurized state or a vacuum state in the process furnace 200 by sintering Is done.

또한 상기 공정로(200) 내의 압력은 고진공 이외에도 로터리(rotary) 펌프 등을 사용하여 10-3 torr이하의 저진공 상태를 유지하면서 아르곤(Ar)과 같은 불활성가스 또는 질소(N2)가스를 주입하여 압력 및 가열상태를 조절하게 된다. 여기서 공정로(200) 내부를 고진공이 아닌 저진공상태를 활용하게 되면 공정비용이 고전공에 비하여 저렴하다는 이점이 있다.In addition, the pressure in the process furnace 200 is injected with an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) while maintaining a low vacuum of 10 -3 torr or less using a rotary pump or the like in addition to high vacuum. To control the pressure and heating conditions. In this case, if the process 200 uses a low vacuum state rather than a high vacuum, the process cost is lower than that of the high air.

또한 상기 가열결합단계(S30)는 상기 결합재(21)에 포함된 바인더를 제거하는 바인더 제거단계를 결합재를 소결시키는 브레이징 단계와 동시에 수행하거나, 별도로 수행할 수 있다.In addition, the heat bonding step (S30) may be performed at the same time as the brazing step of sintering the binder, or separately performed to remove the binder to remove the binder contained in the binder (21).

상기 바인더 제거단계는 별도로 수행하는 경우, 가열로(미도시) 등 내에 넣고 100℃를 유지하면서 약 10시간 이상 건조하는 제 3 보조 가열건조단계와, 공정로(200) 내에 잔류 바인더를 제거하기 위하여 가열하여 잔류 바인더를 제거하는 잔류 바인더 제거단계를 포함하여 구성된다. 상기 잔류 바인더제거단계는 약 500℃ 이상(통상 450℃~550℃)의 온도에서 1시간 이상 가열함으로써 잔류 바인더를 완벽하게 제거할 수 있다.When the binder removal step is performed separately, a third auxiliary heat drying step of drying in a heating furnace (not shown) or the like and drying at least about 10 hours while maintaining 100 ° C., in order to remove residual binder in the process furnace 200. It comprises a residual binder removing step of removing the residual binder by heating. In the residual binder removing step, the residual binder may be completely removed by heating at a temperature of about 500 ° C. or more (typically 450 ° C. to 550 ° C.) for at least 1 hour.

상기 레이저 가열시스템(50)은 도 3에 도시된 바와 같이, 연마입자(30)들이 분포된 모재(10)로 구성된 공정대상(100)을 가열하기 위한 내부공간을 가지는 공정로(200)와, 공정대상(100)에 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저빔(320)을 발생시키는 레이저장치(300)와, 상기 레이저장치(300)로부터 상기 공정로(200) 내의 공정대상(100)에 레이저빔(320)을 안내하기 위한 광학계(310)와, 공정로(200)과 연결설치되어 공정로(200) 내의 압력 및 온도를 조절하기 위한 분위기조절장치(400)와, 레이저장치(300) 및 분위기조절장치(400)을 제어하기 위한 제어장치(500)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3, the laser heating system 50 includes a process furnace 200 having an internal space for heating a process object 100 composed of a base material 10 having abrasive particles 30 distributed therein, A laser device 300 for generating a laser beam 320 for irradiating a laser beam to the process object 100, and a laser beam from the laser device 300 to the process object 100 in the process path 200 An optical system 310 for guiding 320 and an atmosphere controller 400 for controlling pressure and temperature in the process furnace 200 and connected to the process furnace 200, a laser device 300, and an atmosphere controller And a control device 500 for controlling the device 400.

상기 레이저장치(300)는 공정대상(100)의 결합재(21)를 가열하여 소결시키는데 충분한 열을 발생시킬 수 있는 출력을 가지는 것이 바람직하며, 가열결합단계(S30)에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 레이저빔을 가열하고자 하는 결합재의 면적 전체에 조사할 수 있다. The laser device 300 preferably has an output capable of generating sufficient heat to heat and sinter the binder 21 of the process object 100, and to reduce the time required for the heat bonding step (S30). The beam can be irradiated to the entire area of the binder to be heated.

또한 상기 레이저장치(300)의 레이저빔(320)은 선형라인 형상을 이루어 조사될 수도 있다.In addition, the laser beam 320 of the laser device 300 may be irradiated in a linear line shape.

상기 가열온도 및 가열시간은 사용되는 결합재(21)의 재질 및 그 층의 두께에 따라서 달라진다. The heating temperature and heating time vary depending on the material of the binder 21 used and the thickness of the layer.

상기 가열결합단계(S30)를 마친 공정대상(100)은 최종 검사 등에 의하여 완제품으로 완성된다.Finishing the heat coupling step (S30) the process target 100 is completed as a finished product by the final inspection or the like.

한편, 상기 결합층(20) 상에 코팅층(40)을 형성하는 경우에, 본 발명에 따른 연마/절삭공구 제조방법은 상기 가열결합단계(S30) 후에 디.엘.씨 또는 크롬 등에 의한 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계를 추가로 포함할 수 있다. On the other hand, in the case of forming the coating layer 40 on the bonding layer 20, the polishing / cutting tool manufacturing method according to the present invention after the heat bonding step (S30) to form a coating layer by D.L. It may further include forming a coating layer to form.

특히 상기 코팅층(40)은 크롬 만으로 코팅될 수 있으며, 크롬으로 코팅하고 그 위에 디.엘.씨.로 코팅층을 형성할 수 있다.In particular, the coating layer 40 may be coated only with chromium, and may be coated with chromium and form a coating layer thereon with D.C.

본 발명에 따른 연마/절삭공구 제조방법은 제조되는 공구 전체를 가열하지 않고 필요한 부분을 가열함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있는 이점이 있다. The method for manufacturing a grinding / cutting tool according to the present invention has an advantage of reducing unnecessary waste of energy by heating a required portion without heating the entire tool to be manufactured.

또한 본 발명에 따른 연마/절삭공구의 제조방법은 필요한 부분만을 가열함으로써 전체 가열에 의한 열변형 및 제품의 열화 등을 방지할 수 있는 이점이 있다. In addition, the manufacturing method of the polishing / cutting tool according to the present invention has the advantage that it is possible to prevent heat deformation and deterioration of the product due to the entire heating by heating only the necessary portion.

도 1은 본 발명에 따른 연마/절삭공구의 구조를 나타내는 일부 단면도이다. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a grinding / cutting tool according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 연마/절삭공구의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.2 is a flow chart showing a method of manufacturing a polishing / cutting tool according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 연마공구/절삭공구의 제조를 위한 레이저 가열시스템의 구성도이다.3 is a schematic diagram of a laser heating system for the manufacture of an abrasive tool / cutting tool according to the present invention.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****

10 : 모재 20 : 결합층10: base material 20: bonding layer

21 : 결합재 30 : 연마입자21: binder 30: abrasive grain

40 : 코팅층40: coating layer

Claims (23)

모재에 복수개의 연마입자들을 부착하여 연마/절삭공구를 제조하는 연마/절삭공구 제조방법에 있어서,In the polishing / cutting tool manufacturing method for attaching a plurality of abrasive particles to the base material to produce a polishing / cutting tool, 상기 모재 상에 상기 복수개의 연마입자들을 결합시키기 위한 결합재를 도포하는 결합재 도포단계와;A binder applying step of applying a binder for bonding the plurality of abrasive particles onto the base material; 상기 결합재 상에 복수개의 연마입자들을 분포시키는 연마입자 분포단계와;An abrasive particle distribution step of distributing a plurality of abrasive particles on the binder; 레이저 가열에 의하여 상기 결합재만을 가열시킴으로써 상기 연마입자들과 모재를 결합시키는 가열결합단계를 포함하는 연마/절삭공구 제조방법.And a heat bonding step of bonding the abrasive particles and the base material by heating only the binder by laser heating. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마입자들은 규칙적으로 분포되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.The abrasive particles are a regular distribution method for producing a grinding / cutting tool. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합재는 The binder is 니켈, 니켈 합금, 구리합금 및 은합금으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Nickel, nickel alloys, copper alloys and silver alloys, characterized in that the polishing / cutting tool manufacturing method comprising a. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연마입자는 The abrasive particles 다이아몬드 또는 큐빅질화붕소(cBN; Cubic Boron Nitride)인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Diamond or cubic boron nitride (cBN; Cubic Boron Nitride) characterized in that the grinding / cutting tool manufacturing method. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 결합재는 The binder is 유동성을 가지도록 하는 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method for producing an abrasive / cutting tool comprising a binder to have fluidity. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 결합재는 The binder is 유동성을 가지도록 하는 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method for producing an abrasive / cutting tool comprising a binder to have fluidity. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 모재는 The base material is 금속인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method for producing a polishing / cutting tool, characterized in that the metal. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 모재는 The base material is 탄소강 또는 합금강인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method for producing an abrasive / cutting tool, characterized in that carbon steel or alloy steel. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가열결합단계는 The heat bonding step 진공분위기 하에서 상기 결합재를 가열하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Method for producing a polishing / cutting tool, characterized in that for heating the binder in a vacuum atmosphere. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 가열결합단계는 The heat bonding step 불활성 가스가 주입된 상태에서 상기 결합재를 가열하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method of manufacturing a polishing / cutting tool, characterized in that for heating the binder in an inert gas state. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가열결합단계는The heat bonding step 가압상태에서 상기 결합재를 가열하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Method for producing a polishing / cutting tool, characterized in that for heating the binder in a pressurized state. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가열결합단계는 The heat bonding step 상기 레이저의 레이저빔을 가열하고자 하는 결합재의 면적 전체에 조사하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.And a laser beam of the laser is irradiated to the entire area of the binder to be heated. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 레이저의 레이저빔은 선형라인 형상을 이루어 조사되는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.The laser beam of the laser is a grinding / cutting tool manufacturing method, characterized in that the irradiated in a linear line shape. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연마/절삭공구는 화학적 기계적 연마 패드의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.The polishing / cutting tool is a polishing / cutting tool manufacturing method, characterized in that for polishing the surface of the chemical mechanical polishing pad. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 결합재도포단계 후에 상기 결합재를 가열 건조하는 가열건조단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.And a heating and drying step of heating and drying the binder after the binder coating step. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 결합재도포단계는 The binder coating step 상기 결합재를 도포하여 제 1 결합층을 형성하는 단계와;Applying the binder to form a first bonding layer; 상기 제 1 결합층을 가열건조하는 단계와;Heat drying the first bonding layer; 상기 건조된 제 1 결합층 상에 결합재로 제 2결합층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.And forming a second bonding layer as a binder on the dried first bonding layer. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연마입자 분포단계는 The abrasive particle distribution step 상기 연마입자를 형틀 또는 메쉬를 사용하여 분포시키는 분포단계와;A distribution step of distributing the abrasive particles using a mold or a mesh; 상기 형틀 또는 메쉬를 제거하는 제거단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Polishing / cutting tool manufacturing method characterized in that it further comprises a removing step of removing the mold or mesh. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 분포단계 후에 상기 연마입자들을 눌러주는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.Pressing the abrasive particles after the distribution step, characterized in that it further comprises a grinding / cutting tool manufacturing method. 제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가열결합단계 후에 After the heat bonding step 상기 결합층 및 연마입자들을 코팅층을 형성하는 코팅단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 연마/절삭공구 제조방법.And a coating step of forming a coating layer on the bonding layer and the abrasive particles. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 코팅층은 The coating layer is 디.엘.씨 또는 크롬인 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.D.L.C or chromium, characterized in that the grinding / cutting tool manufacturing method. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 코팅단계는 The coating step PVD 또는 CVD에 의하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구 제조방법.A method for producing a polishing / cutting tool, comprising forming a coating layer by PVD or CVD. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항의 제조방법에 의하여 제조된 연마/절삭공구.A polishing / cutting tool manufactured by the method of any one of claims 1 to 3. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 연마/절삭공구는 The grinding / cutting tool 화학적 기계적 연마 패드의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 연마/절삭공구.A polishing / cutting tool, characterized by polishing the surface of a chemical mechanical polishing pad.
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