KR20090048128A - 절삭 공구용 인서트 - Google Patents

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Abstract

절삭 작업 또는 굴착 작업으로 표면이 마모되어도 제품의 식별을 용이하게 하기 위하여 본 발명은 제1 경도를 갖고 제1 면을 구비하는 지지 부재 및 상기 지지 부재의 제1 면과 결합하고 제2 경도를 갖는 초경질층을 포함하고, 상기 제1 면은 양각 또는 음각으로 형성된 식별 마크를 구비하고, 상기 초경질층은 상기 제1 면과 밀착하도록 형성된 절삭 공구용 인서트를 제공한다.

Description

절삭 공구용 인서트{Excavating tool insert}
본 발명은 절삭 공구용 인서트에 관한 것으로 더 상세하게는 절삭 작업으로 표면이 마모되어도 제품의 식별을 용이하게 할 수 있는 절삭 공구용 인서트에 관한 것이다.
절삭 공구용 인서트는 유정 굴착 작업 또는 절삭 작업등에 사용되는 공구 조립체에 결합되어 지하에 존재하는 암반 등을 깎아내는 굴착 작업이나 금속이나 기타 부재를 절삭하는 절삭 작업을 수행하는 데에 사용된다. 절삭 공구용 인서트는 통상적으로 절삭 공구에 복수개가 장착되어 사용된다.
절삭 공구용 인서트는 기둥 형상의 지지 부재 및 지지 부재의 일단부에 형성된 초경질층을 포함한다. 텅스텐계의 재료를 이용하여 소결처리등과 같은 방법으로 지지 부재를 형성한다. 지지 부재상에 초경질층을 형성하기 위하여 초경질층의 재료인 다이아몬드 등을 분말형태로 일정한 틀에 넣은 후 그 틀안에 지지 부재를 넣고, 고온 및 고압의 소결로에서 소결처리를 하여 지지 부재와 초경질층을 일체로 결합하여 형성한다.
절삭 공구용 인서트의 제조사, 규격, 성분 등을 사용자가 알 수 있게 하기 위하여 절삭 공구용 인서트의 외면에 이러한 것을 나타내는 식별 마크를 표기 한다. 절삭 공구용 인서트는 절삭 작업 수행 중에 절삭 공구가 회전함에 따라 초경질층의 외주면에 의하여 암반등을 절삭하게 된다. 지속적인 절삭 공구의 사용에 따라 절삭 공구용 인서트는 마모가 일어난다.
결과적으로 절삭 공구용 인서트의 외면에 표기한 식별 마크가 마모로 인하여 지워진다. 식별 마크가 지워지면 사용되고 잇는 절삭 공구용 인서트의 정확한 특성을 알 수 없고, 교체가 필요한 때에 적절한 타입의 절삭 공구용 인서트를 선택하는데 있어 문제가 있다.
본 발명은 절삭 작업으로 표면이 마모되어도 제품의 식별을 용이하게 할 수 있는 절삭 공구용 인서트를 제공할 수 있다.
본 발명은 제1 경도를 갖고 제1 면을 구비하는 지지 부재 및 상기 지지 부재의 제1 면과 결합하고 제2 경도를 갖는 초경질층을 포함하고, 상기 제1 면은 양각 또는 음각으로 형성된 식별 마크를 구비하고, 상기 초경질층은 상기 제1 면과 밀착하도록 형성된 절삭 공구용 인서트를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 식별 마크는 제조 연도, 규격, 회사명 또는 사용 가능 기간을 표시하도록 형성될 수 있다,
본 발명에 있어서 상기 식별 마크는 숫자를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 식별 마크는 문자를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 식별 마크는 기하학적 도형을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 식별 마크는 회사 상표 또는 로고를 포함할 수 있다.
본 발명에 관한 절삭 공구용 인서트는 지지 부재와 초경질층 사이의 계면에 식별 마크를 새겨 넣어 절삭 작업이나 굴착 작업으로 표면이 마모되어도 제품의 식별을 용이하게 할 수 있는 절삭 공구용 인서트를 제공한다.
도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 절삭 공구용 인서트의 지지 부재와 초경질층을 분리한 것을 도시하는 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트(100)는 지지 부재(110) 및 초경질층(120)을 포함한다.
지지 부재(10)는 기둥 형상으로 형성되고 제1 면(111)을 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하면 지지 부재(111)는 원기둥 형상이나 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 제1 면(111)은 초경질층(120)과 결합하는 면이다.
제1 면(111)은 식별 마크(112)를 포함한다. 식별 마크(112)는 음각되어 형성된다. 식별 마크(112)는 제조 연도, 규격, 회사명 또는 사용 가능 기간을 표시할 수 있다.
지지 부재(110)는 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 티타늄(Ti)을 포함하는 카바이드 합금으로 형성할 수 있다. 이 때 소결체의 결합의 용이를 위하여 바인더를 포함할 수 있는데 바인더는 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni)등을 사용할 수 있다.
그 예로 지지 부재(110)는 코발트계 텅스텐 카바이드(WC-Co)합금을 포함할 수 있다. 코발트계 텅스텐 카바이드물질을 소결 처리하여 지지 부재(110)을 형성할 수 있다. 이 때 소결 처리시 코발트계 텅스텐 카바이드물질을 틀에 넣고 소결 처리할 수 있다.
틀에는 식별 마크(112)와 동일한 표시를 양각으로 형성한다. 결과적으로 지지 부재(110)는 틀에 고정되어 소결 처리를 거치고 나면 틀의 모양 대로 식별 마크(112)가 제1 면(111)에 음각으로 형성된다.
또한 식별 마크(112)는 소결 처리후에 형성될 수 있다. 지지 부재(110)를 소결 처리한 뒤에 제1 면(111)을 식각하여 음각으로 형성된 식별 마크(112)를 형성할 수 있다.
지지 부재(110)의 제1 면(111)에 초경질층(120)을 결합한다. 초경질층(120)은 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소를 포함할 수 있다. 특히 다결정질 다이아몬드(polycrystalline diamond)를 포함하여 강도를 향상할 수 있다. 초경질층(120)은 지지 부재(110)보다 경도가 높은 재질로 형성하여 절삭 공정 또는 굴착 공정을 수행한다.
초경질층(120)을 형성할 재료를 분말형태로 일정한 틀에 넣는다. 그리고 초경질층(120)과 결합할 제1 면(111)이 초경질층(120)을 형성할 재료와 접하도록 그 틀에 지지 부재(110)를 넣는다. 초경질층(120)을 형성할 재료들이 제1 면(111)과 밀착되고 음각으로 형성된 표시 마크(112)에 충진되도록 고온 및 고압으로 소결한다.
이 때 대략 1500℃, 6GPa까지 고온 고압을 유지하면서 소절 처리를 수행 할 수 있다. 이러한 고온 고압을 유지하기 위하여 상술한 지지 부재(110)와 초경질층(120)의 재료가 들어간 틀을 다시 커다란 셀로 밀봉하여 공정을 수행할 수 있다. 소결 공정을 거친뒤에는 외곽의 틀, 밀봉 셀을 제거하고 가공하여 사용할 수 있다.
절삭 공구용 인서트(100)는 절삭 공구에 결합하여 절삭 작업을 수행하거나 지하 암반등과 접촉하면서 굴착 작업을 수행한다. 지지 부재(10) 및 초경질층(20)은 암반 등과의 접촉으로 인하여 시간이 지남에 따라 마모되어 교체가 필요하다. 교체를 하는데 용이하도록 절삭 공구용 인서트(100)의 외주면에 상표명, 제조사명, 규격 등을 식별하도록 표시를 하여 사용하였다.
그러나 반복된 절삭 공정을 수행함에 따라 절삭 공구용 인서트(100)의 외주면은 마모되어 외주면에 표시된 상표명, 규격 등의 표기가 없어진다. 결과적으로 일정 시간이 지나면 절삭 공구에 부착된 절삭 공구용 인서트(100)의 종류, 특성, 규격을 식별하는 것이 용이하지 않다.
그러나 본 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트(100)는 지지 부재(110)의 제1 면(111)에 식별 마크(112)를 형성한다. 제1 면(111)은 초경질층(120)과 결합되므로 절삭 시 노출되지 않는 면이다. 그러므로 반복된 절삭 공정 후에도 식별 마크(112)는 지워지지 않는다. 결과적으로 절삭 공구용 인서트(100)의 특성을 용이하게 파악하여 식별할 수 잇다.
본 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트(100)의 식별 마크(112)는 외부에 노출되지 않으므로 육안으로는 식별할 수 없다. 비파괴 검사 방법을 이용하여 식별 마크(112)를 식별 할 수 있다. 초음파 검사를 통하여 식별 마크(112)를 식별할 수 있는데 c-scan방법을 이용하여 지지 부재(110)의 제1 면(112)에 형성된 입체적인 식별 마크(112)를 식별할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 비파괴적으로 식별 마크(112)를 식별 할 수 있는 다양한 방법을 이용할 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트를 도시한 분리 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절취한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면 본 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트(200)는 지지 부재(210) 및 초경질층(220)을 포함한다.
지지 부재(210)는 기둥 형상으로 형성되고 제1 면(211)을 포함한다. 제1 면(211)은 초경질층(120)과 결합하는 면이다.
제1 면(211)은 식별 마크(212)를 포함한다. 식별 마크(212)는 양각되어 형성된다. 식별 마크(212)는 제조 연도, 규격, 회사명 또는 사용 가능 기간을 표시할 수 있다.
지지 부재(210)는 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 티타늄(Ti)을 포함하는 카바이드 합금으로 형성할 수 있다. 이 때 소결체의 결합의 용이를 위하여 바인더를 포함할 수 있는데 바인더는 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni)등을 사용할 수 있다.
그 예로 지지 부재(110)는 코발트계 텅스텐 카바이드(WC-Co)합금을 포함할 수 있다. 코발트계 텅스텐 카바이드물질을 소결 처리하여 지지 부재(210)을 형성할 수 있다. 이 때 소결 처리시 코발트계 텅스텐 카바이드물질을 틀에 넣고 소결 처리할 수 있다.
틀에는 식별 마크(212)와 동일한 표시를 음각으로 형성한다. 결과적으로 지지 부재(210)는 틀에 고정되어 소결 처리를 거치고 나면 틀의 모양 대로 식별 마크(212)가 제1 면(211)에 양각으로 형성된다.
또한 식별 마크(212)는 소결 처리후에 형성될 수 있다. 지지 부재(210)를 소결 처리한 뒤에 제1 면(211)의 영역 중 식별 마크(212)를 형성할 영역을 제외한 부분을 식각한다. 결과적으로 양각으로 형성된 식별 마크(212)를 형성할 수 있다.
지지 부재(210)의 제1 면(211)에 초경질층(220)을 결합한다. 초경질층(220)의 재료는 전술한 실시예와 마찬가지의 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
초경질층(220)을 형성할 재료를 분말형태로 일정한 틀에 넣는다. 그리고 초경질층(220)과 결합할 제1 면(211)이 초경질층(220)을 형성할 재료와 접하도록 그 틀에 지지 부재(210)를 넣는다. 초경질층(220)을 형성할 재료들이 표시 마크(212)와 밀착하고, 제1 면(211)상의 표시 마크(212)로 인하여 생긴 움푹한 영역에도 충진되도록 고온 및 고압으로 소결한다.
본 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트(200)도 전술한 실시예와 마찬가지로 지지 부재(210)의 제1 면(211)에 식별 마크(212)를 형성하여 절삭 시 노출되지 않는다. 그러므로 반복된 절삭 공정 이나 암반 등의 굴착 공정후에도 식별 마크(212)는 지워지지 않는다. 또한 비파괴 검사 방법을 이용하여 식별 마크(212)를 식별할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트들의 다양한 예를 도시한 개략적인 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 지지 부재(310)의 제1 면(311)만을 도시하였다.
지지 부재(310)의 제1 면(311)에 식별 마크(312)를 형성할 수 있다. 이 때 식별 마크(312)는 다양할 수 있다. 전술한 대로 양각, 음각의 형태일 수 있다. 그 내용에 있어서도 문자, 숫자, 기호 또는 이들의 결합일 수 있다. 즉 절삭 공구용 인서트에 관하여 표시하여 식별 할 필요가 있는 내용이면 다양한 형태로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 절삭 공구용 인서트의 지지 부재와 초경질층을 분리한 것을 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트를 도시한 분리 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 절삭 공구용 인서트들의 다양한 예를 도시한 개략적인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100, 200: 절삭 공구용 인서트
110, 210, 310: 지지 부재
120, 220: 초경질층
111, 211, 311: 제1 면
112, 212, 312: 식별 마크

Claims (7)

  1. 제1 경도를 갖고 제1 면을 구비하는 지지 부재; 및
    상기 지지 부재의 제1 면과 결합하고 상기 제1 경도보다 큰 제2 경도를 갖는 초경질층을 포함하고, 상기 제1 면은 양각 또는 음각으로 형성된 식별 마크를 구비하고, 상기 초경질층은 상기 제1 면과 밀착하도록 형성된 절삭 공구용 인서트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 식별 마크는 제조 연도, 규격, 회사명 또는 사용 가능 기간을 표시하도록 형성된 절삭 공구용 인서트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 식별 마크는 숫자를 포함하는 절삭 공구용 인서트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 식별 마크는 문자를 포함하는 절삭 공구용 인서트.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 식별 마크는 기하학적 도형을 포함하는 절삭 공구용 인서트.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 식별 마크는 회사 상표 또는 로고를 포함하는 절삭 공구용 인서트.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 초경질층은 다이아몬드 또는 질화붕소를 포함하는 절삭 공구용 인서트.
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