KR20100067513A - 입방정 질화 붕소(씨비엔)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(씨비엔) 공구 - Google Patents

입방정 질화 붕소(씨비엔)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(씨비엔) 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 사이에 강도확보재를 개재시킴으로써 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 접합부의 적정 강도를 확보할 수 있으며, 공구의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있도록 한 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에 관한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법은 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보용으로 구비되는 초경 소재의 길이확보재 사이에 샌드위치 구조로 구비된 접합소재를 개재하여 진공로에 삽입시키는 진공로 삽입단계; 상기 입방정 질화 붕소(CBN)의 물성저하를 방지할 수 있도록 진공로 내의 진공 분위기에서 접합하되, 소정의 가압조건으로 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 상기 길이확보재를 접합시키는 접합단계; 상기 접합단계 후, 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키는 냉각단계; 그리고 상기 냉각단계를 통하여 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 템퍼링단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과, 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록의 하부에 접합되는 길이확보재와, 그리고 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 사이에 개재되어 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 간에 적정의 접합강도를 가지며 내구성이 증대될 수 있도록 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재를 상호 견고하게 접합시키는 접합소재를 포함하여 이루어진다.
CBN, 확산접합, 길이확보

Description

입방정 질화 붕소(씨비엔)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(씨비엔) 공구{manufacturing method for cubic boron nitride bonded tool and cubic boron nitride tool using the same}
본 발명은 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 초경, 다이스강, 탄소공구강, 고속도공구강 및 합금공구강 등의 재질의 길이확보재를 접합하되, 접합부의 균열발생을 방지하며 접합부의 강도를 높일 수 있도록 한 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에 관한 것이다.
일반적으로 입방정 질화 붕소(cubic boron nitride, 이하 CBN이라 함)는 다이아몬드 다음으로 경도가 높은 소재로서 그에 대한 응용분야는 매우 넓다.
여기서, 상기 CBN은 절삭공구 등의 내마모용 소재 및 고속, 정밀 가공용 소재로써 주목받고 있으며, 특히 각종 금형을 가공할 때 CBN을 사용하면 가공면의 조도가 매우 좋고, 이에 따라 래핑가공을 생략할 수 있을 정도의 미려한 면을 얻을 수 있게 된다.
또한, CBN을 이용한 공구는 각종 금속 가공시의 소착(燒着) 현상도 매우 적어 차세대 공구로서 기대되고 있는 실정이다.
이러한 CBN은 통상 초경 블록의 일면에 합성되어 CBN 블록이 형성된다.
이때, 상기 CBN 블록은 와이어 컷팅에 의해 적당한 크기로 제조될 수 있으며, 최초 초경 블록과 CBN의 합성시에 각각 일정한 크기의 초경 블록과 CBN의 합성에 따라 소정의 형상을 갖도록 제조될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제조된 CBN 블록을 공구로 사용하기 위해서는 접합에 의해 손잡이부 등의 길이를 확보하여야만 비로소 CBN 공구로 사용이 가능하다.
따라서, CBN 공구의 제조방법은 CBN 블록과 길이확보재를 접합시켜 이루어졌으며, 여기서 상기 CBN 블록의 접합방법은 은납 계통의 납재를 사용하여 초경의 일면에 CBN을 합성한 CBN 블록과, 초경이나 탄소공구강 등의 소재로 구비되는 길이확보재를 브레이징(Brazing) 처리하여 접합하는 방법이 적용되고 있었다.
상기와 같은 종래기술에 따른 CBN 공구의 제조방법은 은납에 의해 브레이징할 경우, 접합부의 강도가 낮기 때문에 접합부의 강도를 확보하기 위해 상기 길이확보재의 접합 부분에 홈을 가공하여 접합면적을 넓게 하는 방법이 사용되고 있었다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 CBN을 접합한 공구의 제조방법 및 그 제조방법에 따른 CBN 공구는 접합면적을 넓혔음에도 은납재의 특성상 접합부의 강도가 근본적으로 낮게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 은납재의 용융점이 낮은 관계로 고속 가공시의 발열에 의해 접합부가 탈락된다는 문제점이 있었으며, 가공시의 회전수가 수만 rpm에 이르게 되면 은납에 의해 접합된 CBN 공구는 공구로서 사용할 수 없는 상태에 이르게 된다.
더욱이, 은납에 의해 접합시켜 대량생산하고자 할 경우, 접합한 소재가 제각각 크기나 높이가 다른 문제점 때문에 효율적인 가공이 불가능하며, 이에 따라 가공시의 비용이 현저히 증대된다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 사이에 길이확보재의 재질에 따라 강도확보재 및 접합계면재가 샌드위치 구조로 배치되는 접합소재 또는 접합계면재 단일의 층으로 구비되는 접합소재를 개재시킴으로써 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 접합부의 적정 강도를 확보할 수 있으며, 공구의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있도록 한 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법은 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보용으로 구비되는 초경 소재의 길이확보재 사이에 샌드위치 구조로 구비된 접합소재를 개재하여 진공로에 삽입시키는 진공로 삽입단계; 상기 입방정 질화 붕소(CBN)의 물성저하를 방지할 수 있도록 진공로 내의 진공 분위기에서 접합하되, 소정의 가압조건으로 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 상기 길이확보재를 접합시키는 접합단계; 상기 접합단계 후, 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키는 냉각단계; 그리고 상기 냉각단계를 통하여 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 템퍼링단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 접합단계에서의 가압조건은 1050℃ 이하의 접합온도에서 10MPa~15MPa의 범위로 가압이 이루어지되, 가압시간이 30분 이상의 조건으로 이루어지며, 가압 후 확산층 형성을 위한 확산시간은 30분 이상의 조건으로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 냉각단계는 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키되, 분당 30℃ 이상의 조건으로 냉각시키는 단계로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 템퍼링단계는 상기 냉각단계를 통하여 접합부가 300℃ 이하로 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 단계로 이루어진다.
이때, 상기 템퍼링단계에서 템퍼링 처리의 횟수는 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트변태가 촉진될 수 있도록 상기 접합소재에서의 강도확보재가 고속도공구강으로 적용되는 경우에 2회 이상으로 처리됨이 바람직하다.
더욱이, 상기 진공로 삽입단계 전에 진행되는 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록, 강도확보재 및 길이확보재의 접합대상 면을 연삭 및 폴리싱 가공하는 접합부 면가공 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 진공로 삽입단계는 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보용으로 구비되는 철강 소재의 길이확보재 사이에 단일의 층 구조로 구비된 접합소재를 개재하여 진공로에 삽입시키는 단계로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN) 가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과, 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록의 하부에 접합되는 길이확보재와, 그리고 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 사이에 개재되어 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 간에 적정의 접합강도를 가지며 내구성이 증대될 수 있도록 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재를 상호 견고하게 접합시키는 접합소재를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 길이확보재는 공구의 길이확보용으로 초경 소재로 구비되며, 상기 접합소재는 중앙에 강도확보재가 구비되고 상기 강도확보재의 상, 하면에 각각 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 접합계면재가 배치된 샌드위치 구조로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 강도확보재는 철강 재질로 이루어지되, 합금공구강, 고속도공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강 중 택일적으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 접합계면재는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중, 택일적으로 구비되되, 확산층의 생성 및 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비됨이 바람직하다.
더욱이, 상기 길이확보재가 공구의 길이확보용으로 철강 소재인 고속도공구강, 탄소공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 합금공구강 중에서 선택적으로 구비될 경우에 상기 접합소재는 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 구비되는 접합계면재로 제공됨이 바람직하다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제 조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소 공구(CBN)의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 초경(WC) 등 초경 재질의 길이확보재 사이에 강도확보재 및 접합계면재가 샌드위치 구조로 구비된 접합소재를 개재시킴으로써 고속 및 정밀 가공시나, 가공시의 회전수가 수만rpm에 이르더라도 접합부의 탈락이 발생하지 않을 수 있도록 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 접합부의 적정 강도를 확보할 수 있다.
둘째, 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 접합부의 적정 강도를 확보함으로써 강도 수준이 가혹한 사용조건 하에서도 오래 사용될 수 있도록 충분한 내구성 확보가 가능하며, 이에 따라 접합부의 신뢰성이 증진되어 고속 및 정밀 가공시나, 가공시의 회전수가 수만rpm에 이르는 악조건 등의 다양한 환경조건 하에서 장기간 사용이 가능하다.
셋째, 강도확보재를 공랭경화형의 소재로 구비하고, 강도확보재의 상, 하측 접합부에 니켈(Ni) 포일 또는 니켈(Ni)합금 포일을 배치함으로써 접합 후에 가스 냉각에 의해 마르텐사이트 변태하여 변태에 의한 팽창에 의해 초경과 강도확보재 사이 및 강도확보재와 길이확보재 사이의 열팽창계수의 차이에 기인하는 열응력을 원활하게 완화시켜 접합부의 균열발생을 방지할 수 있다.
넷째, 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 고속도공구강, 탄소공구강, 합금공구강 등의 철강 재질의 길이확보재 사이에 단일의 층으로 구비된 접합계면재를 접합소재로 개재시킴으로써 고속 및 정밀 가공시나, 가공시의 회전수가 수만rpm에 이르더라 도 접합부의 탈락이 발생하지 않을 수 있도록 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 접합부의 적정 강도를 확보할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법의 흐름을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 배치도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 통하여 확산접합된 입방정 질화 붕소(CBN) 공구를 나타낸 단면도이다.
먼저, 입방정 질화 붕소(CBN)에 대하여 간략하게 언급하면, 상기 입방정 질화 붕소(cubic boron nitride)는 다이아몬드 다음으로 경도가 높은 소재로서 그에 대한 응용분야는 매우 넓게 적용되고 있다.
이러한 입방정 질화 붕소(CBN)는 절삭공구 등의 내마모용 소재 및 고속, 정밀 가공용 소재로써 주목받고 있으며, 특히 각종 금형을 가공할 때 입방정 질화 붕소(CBN)를 사용하면 가공면의 조도가 매우 좋고, 이에 따라 래핑가공을 생략할 수 있을 정도의 미려한 면을 얻을 수 있게 된다.
그러므로, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 내마모용 소재 및 고속, 정밀 가공용 소재로써 다양한 절삭 공구에 적용될 수 있다.
이때, 상기 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 엔드 밀 및 바이트 등의 절삭공구 제조에 적용되어 입방정 질화 붕소(CBN) 엔드 밀 및 입방정 질화 붕소(CBN) 바이트 등의 공구를 얻을 수 있도록 적용됨이 바람직하다.
도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법은 접합부 면가공 단계(S101), 진공로 삽입단계(S102), 접합단계(S103), 냉각단계(S104) 및 템퍼링단계(S105)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 입방정 질화 붕소(cubic boron nitride)는 다이아몬드 다음으로 경도가 높은 소재로 통상 그의 영문 약자인 'CBN'으로 호칭되어 사용되고 있으며, 따라서 이하에서는 'CBN'이라 총칭하기로 한다.
여기서, 상기 접합부 면가공 단계(S101)는 CBN 블록(100), 강도확보재(500) 및 길이확보재(900)의 접합대상 면들(131, 501, 503, 901)을 각각 연삭 및 폴리싱 가공하는 단계로 이루어진다.
이때, 상기 CBN 블록(100)은 소정의 두께를 갖는 초경 블록(130)의 상면에 CBN(110)이 합성되어 구비되며, 상기 초경 블록(130)의 하부 면인 접합대상 면(131)이 연삭 및 폴리싱 가공됨이 바람직하다.
또한, 상기 강도확보재(500)는 철강 재질로 이루어지며, 특히 합금공구강, 고속도공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강 등의 공랭 경화형의 철강재료 중 선택적으로 구비된다.
이때, 상기 강도확보재(500)의 상면 및 하면, 즉 접합대상 면(501, 503)이 연삭 및 폴리싱 가공되며, 상세히 상기 강도확보재(500)는 합금공구강, 고속도공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강 중 택일적으로 얇게 슬라이싱하여 슬라이싱된 소재를 사포로 약 1200번 정도까지 가공됨이 바람직하다.
한편, 상기 길이확보재(900)는 공구의 길이확보용으로 초경(WC) 등의 초경 소재 중에서 선택적으로 구비되며, 상기 길이확보재(900)의 상면인 접합대상 면(901)은 연삭 및 폴리싱 가공됨이 바람직하다.
전술한 바와 같은 상기 강도확보재(500)는 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900)의 사이에 개재된다.
상세히, 상기 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900)가 접합부의 균열발생이 없이 견고하게 접합될 수 있도록 상기 강도확보재(500)의 상면 및 하면에 접합계면재(300, 700)가 밀착되어 샌드위치 구조의 접합소재(800)로 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900) 사이에 개재됨이 바람직하다.
여기서, 상기 접합계면재(300, 700)는 니켈 포일이나 니켈합금 포일로 구비되며, 이러한 니켈 포일이나 니켈합금 포일은 접합계면을 형성하는 역할을 한다.
또한, 상기 강도확보재(500)는 접합부의 강도를 높이기 위해 구비되는 것으로 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 고속도공구강 중 하나로 구비되며, 이러한 강도확보재(500)는 모두 공랭경화형의 소재로써 접합이 끝난 후에 가스 냉각에 의해 마르텐사이트 변태한다.
이때, 마르텐사이트 변태에 의한 팽창에 의해 초경과 철강재료 사이의 열팡창계수의 차이에 기인하는 열응력이 완화될 수 있다.
이와 같이, 마르텐사이트 변태를 이용하여 접합부의 열응력을 완화시켜 접합부에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 접합부의 접합강도는 현저히 높아지며, 상세히 굽힘 시험에 의하면 2000MPa 이상이 된다.
한편, 상기 접합부 면가공 단계(S101) 후에는 상기 진공로 삽입단계(S102)가 이루어진다.
여기서, 상기 진공로 삽입단계(S102)는 상기 초경 블록(130)의 일면에 CBN이 합성된 CBN 블록(100)과 길이확보용으로 구비되는 초경 소재의 길이확보재(900) 사이에 샌드위치 구조로 구비된 접합소재(800)를 개재하여 진공로에 삽입시키는 단계로 이루어진다.
이후, 상기 접합단계(S103)가 이루어지며, 상기 접합단계(S103)는 상기 CBN의 물성저하를 방지할 수 있도록 진공로 내의 진공 분위기에서 접합하되, 소정의 가압조건으로 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900)를 접합시키는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 가압조건은 1050℃ 이하의 접합온도에서 10MPa~15MPa의 범위로 가압이 이루어지되, 가압시간이 30분 이상의 조건으로 이루어지고 가압 후 확산층 형성을 위한 확산시간도 30분 이상의 조건으로 이루어진다.
여기서, 접합온도를 1050℃ 이상으로 하게 되면 고온에 의해 CBN의 물성이 저하될 수 있으며, 절삭능 등이 매우 나빠질 수 있게 되며, 따라서 접합온도는 1050℃이하의 조건으로 진행함이 바람직하다.
또한, 10MPa 이하의 가압으로도 접합은 가능하나 가압력이 낮아지면 접합시간을 길게 해야 하므로 생산성 저하를 초래하며, 더욱이, 가압력이 15MPa 이상이 되면 좌굴에 의한 변형이 발생하는 문제가 있으므로 가압력은 10MPa~15MPa의 범위에서 진행됨이 바람직하다.
한편, 10MPa~15MPa의 범위의 가압으로 30분 이상의 가압에 의해 확산층이 형성되면, 이후 확산층만 충분히 형성시키면 되므로 확산시에는 가압력을 제거하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 상기 확산시에는 가압이 지속되게 되면 좌굴 변형이 발생할 수 있으므로 확산시에는 가압력을 제거하게 된다.
또한, 전술한 바와 같은 CBN 블록(100), 접합소재(800) 및 길이확보재(900)의 접합단계(S103)에 있어서, 동시에 다수의 접합부를 얻기 위해서는 접합 대상재 모두의 길이에 대한 편차를 1/100mm 이하로 구비함이 바람직하다.
여기서, 접합 대상재인 CBN 블록(100), 접합소재(800) 및 길이확보재(900)의 길이 편차가 1/100mm 이상이 되면, 접합이 가압 불균일로 인하여 충분한 접합부가 얻어지지 않을 수 있다.
따라서, 접합 대상재인 CBN 블록(100), 접합소재(800) 및 길이확보재(900)의 길이 편차는 1/100mm 이하로 구비된다.
한편, 상기 접합단계(S103) 후에는 냉각단계(S104)가 이루어지며, 상기 냉각 단계(S104)는 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
상세히, 상기 냉각단계(S104)는 상기 진공로 내에서 질소가스를 유입시켜 냉각시키되, 분당 30℃ 이상의 조건으로 냉각시키는 단계로 이루어진다.
또한, 상기 냉각단계(S104) 후에는 템퍼링단계(S105)가 진행되며, 이때 상기 템퍼링단계(S105)는 상기 냉각단계(S104)를 통하여 냉각된 CBN 공구를 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링처리하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 템퍼링단계(S105)는 상기 냉각단계(S104)를 통하여 접합부가 300℃ 이하로 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 템퍼링단계(S105)를 통하여 템퍼링 처리함으로써 접합부에서의 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트변태를 촉진시킬 수 있다.
한편, 상기 템퍼링단계(S105)에서 템퍼링 처리 횟수는 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트 변태가 촉진될 수 있도록 상기 접합소재(800)에서의 강도확보재(500)가 고속도공구강으로 적용되는 경우에는 2회 이상으로 처리됨이 바람직하다.
물론, 상기 템퍼링단계(S105)에서 템퍼링 처리 횟수는 상기 강도확보재(500)가 고속도공구강이 아닌 합금공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강으로 구비될 경우에는 단 1회의 템퍼링 처리로 진행됨이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조는 상 기 접합부 면처리 단계(S101), 진공로 삽입단계(S102), 접합단계(S103), 냉각단계(S104) 및 템퍼링단계(S105)가 순차적으로 진행됨에 따라 이루어진다.
이와 같은 단계들이 순차적으로 진행됨에 따라 CBN 공구가 제조됨으로써 CBN 공구의 접합부의 열응력을 완화시켜 접합부의 균열발생 방지는 물론, 접합부에 대한 적정강도를 확보할 수 있고, 공구의 내구성 확보가 가능하게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법에 따른 입방정 질화붕소(CBN) 공구는 CBN 블록(100), 길이확보재(900) 및 접합소재(800)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 CBN 블록(100)은 소정의 두께를 갖는 초경 블록(130)의 일면, 즉 상면에 CBN(110)이 합성되어 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 길이확보재(900)는 상기 CBN 블록(100)의 하부에 접합되며, 공구의 길이확보용으로 구비되는 것으로 초경(WC) 등의 초경 소재로 구비됨이 바람직하다.
한편, 상기 접합소재(800)는 샌드위치 구조로 이루어지며, 강도확보재(500), 그리고 접합계면재(300, 700)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 강도확보재(500)는 접합부의 강도를 높일 수 있도록 철강 재질로 이루어지며, 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 고속도공구강 중, 택일적으로 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 접합계면재(300, 700)는 상기 강도확보재(500)의 상면 및 하면에 밀착되며, 니켈 포일 또는 니켈 합금 포일 중, 택일적으로 구비되어 접합계면을 형 성한다.
즉, 상기 접합소재(800)는 샌드위치 구조로 이루어지되, 접합부의 강도를 높일 수 있도록 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 고속도공구강 중, 택일적으로 구비되는 강도확보재(500)와, 그리고 상기 강도확보재(500)의 상면 및 하면에 밀착되며, 니켈 포일 또는 니켈 합금 포일 중, 택일적으로 구비되어 접합계면을 형성하는 접합계면재(300, 700)로 이루어짐이 바람직하다.
여기서, 상기 접합계면재(300, 700)는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되되, 확산접합시 접합부에 발생하는 열응력을 원활하게 완화시켜 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비된다.
상기 접합계면재(300, 700), 즉 니켈 포일 또는 니켈합금 포일의 두께가 200㎛ 보다 두꺼울 경우에 접합부의 강도가 포일의 강도에 지배됨으로써 접합강도가 낮아질 수 있다.
또한, 상기 접합계면재(300, 700), 즉 니켈 포일 또는 니켈합금 포일의 두께가 너무 얇으면 열응력을 충분히 완화시킬 수 없기 때문에 접합부나 상기 CBN 블록(100)의 초경 블록(130) 하부면에 균열이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 접합계면재(300, 700)는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되되, 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비되며, 너무 얇게 구비되지 않도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 CBN 블록(100)과 초경(WC) 등의 초경 재질의 길이확보재(900) 사이에 샌드위치 구조의 접합소재(800)를 개재시킴으로써 공구의 접합부에 대한 적정강도를 확보할 수 있다.
더욱이, 접합부의 적정강도를 확보함으로써 강도 수준이 가혹한 사용조건 하에서도 오래 사용될 수 있도록 충분한 내구성 확보가 이루어질 수 있다.
아울러, 접합부의 신뢰성이 증진되어 고속 및 정밀 가공시나, 가공시의 회전수가 수만 rpm에 이르는 환경 등의 다양한 환경조건 하에서 장기간 사용이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 배치도이다.
도 4에서 보는 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법은 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에서 도 1의 제조방법의 단계는 동일하므로, 도 1을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 및 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법은 접합부 면가공 단계(S101), 진공로 삽입단계(S102), 접합단계(S103), 냉각단계(S104) 및 템퍼링단계(S105)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 입방정 질화 붕소(cubic boron nitride)는 다이아몬드 다음으로 경도가 높은 소재로 통상 그의 영문 약자인 'CBN'으로 호칭되어 사용되고 있으며, 따라서 이하에서는 'CBN'이라 총칭하기로 한다.
여기서, 상기 접합부 면가공 단계(S101)는 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900')의 접합대상 면들(131, 901')을 각각 연삭 및 폴리싱 가공하는 단계로 이루어진다.
이때, 상기 CBN 블록(100)은 소정의 두께를 갖는 초경 블록(130)의 상면에 CBN(110)이 합성되어 구비되며, 상기 초경 블록(130)의 하부 면인 접합대상 면(131)이 연삭 및 폴리싱 가공됨이 바람직하다.
또한, 상기 길이확보재(900')는 공구의 길이확보용으로 철강 소재인 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 고속도공구강 중에서 선택적으로 구비되며, 상기 길이확보재(900')의 상면인 접합대상 면(901')은 연삭 및 폴리싱 가공됨이 바람직하다.
한편, 상기 접합소재는 상기 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900')의 사이에 개재되는 소정의 두께를 가지는 접합계면재(400)로 구비됨이 바람직하며, 상기 접합계면재(400)는 니켈 포일이나 니켈합금 포일로 구비된다.
이때, 상기와 같은 니켈 포일이나 니켈합금 포일은 접합계면을 형성하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 상기 접합소재로서의 접합계면재(400)는 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900')의 사이에 개재된다.
상세히, 상기 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900')가 접합부의 균열발생이 없이 견고하게 접합될 수 있도록 니켈 포일이나 니켈 합금 포일로 형성된 단일의 층 구조의 접합소재로 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900) 사이에 개재됨이 바람직 하다.
또한, 상기 길이확보재(900')는 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강, 탄소공구강 및 고속도공구강 중 하나로 구비되며, 이러한 길이확보재(900')는 모두 공랭경화형의 소재로써 접합이 끝난 후에 가스 냉각에 의해 마르텐사이트 변태한다.
이때, 마르텐사이트 변태에 의한 팽창에 의해 초경과 철강재료 사이의 열팡창계수의 차이에 기인하는 열응력이 완화될 수 있다.
이와 같이, 마르텐사이트 변태를 이용하여 접합부의 열응력을 완화시켜 접합부에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 접합부의 접합강도는 현저히 높아지며, 상세히 굽힘 시험에 의하면 2000MPa 이상의 접합강도를 얻을 수 있다.
한편, 상기 접합부 면가공 단계(S101) 후에는 상기 진공로 삽입단계(S102)가 이루어진다.
여기서, 상기 진공로 삽입단계(S102)는 상기 초경 블록(130)의 일면에 CBN이 합성된 CBN 블록(100)과 길이확보용으로 구비되는 철강 소재의 길이확보재(900') 사이에 단일의 층 구조로 구비된 접합소재, 즉 접합계면재(400)를 개재하여 진공로에 삽입시키는 단계로 이루어진다.
이후, 상기 접합단계(S103)가 이루어지며, 상기 접합단계(S103)는 상기 CBN의 물성저하를 방지할 수 있도록 진공로 내의 진공 분위기에서 접합하되, 소정의 가압조건으로 상기 CBN 블록(100)과 길이확보재(900')를 접합시키는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 가압조건은 1050℃ 이하의 접합온도에서 10MPa~15MPa의 범위로 가압이 이루어지되, 가압시간이 30분 이상의 조건으로 이루어지고 가압 후 확산층 형성을 위한 확산시간도 30분 이상의 조건으로 이루어진다.
여기서, 접합온도를 1050℃ 이상으로 하게 되면 고온에 의해 CBN의 물성이 저하될 수 있으며, 절삭능 등이 매우 나빠질 수 있게 되며, 따라서 접합온도는 1050℃이하의 조건으로 진행함이 바람직하다.
또한, 10MPa 이하의 가압으로도 접합은 가능하나 가압력이 낮아지면 접합시간을 길게 해야 하므로 생산성 저하를 초래하며, 더욱이, 가압력이 15MPa 이상이 되면 좌굴에 의한 변형이 발생하는 문제가 있으므로 가압력은 10MPa~15MPa의 범위에서 진행됨이 바람직하다.
한편, 10MPa~15MPa의 범위의 가압으로 30분 이상의 가압에 의해 확산층이 형성되면, 이후 확산층만 충분히 형성시키면 되므로 확산시에는 가압력을 제거하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 상기 확산시에는 가압이 지속되게 되면 좌굴 변형이 발생할 수 있으므로 확산시에는 가압력을 제거하게 된다.
또한, 전술한 바와 같은 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900')의 접합단계(S103)에 있어서, 동시에 다수의 접합부를 얻기 위해서는 접합 대상재 모두의 길이에 대한 편차를 1/100mm 이하로 구비함이 바람직하다.
여기서, 접합 대상재인 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900)의 길이 편차가 1/100mm 이상이 되면, 접합이 가압 불균일로 인하여 충분한 접합부가 얻어지지 않 을 수 있다.
따라서, 접합 대상재인 CBN 블록(100) 및 길이확보재(900)의 길이 편차는 1/100mm 이하로 구비된다.
한편, 상기 접합단계(S103) 후에는 냉각단계(S104)가 이루어지며, 상기 냉각단계(S104)는 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
상세히, 상기 냉각단계(S104)는 상기 진공로 내에서 질소가스를 유입시켜 냉각시키되, 분당 30℃ 이상의 조건으로 냉각시키는 단계로 이루어진다.
또한, 상기 냉각단계(S104) 후에는 템퍼링단계(S105)가 진행되며, 이때 상기 템퍼링단계(S105)는 상기 냉각단계(S104)를 통하여 냉각된 CBN 공구를 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링처리하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 템퍼링단계(S105)는 상기 냉각단계(S104)를 통하여 접합부가 300℃ 이하로 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 템퍼링단계(S105)를 통하여 템퍼링 처리함으로써 접합부에서의 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트변태를 촉진시킬 수 있다.
한편, 상기 템퍼링단계(S105)에서 템퍼링 처리 횟수는 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트 변태가 촉진될 수 있도록 상기 길이확보재(900')가 고속도공구강으로 적용되는 경우에는 2회 이상으로 처리됨이 바람직하다.
물론, 상기 템퍼링단계(S105)에서 템퍼링 처리 횟수는 상기 길이확보 재(900')가 고속도공구강이 아닌 합금공구강, 탄소공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강으로 구비될 경우에는 단 1회의 템퍼링 처리로 진행됨이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조는 상기 접합부 면처리 단계(S101), 진공로 삽입단계(S102), 접합단계(S103), 냉각단계(S104) 및 템퍼링단계(S105)가 순차적으로 진행됨에 따라 이루어진다.
이와 같은 단계들이 순차적으로 진행됨에 따라 CBN 공구가 제조됨으로써 CBN 공구의 접합부의 열응력을 완화시켜 접합부의 균열발생 방지는 물론, 접합부에 대한 적정강도를 확보할 수 있고, 공구의 내구성 확보가 가능하게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 이용한 입방정 질화붕소(CBN) 공구는 CBN 블록(100), 길이확보재(900') 및 접합소재를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 CBN 블록(100)은 소정의 두께를 갖는 초경 블록(130)의 일면, 즉 상면에 CBN(110)이 합성되어 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 길이확보재(900')는 상기 CBN 블록(100)의 하부에 접합되며, 공구의 길이확보용으로 구비되는 것으로 철강 소재인 합금공구강, 고속도공구강, 탄소공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강 등으로 구비됨이 바람직하다.
한편, 상기 접합소재는 단일의 층 구조로 이루어지는 접합계면재(400)로 구비됨이 바람직하며, 이때 상기 접합계면재(400)는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되되, 확산접합시 접합부에 발생하는 열응력을 원활하게 완화시켜 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비된다.
상기 접합계면재(400), 즉 니켈 포일 또는 니켈합금 포일의 두께가 200㎛ 보다 두꺼울 경우에 접합부의 강도가 포일의 강도에 지배됨으로써 접합강도가 낮아질 수 있다.
또한, 상기 접합계면재(400), 즉 니켈 포일 또는 니켈합금 포일의 두께가 너무 얇으면 열응력을 충분히 완화시킬 수 없기 때문에 접합부나 상기 CBN 블록(100)의 초경 블록(130) 하부면에 균열이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 접합계면재(400)는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되되, 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비되며, 너무 얇게 구비되지 않도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구는 CBN 블록(100)과 합금공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강, 탄소공구강 및 고속도공구강 등의 철강 재질의 길이확보재(900') 사이에 단일의 층 구조의 접합소재, 즉 접합계면재(400)를 개재시킴으로써 공구의 접합부에 대한 적정강도를 확보할 수 있다.
더욱이, 접합부의 적정강도를 확보함으로써 강도 수준이 가혹한 사용조건 하에서도 오래 사용될 수 있도록 충분한 내구성 확보가 이루어질 수 있다.
아울러, 접합부의 신뢰성이 증진되어 고속 및 정밀 가공시나, 가공시의 회전수가 수만 rpm에 이르는 환경 등의 다양한 환경조건 하에서 장기간 사용이 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 합금공구강과 접합계면재의 접합계면을 나타낸 전자현미경사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 접합계면재와 초경의 접합계면을 나타낸 전자현미경사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 합금공구강, 접합계면재(니켈 합금 포일) 및 초경(WC)의 확산접합부를 나타낸 광학현미경 사진이다.
도 1 내지 4를 참조하여 앞서 설명한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법 및 그를 이용한 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에서의 접합계면 및 확산접합부의 접합강도는 도 5 내지 7을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에서 확산접합부를 전자현미경으로 관찰하면, 강도확보재(500) 또는 길이확보재(900')로 적용되는 합금공구강과 접합계면재(300, 400, 700)로 적용되는 니켈 합금 포일의 확산접합부는 균열이나 결함이 존재하지 않는 양호한 접합계면이 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구에서 확산접합부를 전자현미경으로 관찰하면, 접합계면재(300, 400, 700)로 적용되는 니켈 합금 포일과, CBN 블록(100)의 초경블록(130) 또는 길이확보재(900)로 적용되는 초경(WC) 등의 초경 소재와의 확산접합부는 균열이나 결함이 존재하지 않는 양호한 접합계면이 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 도 7은 초경과 합금공구강 사이에 니켈(Ni)합금 포일을 개재하여 확산접합한 계면의 광학현미경 사진으로서, 접합계면에는 어떠한 결함이나 화합물도 존 재하지 않는 양호하고 건전한 접합부가 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 다수의 견본에 대하여 3점 굽힘강도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8에서 보는 바와 같이, CBN 블록(100) 또는 길이확보재(900)로 적용되는 초경(WC)과, 강도확보재(500) 또는 길이확보재(900')로 적용되는 합금공구강의 확산접합시 견본에 대한 3점 굽힘강도를 보면, 215kgf/㎟ 이상으로 매우 높은 수준으로 나타남을 알 수 있다.
상기와 같은 강도 수준의 경우에는 가혹한 환경에서 사용되는 각종 공구에 충분히 적용할 수 있는 수준의 강도이며, 이에 따라 본 발명에 따른 CBN 공구의 제조방법을 가혹한 환경에 사용되는 다양한 공구에 적용시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 전술한 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법의 흐름을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 배치도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법을 통하여 확산접합된 입방정 질화 붕소(CBN) 공구를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입방정 질화 붕소(CBN)를 접합한 공구의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 배치도.
도 5는 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 합금공구강과 접합계면재의 접합계면을 나타낸 전자현미경사진.
도 6은 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 접합계면재와 초경의 접합계면을 나타낸 전자현미경사진.
도 7은 본 발명에 따른 확산접합에 의해 접합된 합금공구강, 접합계면재(니켈 합금 포일) 및 초경(WC)의 확산접합부를 나타낸 광학현미경 사진.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 입방정 질화 붕소(CBN) 블록 110: 입방정 질화 붕소(CBN)
130: 초경 블록 300, 400, 700: 접합계면재
500: 강도확보재 800: 접합소재
900, 900': 길이확보재

Claims (12)

  1. 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보용으로 구비되는 초경 소재의 길이확보재 사이에 샌드위치 구조로 구비된 접합소재를 개재하여 진공로에 삽입시키는 진공로 삽입단계;
    상기 입방정 질화 붕소(CBN)의 물성저하를 방지할 수 있도록 진공로 내의 진공 분위기에서 접합하되, 소정의 가압조건으로 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 상기 길이확보재를 접합시키는 접합단계;
    상기 접합단계 후, 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키는 냉각단계; 그리고
    상기 냉각단계를 통하여 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 템퍼링단계를 포함하여 이루어진 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합단계에서의 가압조건은 1050℃ 이하의 접합온도에서 10MPa~15MPa의 범위로 가압이 이루어지되, 가압시간이 30분 이상의 조건으로 이루어지며, 가압 후 확산층 형성을 위한 확산시간은 30분 이상의 조건으로 이루어짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각단계는 상기 진공로 내에 질소가스를 유입시켜 냉각시키되, 분당 30℃ 이상의 조건으로 냉각시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 템퍼링단계는 상기 냉각단계를 통하여 접합부가 300℃ 이하로 냉각되면, 상기 진공로에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 템퍼링단계에서 템퍼링 처리의 횟수는 잔류 오스테나이트를 최소화하고 마르텐 사이트변태가 촉진될 수 있도록 상기 접합소재에서의 강도확보재가 고속도공구강으로 적용되는 경우에 2회 이상으로 처리됨을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 진공로 삽입단계 전에 진행되는 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록, 강도확보재 및 길이확보재의 접합대상 면을 연삭 및 폴리싱 가공하는 접합부 면가공 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진공로 삽입단계는 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보용으로 구비되는 철강 소재의 길이확보재 사이에 단일의 층 구조로 구비된 접합소재를 개재하여 진공로에 삽입시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구의 제조방법.
  8. 초경 블록의 일면에 입방정 질화 붕소(CBN)가 합성된 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과,
    상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록의 하부에 접합되는 길이확보재와, 그리고
    상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 사이에 개재되어 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재 간에 적정의 접합강도를 가지며 내구성이 증대될 수 있도록 상기 입방정 질화 붕소(CBN) 블록과 길이확보재를 상호 견고하게 접합시키는 접합소재를 포함하여 이루어진 입방정 질화 붕소(CBN) 공구.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 길이확보재는 공구의 길이확보용으로 초경 소재로 구비되며, 상기 접합소재는 중앙에 강도확보재가 구비되고 상기 강도확보재의 상, 하면에 각각 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 접합계면재가 배치된 샌드위치 구조로 이루어 짐을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 강도확보재는 철강 재질로 이루어지되, 합금공구강, 고속도공구강 및 마르텐사이트계 스테인리스강 중 택일적으로 구비됨을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접합계면재는 니켈 포일과 니켈합금 포일 중, 택일적으로 구비되되, 확산층의 생성 및 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 두께가 200㎛ 이하로 구비됨을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 길이확보재가 공구의 길이확보용으로 철강 소재인 고속도공구강, 탄소공구강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 합금공구강 중에서 선택적으로 구비될 경우에 상기 접합소재는 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 구비되는 접합계면재로 제공됨을 특징으로 하는 입방정 질화 붕소(CBN) 공구.
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