KR20100095779A - 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스 - Google Patents

초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초경 블록과 철강재 사이에 브레이징 접합소재를 개재시킴으로써 초경 접합 전조 다이스의 접합부에 발생하는 열응력을 완화시켜 균열발생을 방지하면서 접합부의 적정강도를 확보가 가능하며, 공구의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있도록 한 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스에 관한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록과 공구의 몸체로 구비되는 철강재의 접합대상 면을 연삭 또는 폴리싱 가공하는 접합부 면가공 단계; 상기 초경 블록과 철강재 사이에 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 진공분위기 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기 로(爐)에 선택적으로 삽입시키는 로(爐) 삽입단계; 상기 로(爐) 내의 진공분위기 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 소정의 접합조건으로 상기 초경 블록과 철강재를 접합하는 접합단계; 그리고 상기 초경 블록과 철강재가 접합된 초경 공구재를 냉각시켜 템퍼링 처리하는 냉각 및 템퍼링 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법을 이용한 초경 접합 전조 다이스는 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록; 상기 초경 블록의 일측에 접합되어 공구의 몸체로 구비되는 철강재; 그리고 상기 초경 블록과 철강재 사이에 개재되어 상기 초경 블록과 철강재 간에 높은 접합강도를 가지며 공구의 내구성이 증대될 수 있도록 상기 초경 블록과 철강재를 견고하게 접합시키는 브레이 징접합소재를 포함하여 이루어진다.
초경, 접합, 다이스

Description

초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스{manufacturing method for cemented carbide to steel dissimilar joint rolling dies and cemented carbide to steel dissimilar joint rolling dies using the same}
본 발명은 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록과 공구의 몸체로 구비되는 철강재를 접합하되, 접합부의 열응력을 완화시켜 균열발생을 방지하며 접합부의 강도를 높일 수 있도록 한 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스에 관한 것이다.
일반적으로 절삭공구 및 전조공구 등은 내마모용 소재 및 고속, 정밀 가공용 소재로써 내마모성 및 가공성 등을 높이기 위하여 초경 재질의 공구, 즉 초경 공구의 도입이 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 초경 재질로 공구를 제조할 경우에는 제조비용이 상승한다는 문제점이 있으며, 이에 따라 초경 공구의 제조비용을 감안하여 경제적이면서도 공구의 내마모성 및 가공성 등을 증대시킬 수 있는 방안이 요구된다.
한편, 초경 재질과 같이 공구의 내마모성 및 가공성 등을 높일 수 있는 공구의 제조방법들이 다양하게 실시되고 있었으며, 이러한 공구의 제조방법 중 하나로써 상기 전조 공구 중 전조 다이스는 볼트 제조시에 사용되는 것으로 통상적으로 고속도강이나 다이스강으로 제조되고 있다.
여기서, 상기와 같은 고속도강이나 다이스강의 재질로 제조된 전조 다이스는 자동차의 안전도 향상, 내구성 확보 및 연비 향상을 위한 중량 감소 등의 목적으로 최근에는 전조대상재료를 열처리하여 경도를 높인 상태에서 전조 작업이 이루어지는 경우가 있다.
그러나, 이러한 경우에는 전조 다이스의 수명이 짧아 전조 다이스를 자주 교체해야 하고, 전조 다이스의 잦은 교체로 인한 라인의 정지가 요구되므로 연속적인 생산이 불가능하여 작업효율이 현저히 떨어진다는 문제점이 있었다.
더욱이, 전조 다이스의 잦은 교체로 인한 전조 다이스 교체비용이 증대되어 제조원가를 상승시킨다는 문제점이 있었다.
따라서, 전술한 바와 같은 차량의 안전도 향상, 내구성 확보 및 연비향상을 위한 중량감소 등의 목적으로 모재를 열처리하여 경도를 높인 상태와 같은 가혹한 환경하에서도 충분한 내구성을 가지는 전조 다이스가 요구되는 실정이다.
한편, 종래에도 전조 다이스용의 소재로 초경 재료의 적용이 요구되고 있었다.
그러나, 초경 재료는 나사산이나 날 가공이 어려우며, 초경 재료의 가격이 매우 비싸다는 문제점으로 인하여 초경 재료로 전조 다이스 등의 전조공구를 제작 하는 것은 사실상의 다이스 제조비용 및 생산원가가 매우 증가한다는 문제점이 있었다.
전술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 전조 다이스의 날에 해당하는 부분만을 초경 재료로하고 몸통부분은 철강재료로 하여 접합하면, 다이스의 수명을 향상시킴과 동시에 다이스의 제조비용 및 생산원가를 현저히 절감시킬 수 있다.
따라서, 전조 다이스의 몸통부분은 철강재료로 하고 날 부분은 초경재료로 하여 접합하는 방식을 통하여 초경 접합 전조 다이스의 제조에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한편, 종래 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 초경 재료와 철강재료의 접합시에 발생하는 열응력에 의한 균열을 방지할 수 있도록 철강재료의 표면에 다양한 형상의 홈을 가공하는 경우도 있다.
여기서, 상기와 같은 종래기술에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 철강재료의 표면에 홈을 가공하는데 있어서 가공이 매우 까다롭고 시간 및 비용이 많이 소요된다는 문제점과 더불어 생산성이 현저하게 낮아지며 대량생산이 어렵다는 문제점이 있었다.
전술한 바와 같이, 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 초경 재료와 철강재료의 접합방법이 중요하며, 특히 초경 재료와 철강재료의 접합부에 대한 접합강도의 적정강도 확보 및 접합부의 균열방지가 중요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 초경 블록과 철강재 사이에 샌드위치 구조로 이루어진 브레이징접합소재를 개재시킴으로써 초경 접합 전조 다이스의 접합부에 균열발생을 방지하면서 접합부의 적정강도를 확보가 가능하며, 초경 접합 전조 다이스의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있도록 한 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록과 공구의 몸체로 구비되는 철강재의 접합대상 면을 연삭 또는 폴리싱 가공하는 접합부 면가공 단계; 상기 초경 블록과 철강재 사이에 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 진공분위기 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기 로(爐)에 선택적으로 삽입시키는 로(爐) 삽입단계; 상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 소정의 접합조건으로 상기 초경 블록과 철강재를 접합하는 접합단계; 그리고 상기 초경 블록과 철강재가 접합된 초경 공구재를 냉각시켜 템퍼링 처리하는 냉각 및 템퍼링 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 접합단계는 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에 서의 브레이징 접합으로 이루어지되, 상기 브레이징 접합의 접합조건은 700℃이상의 접합온도조건으로 진행됨이 바람직하다.
또한, 상기 접합단계는 상기 철강재가 상기 초경블록의 두께의 2배 이상으로 구비될 경우에 상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 상기 초경 블록과 철강재 사이에 브레이징접합소재를 개재하여 700℃이상의 접합온도조건으로 접합하는 제1 접합단계와, 상기 제1 접합단계를 통하여 접합된 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 저융점 브레이징 접합소재를 개재하여 610℃이상의 접합온도조건에서 접합하는 제2 접합단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 브레이징접합소재는 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재로 상기 열응력완화재와 상기 열응력완화재의 상, 하면에 밀착되는 브레이징 소재를 포함하여 이루어지되, 상기 브레이징 소재는 은합금계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징 소재 중 선택적으로 구비되며, 상기 니켈 합금계(BNi)의 브레이징 소재로 구비될 경우에는 상기 접합단계에서의 접합온도가 950℃이상의 조건으로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법을 이용한 초경접합 전조 다이스는 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록; 상기 초경 블록의 일측에 접합되어 공구의 몸체로 구비되는 철강재; 그리고 상기 초경 블록과 철강재 사이에 개재되어 상기 초경 블록과 철강재 간에 높은 접합강도를 가지며 공구의 내구성이 증대될 수 있도록 상기 초경 블록과 철강재를 견고하게 접합시키는 브레이징접합소재를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 철강재의 일측에 접합되어 공구의 몸체 치수확보용으로 구비되는 치수확보용 철강재와, 상기 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 개재되어 상기 철강재와 치수확보용 철강재를 견고하게 접합시키는 저융점 브레이징접합소재를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 저융점 브레이징접합소재는 융점이 낮은 BAg-1 및 BAg-3 계통의 은납소재로 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 브레이징접합소재는 샌드위치 구조로 이루어지며, 구리 포일, 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되는 열응력 완화재와, 그리고 원활한 접합을 위한 상기 열응력완화재의 상, 하면에 밀착되는 브레이징소재를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상기 브레이징소재는 은합금계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징용의 포일, 분말, 페이스트(Paste) 소재 중, 택일적으로 구비됨이 바람직하다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 초경 블록과 철강재 사이에 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 접합시킴으로써 접합시에 열응력을 원활하게 완화시켜 접합부의 균열을 방지할 수 있다.
특히, 초경소재의 두께를 기준으로 철강소재의 두께를 2배이하로 하면 접합시의 구속도가 작아지는 효과에 의해 균열의 발생을 원활하게 방지할 수 있으며, 접합 중에 철강소재의 두께가 초경소재의 두께보다 작을 경우에는 가압하여 변형을 방지할 수 있다.
둘째, 초경 블록과 철강재 사이에 열응력완화재 및 브레이징소재를 포함하여 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 접합시킴으로써 접합부의 접합강도를 높일 수 있으며, 이에 따라 공구로서의 접합부 적정강도 확보가 가능하다.
셋째, 초경 블록으로 구비되는 공구의 날 부분과 철강재로 구비되는 공구의 몸체 부분에 대한 접합부의 접합강도를 높이고, 접합부의 적정강도를 확보함으로써 전조 다이스의 내마모성을 증대시키며, 아울러 공구로서의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있다.
넷째, 종래의 철강재 접합면에 요철을 형성하여 접합시키는 것과 달리, 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 접합시킴으로써 초경 접합 전조 다이스의 제조시간 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있으며, 아울러 생산성을 증대시켜 대량생산이 가능하며, 생산원가를 절감시킬 수 있다.
다섯째, 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 저융점 브레이징접합소재를 개재하여 2차적으로 접합시킴으로써 철강소재가 초경소재의 2배 이상의 두께로 요구될 경우에도 접합부의 적정강도를 확보하여 전조 다이스의 내마모성을 증대시키며, 아울러 공구로서의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제 조방법 및 그를 이용한 초경 접합 전조 다이스의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법의 흐름을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법은 접합부 면가공 단계(S110), 로(爐) 삽입 단계(S120), 브레이징접합 단계(S130), 그리고 냉각 및 템퍼링 단계(S140)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 접합부 면가공 단계(S110)는 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록(100)과 공구의 몸체로 구비되는 철강재(900)의 각각의 접합대상 면(110, 910)을 연삭 또는 폴리싱 가공하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 접합부 면가공 단계(S110) 후에는 로(爐) 삽입단계(S120)가 진행되며, 상기 로(爐) 삽입단계(S120)는 상기 초경 블록(100)과 철강재(900) 사이에 브레이징접합소재(800)를 개재하여 진공분위기 로(爐) 또는 아르곤(Ar) 가스분위기 로(爐) 내에 선택적으로 삽입시키는 단계로 이루어진다.
이때, 상기 브레이징접합소재(800)는 열응력완화재(500)와 브레이징 소재(300, 700)를 포함하여 이루어지며, 더욱이 상기 열응력완화재(500)의 상, 하면에 상기 브레이징 소재(300, 700)가 각각 밀착되는 샌드위치의 구조로 이루어짐이 바람직하다.
상기와 같이, 상기 브레이징 소재(300, 700)는 상기 열응력완화재(500)의 상, 하면에 각각 밀착되며, 이때 상기 브레이징 소재(300, 700)는 은합급계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징소재로 형성된다.
상세히, 상기 브레이징 소재(300, 700)는 분위기 브레이징이나 진공분위기용의 BAg-8,BAg-8a,BAg-13, BAg-19 및 BAg-21 등의 은납 소재나 진공분위기용인 BVAg-6b,BVAg-8,BVAg-8b,BVAg-8c,BVCu-1x 등의 은합금계(BAg)의 브레이징 소재 중 선택적으로 구비됨이 바람직하며, 니켈합금계(BNi)의 브레이징 소재로 구비될 수 있다.
또한, 상기 열응력완화재(500)는 상기 초경 블록(100)과 철강재(910)의 접합부에서 접합시 발생하는 열응력을 완화하여 접합부의 균열발생을 방지할 수 있도록 구리 포일, 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 구비된다.
전술한 바와 같이, 상기 브레이징접합소재(800)는 상기 열응력완화재(500)의 상, 하면에 상기 브레이징 소재(300, 700)가 밀착되는 샌드위치 구조로 이루어지며, 이에 따라 상기 초경 블록(100)과 철강재(900)의 사이에 개재되어 상기 초경 블록(100)과 철강재(900)가 적정의 접합강도를 갖도록 상호 접합시킬 수 있다.
한편, 상기 로(爐) 삽입단계(S120) 후에는 브레이징 접합단계(S130)가 진행되며, 상기 브레이징 접합단계(S130)는 상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar)가스 분위기에서 소정의 접합조건으로 상기 초경 블록(100)과 철강재(900)를 접합하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 브레이징 접합단계(S130)는 진공분위기나 질소 및 아르곤(Ar) 가스 분위기 중에서 택일된 분위기에서의 브레이징 접합으로 이루어지되, 상기 브 레이징 접합에서의 접합조건은 700℃이상의 접합온도조건으로 이루어짐이 바람직하다.
상기와 같이, 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 브레이징 접합을 하게 되면, 접합시 발생하는 철강재료의 산화를 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 브레이징접합소재(800)의 브레이징 소재(300, 700)는 은합급계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징용의 포일, 분말, 페이스트(Paste) 형태의 소재 중 택일적으로 구비된다.
여기서, 상기 브레이징 소재(300, 700)가 니켈 합금계(BNi)의 브레이징 소재로 구비될 경우에 상기 브레이징 접합단계(S130)에서의 접합온도가 950℃이상의 조건으로 이루어지며, 은합금계(BAg)의 브레이징 소재인 경우에는 610℃이상의 조건으로 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같은 상기 브레이징 접합단계(S130)는 상기 철강재(900)가 상기 초경블록(100)의 두께의 2배 이하로만 요구될 경우에 적용되는 단계이며, 상기 철강재(900)가 상기 초경블록(100)의 두께의 2배 이상으로 구비될 경우에는 제1 접합단계와 제2 접합단계로 이루어짐이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 접합단계는 상기 철강재(900)가 상기 초경블록(100)의 두께의 2배 이상으로 구비될 경우에 상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤 가스 분위기에서 상기 초경블록(100)과 철강재(900) 사이에 브레이징접합소재(800)를 개재하여 700℃이상의 접합온도조건으로 접합하는 단계로 이루어진다.
또한, 상기 제2 접합단계는 상기 제1 접합단계를 통하여 접합된 철강재(900) 와 치수확보용 철강재(900') 사이에 저융점 브레이징접합소재(950)를 개재하여 610℃이상의 접합온도조건에서 접합하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
더욱이, 상기 저융점 브레이징접합소재(950)는 상기 제1 접합단계에서의 브레이징접합소재(800)와 상대적으로 융점이 낮은 BAb-1 및 BAb-3 등의 소재로 이루어짐이 바람직하다.
따라서, 상기 철강재(900)와 치수확보용 철강재(900')의 철강소재 간의 접합이 원활하게 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 저융점 브레이징접합소재를 개재하여 2차적으로 접합시킴으로써 철강소재가 초경소재의 2배 이상의 두께로 요구될 경우에도 접합부의 적정강도를 확보하여 전조 다이스의 내마모성을 증대시키며, 아울러 공구로서의 내구성을 현저히 증대시킬 수 있다.
또한, 초경소재의 두께를 기준으로 철강소재의 두께를 2배 이하로 요구되는 경우에는 전술한 바와 같은 상기 브레이징 접합단계(S130)가 상기 제1 접합단계만으로 이루어짐이 바람직하다.
더욱이, 상기와 같이 초경소재의 두께를 기준으로 철강소재의 두께를 2배 이하로 요구되는 경우에는 접합시의 구속도가 작아지는 효과에 의해 균열의 발생을 원활하게 방지할 수 있다.
아울러, 접합 중에 철강소재의 두께가 초경소재의 두께보다 작을 경우에는 가압하여 변형을 방지할 수 있다.
한편, 상기 브레이징 접합단계(S130) 후에 진행되는 상기 냉각 및 템퍼링 단 계(S140)는 냉각단계와 템퍼링단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 냉각단계는 접합이 종료된 후 서서히 냉각시키는 것이 균열 방지 측면에서 유리하므로 서냉시키는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 템퍼링단계는 상기 냉각단계를 통하여 접합부가 300℃이하로 냉각되면 로(爐)에서 꺼내어 공랭 및 템퍼링 처리하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상기 냉각 및 템퍼링 단계(S140) 후에 연삭 및 나사산 가공단계(S150)가 더 진행될 수 있다.
이때, 상기 연삭 및 나사산 가공단계(S150)는 상기와 같은 단계들(S110~S140)을 통하여 접합부가 얻어진 전조 다이스의 외면을 표면 처리하는 연삭 단계와, 상기와 같은 단계들(S110~S140)을 통하여 접합부가 얻어진 전조 다이스의 초경 면에 다이아몬드의 크래셔를 사용하여 소정의 치수 및 형상의 나사산이나 날 가공 단계를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
이와 같은 상기 연삭 및 나사산 가공단계(S150)를 통하여 전조 다이스의 제조가 완료될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법에 따르면, 초경 블록(100)과 철강재(900) 사이에 샌드위치 구조의 브레이징 접합소재(800)를 개재하여 접합시킴으로써 접합시에 발생하는 열응력을 원활하게 완화시킬 수 있으며, 이에 따라 접합부의 균열을 방지할 수 있다.
더욱이, 접합부의 균열을 방지할 수 있으므로 접합부의 접합강도를 높일 수 있으며, 그러므로 접합부는 공구로서의 적정강도가 확보되어 내구성이 현저히 증대될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법을 이용한 초경 접합 전조 다이스는 초경 블록(100), 철강재(900), 그리고 브레이징접합소재(800)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 초경 블록(100)은 공구의 날, 즉 전조 다이스의 날 부분이 가공될 두께로 제공됨이 바람직하다.
또한, 상기 철강재(900)는 상기 초경 블록(100)의 일측에 접합되어 공구의 몸체로 구비될 수 있도록 소정의 두께를 가지고 제공되며, 이때 상기 철강재(900)의 두께가 상기 초경 블록(100)의 2배 이상으로 요구될 경우에는 상기 철강재(900)의 일측에 접합되는 치수확보용 철강재(900')가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 치수확보용 철강재(900')는 상기 철강재(900)와의 사이에 저융점 브레이징접합소재(950)가 개재되어 상호 견고하게 접합됨이 바람직하다.
이때, 상기 저융점 브레이징접합소재(950)는 BAg-1 및 BAg-3 계통의 은납소재로 구비됨이 바람직하다.
물론, 상기 철강재(900)가 상기 초경블록(100)의 2배 이하의 두께로 요구될 경우에는 상기 치수확보용 철강재(900') 없이 상기 철강재(900)만 적용되어 초경 접합 전조 다이스가 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상기 브레이징접합소재(800)는 상기 초경블록(100)과 철강재(900) 사이에 개재되어 상기 초경 블록(100)과 철강재(900) 간에 높은 접합강도를 가지며 공구의 내구성이 증대될 수 있도록 상기 초경 블록(100)과 철강재(900)를 견고히 접합시킨다.
이때, 상기 브레이징접합소재(800)는 샌드위치의 구조로 이루어지며, 열응력완화재(500)와 브레이징 소재(300, 700)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 열응력완화재(500)는 구리 포일, 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 제공됨이 바람직하며, 상기 브레이징 소재(300, 700)는 분위기 및 진공용의 은합금계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징용의 포일, 분말, 페이스트(Paste) 형태의 소재 중 택일적으로 제공됨이 바람직하다.
상세히, 상기 브레이징 소재(300, 700)는 분위기 브레이징이나 진공분위기용의 BAg-8,BAg-8a,BAg-13, BAg-19 및 BAg-21 등의 은납 소재나 진공분위기용인 BVAg-6b,BVAg-8,BVAg-8b,BVAg-8c,BVCu-1x 등의 은합금계(BAg)의 브레이징 소재 중 선택적으로 구비됨이 바람직하며, 니켈합금계(BNi)의 브레이징 소재로 구비될 수 있다.
전술한 바와 같은 상기 초경블록(100)과 철강재(900), 그리고 치수확보용 철강재(900')의 사이사이에 접합부가 형성된 후, 전조 다이스의 제조가 완료될 수 있도록 상기 초경 블록(100)의 일면에 다이아몬드의 크래셔를 사용하여 소정의 치수 및 형상을 가지는 나사산 또는 날이 형성됨이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스는 상기 열응력완화재(500)가 구리 포일, 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 선택적으로 제공됨에 따라 상기 초경 블록(100)과 철강재(900)의 접합부에서 접합시 발생하는 열응력을 완화 하여 접합부의 균열발생을 방지할 수 있다.
더욱이, 종래의 철강재 접합 면에 요철을 형성하여 접합시키는 것과 달리, 브레이징접합소재(800)를 개재하여 접합시킴으로써 초경 접합 전조 다이스의 제조시간 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있다.
이에 따라, 생산성을 증대시킬 수 있고 대량생산이 가능하며, 생산원가를 절감시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 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 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법의 흐름을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 초경 접합 전조 다이스의 제조방법에서 접합용 소재들의 배치를 나타낸 단면도.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 초경 블록 110, 910: 접합대상 면
300, 700: 브레이징소재 500: 열응력완화재
800: 브레이징접합소재 900: 철강재
900': 치수확보용 철강재 950: 저융점 브레이징접합소재

Claims (9)

  1. 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록과 공구의 몸체로 구비되는 철강재의 접합대상 면을 연삭 또는 폴리싱 가공하는 접합부 면가공 단계;
    상기 초경 블록과 철강재 사이에 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재를 개재하여 진공분위기 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기 로(爐)에 선택적으로 삽입시키는 로(爐) 삽입단계;
    상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 소정의 접합조건으로 상기 초경 블록과 철강재를 접합하는 접합단계; 그리고
    상기 초경 블록과 철강재가 접합된 초경 공구재를 냉각시켜 템퍼링 처리하는 냉각 및 템퍼링 단계를 포함하여 이루어진 초경 접합 전조 다이스의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합단계는 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서의 브레이징 접합으로 이루어지되,
    상기 브레이징 접합의 접합조건은 700℃이상의 접합온도조건으로 진행됨을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접합단계는 상기 철강재가 상기 초경블록의 두께의 2배 이상으로 구비 될 경우에 상기 로(爐) 내의 진공분위기나 질소 또는 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 상기 초경 블록과 철강재 사이에 브레이징접합소재를 개재하여 700℃이상의 접합온도조건으로 접합하는 제1 접합단계와,
    상기 제1 접합단계를 통하여 접합된 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 저융점 브레이징 접합소재를 개재하여 610℃이상의 접합온도조건에서 접합하는 제2 접합단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스의 제조방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 브레이징접합소재는 샌드위치 구조의 열응력완화재 및 브레이징소재로 이루어지는 브레이징접합소재로 상기 열응력완화재와 상기 열응력완화재의 상, 하면에 밀착되는 브레이징 소재를 포함하여 이루어지되,
    상기 브레이징 소재는 은합금계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징 소재 중 선택적으로 구비되며, 상기 니켈 합금계(BNi)의 브레이징 소재로 구비될 경우에는 상기 접합단계에서의 접합온도가 950℃이상의 조건으로 이루어짐을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스의 제조방법.
  5. 공구의 날이 가공될 두께를 가지는 초경 블록;
    상기 초경 블록의 일측에 접합되어 공구의 몸체로 구비되는 철강재; 그리고
    상기 초경 블록과 철강재 사이에 개재되어 상기 초경 블록과 철강재 간에 높 은 접합강도를 가지며 공구의 내구성이 증대될 수 있도록 상기 초경 블록과 철강재를 견고하게 접합시키는 브레이징접합소재를 포함하여 이루어진 초경 접합 전조 다이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 철강재의 일측에 접합되어 공구의 몸체 치수확보용으로 구비되는 치수확보용 철강재와,
    상기 철강재와 치수확보용 철강재 사이에 개재되어 상기 철강재와 치수확보용 철강재를 견고하게 접합시키는 저융점 브레이징접합소재를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저융점 브레이징접합소재는 융점이 낮은 BAg-1 및 BAg-3 계통의 은납소재로 구비됨을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 브레이징접합소재는 샌드위치 구조로 이루어지며, 구리 포일, 니켈 포일 및 니켈합금 포일 중 택일적으로 구비되는 열응력 완화재와, 그리고 원활한 접합을 위한 상기 열응력완화재의 상, 하면에 밀착되는 브레이징소재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 브레이징소재는 은합금계(BAg) 및 니켈합금계(BNi)의 브레이징용의 포일, 분말, 페이스트(Paste) 소재 중, 택일적으로 구비됨을 특징으로 하는 초경 접합 전조 다이스.
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