KR20120076024A

KR20120076024A - Scriber cutter wheel and method for manufacturing the same

Info

Publication number: KR20120076024A
Application number: KR1020100137986A
Authority: KR
Inventors: 채기웅
Original assignee: 프리시젼다이아몬드 주식회사
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-09
Also published as: KR101243686B1

Abstract

PURPOSE: A scriber cutter wheel and a method for manufacturing the same are provided to improve a property of a flexible CVD(Chemical Vapor Deposition) diamond because a ceramic and puberty materials are firmly adhered to both sides of a CVD diamond. CONSTITUTION: A scriber cutter wheel comprises a disk, a first substrate(12), a circular CVD diamond layer(20), a circular second substrate(14), and a welding alloy. The circular first substrate comprises puberty materials and a ceramic. The circular CVD diamond layer is comprised in one side surface of the substrate. The circular second substrate is comprised in the other side surface of the substrate. The circular second substrate comprises the puberty materials and the ceramic. The fist substrate is a sintered body including one or more among WC-Co, siC, Si 3N 4, AlN(Aluminum-Nitride), and c- BN(Cubic Boronitride). The welding alloy is comprised in between the CVD diamond layer and second substrate.

Description

SCREBER CUTTER WHEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 스크라이버 절삭휠 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다이아몬드가 포함된 스크라이버 절삭 휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scriber cutting wheel and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a scriber cutting wheel including diamond and a method of manufacturing the same.

LCD, LED, 그리고 PDP 등의 디스플레이 산업에 이용되는 다양한 기판소재 예컨대 유리 또는 사파이어 단결정 기판은 대면적으로 제조되고, 최종적으로 다양한 크기로 절단된다. 이때 기판을 다양한 크기와 모양으로 절단할 수 있도록 흠(scriber line)을 내는데 사용되는 필수적인 절단공구가 스크라이버 공구이다. Various substrate materials such as glass or sapphire single crystal substrates used in the display industry such as LCD, LED, and PDP are manufactured in large areas and finally cut into various sizes. The scriber tool is an essential cutting tool used to cut out the scriber line so that the substrate can be cut into various sizes and shapes.

스크라이버 공구에서 핵심적인 부분은 실제적으로 기판에 절단을 위한 흠을 생성시켜 주는 절삭휠(scriber cutter wheel)인데, 최근에 산업적으로 폭 넓게 이용되는 생산성이 우수한 스크라이버 절삭휠은 중심에 원형의 홀이 형성되어 있는 원형의 공구이다. 공구의 두께는 0.5 ~ 1mm (통상 0.65mm)로 매우 얇으며, 전체 직경도 2 ~ 3mm 미만으로 흠을 내어주는 작용은 중심의 원형 홀에 막대가 끼워지고 일정한 방향으로 굴러가면서 막대를 통해 힘을 전달하여 기판 등에 흠을 생성시킨다.The key part of the scriber tool is the scriber cutter wheel, which actually creates a flaw for cutting on the substrate. In recent years, the highly productive scriber cutting wheel, which is widely used industrially, has a circular hole in the center. This is a circular tool formed. The thickness of the tool is very thin, 0.5 ~ 1mm (normally 0.65mm), and the flaw is less than 2 ~ 3mm in overall diameter, so the action of inserting the rod into the central circular hole and rolling it in a certain direction, Transfer to create a defect in the substrate or the like.

스크라이버 절삭휠 형상은 원형으로 매우 단순해 보이지만, 흠을 내는 절삭날부의 중심은 매우 얇은 두께로 각도를 유지하며 가공되어야 한다. 이러한 매우 작은 원형에 좁은 폭의 절삭날부를 가공하는 것은 기술적으로 어려운 문제이며, 지금까지 일반적으로 사용되는 스크라이버 절삭휠 재료는 초경재료(WC-Co)였다. 그러나 초경재료는 기계적 물성이 우수하지 못해 수명이 짧기 때문에, 최근에는 소결 다이아몬드(PCD; poly crystalline diamond) 소재를 이용한 스크라이버 절삭 휠이 산업현장에 적용되고 있다. 즉, 소결 다이아몬드는 입자크기가 1 um 이내의 미립의 다이아몬드 입자를 코발트(Co)와 같은 금속의 결합재에 혼합하여 소결한 것으로, 기존의 초경재료와 비교하여 다이아몬드 입자로 인해 수명의 향상은 가능하였으나 여전히 금속성분등이 포함되어 있어 다이아몬드의 물성을 100% 구현하지 못하는 것이 현실이다. The scriber cutting wheel shape looks very simple in a circular shape, but the center of the damaging cutting edge must be machined at an angle of very thin thickness. Machining narrow cutting edges in such very small circles is a technically difficult problem, and the scriber cutting wheel material generally used has been cemented carbide (WC-Co). However, cemented carbide materials have short mechanical life due to their poor mechanical properties. Recently, scriber cutting wheels using crystalline diamond (PCD) materials have been applied to industrial sites. In other words, the sintered diamond is a sintered diamond particles with a particle size of less than 1 um mixed with a binder of a metal such as cobalt (Co), it is possible to improve the life due to the diamond particles compared to the conventional cemented carbide material It is a reality that the material properties of the diamond can not be implemented 100% because it still contains metal.

연속적이며 지속적인 작업을 통한 생산성의 향상을 위해서는 스크라이버 절삭 휠의 수명이 향상되어야 하고, 이를 위해서는 100%의 다이아몬드 물성을 보이는 스크라이버 절삭 휠이 구현될 필요가 있다. 아울러, 100% 다이아몬드로 이루어진 경우 가지는 취성 특성을 해결하면서 절삭 휠로 가공이 가능한 새로운 형태의 제조방법이 제안되어야 한다.In order to improve productivity through continuous and continuous work, the life of the scriber cutting wheel needs to be improved, and for this, a scriber cutting wheel with 100% diamond properties needs to be implemented. In addition, a case of 100% diamond has to be proposed a new type of manufacturing method that can be processed with a cutting wheel while solving the brittle characteristics.

본 발명은 천연 다이아몬드와 동일한 기계적 물성을 보이는 기상화학합성(CVD) 다이아몬드 막을 스크라이버 절삭휠에 적용하고자 한 것으로 증착된 CVD 다이아몬드 막의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 기계적 충격에 강한 소재를 동시에 사용함으로써 다이아몬드만을 사용할 때 나타나는 취성 특성을 극복하고, 절삭날부에는 순수한 다이아몬드만을 적용하여 스크라이버 절삭휠의 수명 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 것을 목적으로 한다.The present invention intends to apply a CVD diamond film exhibiting the same mechanical properties as natural diamond to a scriber cutting wheel, by simultaneously using a material resistant to mechanical impact on one or both surfaces of the deposited CVD diamond film. The object of the present invention is to overcome brittleness in use, and to apply only pure diamond to the cutting edge to greatly improve the service life and reliability of the scriber cutting wheel.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르는 스크라이버 절삭휠은, 초경재료 또는 세라믹을 포함하는 원형의 제 1 기판; 및 상기 기판의 일측면에 구비되는 원형의 CVD 다이아몬드 막을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the scriber cutting wheel according to the present invention, a circular first substrate containing a cemented carbide material or ceramic; And a circular CVD diamond film provided on one side of the substrate.

나아가 상기 기판의 타측면에 구비되며, 초경재료 또는 세라믹을 포함하는 원형의 제 2 기판을 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 제 1 기판은 WC-Co, SiC, Si₃N₄,AlN(질화 알루미늄), c-BN(cubic boronitride) 중 하나 이상을 포함하는 소결체일 수 있다.Furthermore, it is preferable to further include a circular second substrate which is provided on the other side of the substrate and includes a cemented carbide material or ceramic, wherein the first substrate is WC-Co, SiC, Si ₃ N ₄ , AlN (aluminum nitride). ), and a sintered compact including at least one of c-BN (cubic boronitride).

그리고 상기 CVD 다이아몬드 막과 상기 제 2 기판 사이에 구비되는 용접용 합금을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a welding alloy provided between the CVD diamond film and the second substrate.

또한 상기 CVD 다이아몬드 막은 양측 방향으로 경사지며 뾰족한 형상이고, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 일측 방향으로 경사진 형상인 것이 바람직하다.In addition, the CVD diamond film is inclined in both directions and has a pointed shape, the first substrate and the second substrate is preferably inclined in one direction.

한편, 본 발명에 따르는 스크라이버 절삭휠의 제조방법은, 초경재료 또는 세라믹을 포함하는 제 1 기판을 전처리하는 단계; 상기 제 1 기판을 열필라멘트 기상화학증착장치에 장입하여 상기 제 1 기판 상부에 다이아몬드 막을 증착하여 CVD 다이아몬드 막을 형성하는 단계; 상기 다이아몬드 막의 상부에 제 2 기판을 압착 진공 용접하는 단계; 상기 제 1 기판, CVD 다이아몬드 막 및 제 2 기판을 레이저로 가공하여 절단하는 단계; 및 상기 제 1 기판, CVD 다이아몬드 막 및 제 2 기판의 측면을 다이이몬드 연삭휠로 가공하여 절삭날부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the manufacturing method of the scriber cutting wheel according to the present invention comprises the steps of pre-treating a first substrate comprising a cemented carbide material or ceramic; Charging the first substrate into a hot filament vapor deposition apparatus to deposit a diamond film on the first substrate to form a CVD diamond film; Pressing vacuum welding a second substrate on top of the diamond film; Laser cutting the first substrate, the CVD diamond film, and the second substrate; And processing the side surfaces of the first substrate, the CVD diamond film, and the second substrate with a diamond grinding wheel to form a cutting edge portion.

나아가 상기 제 1 기판을 전처리하는 단계는: 상기 제 1 기판을 직경 1 ㎛ 미만의 다이아몬드 입자가 혼합된 아세톤 용액에 넣어 30분간 초음파 처리하는 단계; 및 상기 제 1 기판을 순수한 아세톤 용액에 넣어 초음파 처리하여 상기 제 1 기판의 표면에 잔존하는 다이아몬드 분말을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Further, the pretreatment of the first substrate may include: sonicating the first substrate in an acetone solution in which diamond particles having a diameter of less than 1 μm are mixed for 30 minutes; And ultrasonically inserting the first substrate into a pure acetone solution to remove diamond powder remaining on the surface of the first substrate.

그리고 상기 제 1 기판 상부에 다이아몬드 막을 증착하는 단계에서, 상기 열 필라멘트 기상화학 증착장치 내의 필라멘트 온도는 2200℃이고, 상기 제 1 기판의 온도는 900℃로 유지하며, 3%의 메탄을 함유한 수소혼합가스를 통과시켜 60 torr의 압력 하에서 100시간 동안 다이아몬드 코팅을 실시하는 것을 특징으로 한다.And in the step of depositing a diamond film on the first substrate, the filament temperature in the thermal filament vapor chemical vapor deposition apparatus is 2200 ℃, the temperature of the first substrate is maintained at 900 ℃, hydrogen containing 3% methane It is characterized by performing a diamond coating for 100 hours under a pressure of 60 torr by passing the mixed gas.

아울러 제 2 기판을 압착 진공 용접하는 단계는: 상기 CVD 다이아몬드 막 상부에 제 2 기판을 용접용액을 이용하여 접합하는 단계; 200ㅀC의 온도로 유지되는 건조기에서 상기 CVD 다이아몬드 막 및 상기 제 2 기판을 건조시켜, 상기 CVD 다이아몬드 막과 상기 제 2 기판을 고정시키는 단계; 및 진공이 유지되는 진공 용접기에서 800ㅀC의 온도에서 압착 진공용접을 실시하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, pressing and vacuum welding the second substrate may include: bonding the second substrate on the CVD diamond film using a welding solution; Fixing the CVD diamond film and the second substrate by drying the CVD diamond film and the second substrate in a dryer maintained at a temperature of 200 ° C .; And it is preferable to include a step of performing a compression vacuum welding at a temperature of 800 ° C. in a vacuum welding machine is maintained.

또한 상기 다이아몬드 층을 증착하는 단계는, 상기 제 1 기판의 온도를 800ㅀC로 유지하며 CH₄및 N₂가스의 유량비를 0.1로 하여 혼합가스를 투입하여, 상기 제 1 기판 상부에서 합성되는 다이아몬드 입자가 약 50 nm의 크기를 가지는 것이 바람직하다.In the depositing of the diamond layer, a diamond is synthesized on the first substrate by maintaining a temperature of the first substrate at 800 ° C. and injecting a mixed gas at a flow rate ratio of CH ₄ and N ₂ to 0.1. It is preferred that the particles have a size of about 50 nm.

이와 같이 상기 발명의 목적은 초경재료 (WC-Co) 또는 세라믹(SiC, Si₃N₄등) 기판과, 상기 기판의 일측 면에 강한 밀착력을 유지하며 기상화학합성법으로 증착된 다이아몬드 (CVD 다이아몬드)막과, 상기 증착된 다이아몬드 막의 타측 면에 동일 소재의 기판으로 용접함으로써 CVD 다이아몬드 막이 중심에 위치하는 3중 구조의 소재를 스크라이버 절삭휠의 기본 소재로 사용함으로써 달성된다.As such, an object of the present invention is to provide a cemented carbide material (WC-Co) or ceramic (SiC, Si ₃ N _4, etc.) substrate and diamond deposited by vapor phase chemical synthesis while maintaining strong adhesion to one side of the substrate. By welding the film and the other side of the deposited diamond film with a substrate of the same material, it is achieved by using a triple structure material in which the CVD diamond film is located at the center as the basic material of the scriber cutting wheel.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, CVD 다이아몬드의 양쪽 면에 세라믹 또는 초경재료가 우수한 밀착력을 유지하며 구비되어, 취성의 CVD 다이아몬드의 물성을 대폭 개선하여, 가공 중 혹은 기판에 흠을 만들기 위한 스크라이버 절삭휠로서 사용 중에 기계적 물성을 유지시키는 효과로 수명 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 스크라이버 절삭휠 및 그 제조방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, a ceramic or cemented carbide material is provided on both sides of the CVD diamond while maintaining excellent adhesion, thereby greatly improving the physical properties of the brittle CVD diamond, thereby making it possible to scratch the substrate during processing or on the substrate. Provided are a scriber cutting wheel and a method for manufacturing the same, which greatly improve the service life and reliability due to the effect of maintaining mechanical properties during use as a driver cutting wheel.

또한, 종래와 달리 절삭날부가 100% 다이아몬드 물성을 보이게 되어 흠 생성시 기판에 오염물질을 남기지 않으며 증착되는 다이아몬드 입자가 수 nm에서 수백 um 까지 제어가 가능하여 다양한 물성의 절삭휠을 제공하게 된다.In addition, unlike the related art, the cutting edge shows 100% diamond properties, and thus, without generating contaminants on the substrate when generating a defect, the deposited diamond particles can be controlled from several nm to several hundred um to provide cutting wheels of various physical properties.

도 1은 본 발명에 따른 스크라이버 절삭휠을 도시한 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 스크라이버 절삭휠을 도시한 단면도; 그리고,
도 3은 본 발명에 따른 스크라이버 절삭휠의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 is a perspective view of a scriber cutting wheel according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a scriber cutting wheel according to the present invention; And,
3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a scriber cutting wheel according to the present invention.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 스크라이버 절삭휠은 유리나 세라믹 등의 기판에 흠을 내는 공구로서 도 1에 도시된 바와 같이 대락 원판 형태로 구비되며, 중심부에는 원형의 홀(50)이 상하를 관통하여 형성되고, 이 원판 형상 외부로 소정의 각도를 유지하면서 뾰족하게 돌출된 절삭날부(25, 12a, 14a)를 포함한다. The scriber cutting wheel according to the present invention is a tool that scratches a substrate such as glass or ceramic, and is provided in the form of a large disc as shown in FIG. 1, and a circular hole 50 is formed in the center of the penetrating member. It includes cutting edge portions 25, 12a, 14a that protrude sharply while maintaining a predetermined angle out of the disk shape.

전체 절삭휠의 구성은 도 2의 단면도에 도시된 바와 같이 절삭날부(25)에 해당되며 스크라이버 절삭휠의 중심에 구비되는 CVD 다이아몬드(20)와, 이 CVD 다이아몬드(20)의 양측 면에 접착되어 구비되며 초경재료 또는 세라믹 재료를 포함하는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)을 포함한다.The construction of the entire cutting wheel corresponds to the cutting edge 25 as shown in the cross-sectional view of FIG. 2 and adheres to both sides of the CVD diamond 20 and the CVD diamond 20 provided at the center of the scriber cutting wheel. And first and second substrates 12 and 14 including a cemented carbide material or a ceramic material.

본 발명은 중심부가 CVD 다이아몬드(20)로 구성되어 다이아몬드의 우수한 물성을 100% 구현함과 동시에, 이 CVD 다이아몬드(20)의 양측 면에 기계적 물성이 우수한 초경재료 또는 세라믹 재료(12, 14)를 구비함으로써, 100% 다이아몬드의 단점인 취성 특성을 방지하면서 동시에 절삭날부(20)는 다이아몬드의 우수한 물성을 가진다는 점이다. In the present invention, the center is composed of CVD diamond 20 to realize 100% of the excellent physical properties of the diamond, and at the same time both sides of the CVD diamond 20, the cemented carbide material or ceramic material (12, 14) with excellent mechanical properties The cutting edge 20 has excellent physical properties of diamond while preventing brittleness, which is a disadvantage of 100% diamond.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 스크라이버 절삭휠을 제조하는 방법에 대하여 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 설명하면 다음과 같다. With this configuration, a method for manufacturing a scriber cutting wheel according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3E.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 치밀화된 조직의 순수한 Si₃N₄세라믹을 포함하는 제 1 기판(12)을 직경 60mm x 두께 1 mm로 가공한다. 가공된 기판(12)을 직경 1 ㎛ 미만의 다이아몬드 입자가 혼합된 아세톤 용액에 넣어 30분간 초음파 처리한다. 이 공정은 '전처리 공정'으로서, 이후 제 1 기판(12)에 다이아몬드 막(20)이 증착될 때 핵 생성 밀도를 증가시키고 밀착력을 높이는 효과를 제공하는 공정이다. 이어서 초음파 처리된 제 1 기판(12)을 순수한 아세톤 용액에 넣어 5분간씩 2회에 걸쳐 초음파 처리하여 제 1 기판(12)의 표면에 잔존하는 다이아몬드 분말을 완전히 제거한다. 이 때 상기 제 1 기판(12)은 WC-Co, SiC, Si₃N₄,　AlN(질화 알루미늄), c-BN(cubic boronitride) 중 하나 이상을 포함하는 소결체인 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3A, a first substrate 12 including pure Si ₃ N ₄ ceramic having a densified structure is processed to a diameter of 60 mm by a thickness of 1 mm. The processed substrate 12 is placed in an acetone solution in which diamond particles having a diameter of less than 1 μm are mixed and sonicated for 30 minutes. This process is a 'pretreatment process', which provides an effect of increasing nucleation density and enhancing adhesion when the diamond film 20 is subsequently deposited on the first substrate 12. Subsequently, the ultrasonicated first substrate 12 is placed in a pure acetone solution and sonicated twice every 5 minutes to completely remove the diamond powder remaining on the surface of the first substrate 12. In this case, the first substrate 12 is preferably a sintered body including at least one of WC-Co, SiC, Si ₃ N ₄ , AlN (aluminum nitride), and c-BN (cubic boronitride).

이와 같이 준비된 제 1 기판(12)을 열 필라멘트 기상화학 증착장치(HF-CVD; 미도시)에 장입하여 도 3b에 도시된 바와 같이 다이아몬드 막(20)을 증착한다. 이때, 열 필라멘트 기상화학 증착장치 내의 필라멘트 온도는 2200℃이고, 제 1 기판(12)의 온도는 900℃로 유지하며, 3%의 메탄을 함유한 수소혼합가스를 통과시켜 60 torr의 압력 하에서 100시간 동안 다이아몬드 코팅을 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같은 공정에 의해 얻어진 CVD 다이아몬드 코팅 막(20)의 두께는 약 150 ㎛가 될 수 있고, 이 때 제 1 기판(12) 상부에서 합성되는 다이아몬드 입자가의 직경은 약 2 nm 이상 200 nm 이 될 수 있다.The first substrate 12 prepared as described above is charged to a thermal filament vapor deposition apparatus (HF-CVD) (not shown) to deposit the diamond film 20 as shown in FIG. 3B. At this time, the filament temperature in the thermal filament vapor chemical vapor deposition apparatus is 2200 ℃, the temperature of the first substrate 12 is maintained at 900 ℃, passed through a hydrogen mixed gas containing 3% of methane 100 under a pressure of 60 torr It is preferable to carry out diamond coating for a time. The thickness of the CVD diamond coating film 20 obtained by such a process may be about 150 μm, and the diameter of the diamond particles synthesized on the first substrate 12 may be about 2 nm or more and 200 nm. Can be.

이어서 다이아몬드 막(20)이 증착된 후 냉각 중에 잔류할 수 있는 탄소 등의 불순물을 제거하기 위해 산 또는 알카리 수용액에서 제 1 기판(12)을 약 10분간 초음파 처리하고, 이후 제 1 기판(12)을 세척한다.Subsequently, after the diamond film 20 is deposited, the first substrate 12 is sonicated for about 10 minutes in an acid or alkaline aqueous solution to remove impurities such as carbon that may remain during cooling, and then the first substrate 12 Wash.

그리고 제 1 기판(10; 도 3a 참조)과 동일한 크기(60 mm x 1 mm)이며 Si₃N₄와 같은 물질을 포함하는 제 2 기판(14)을 도 3c에 도시된 바와 같이 다이아몬드 막(20)의 상면에 금속의 용접용액(30)을 이용하여 접합시킨 후 200ㅀC의 온도로 유지되는 건조기에서 약 20분간 건조시켜 다이아몬드 막(20)과 제 2 기판(14; Si₃N₄)을 고정시킨다. 이 용접용액이 건조되면 진공이 유지되는 진공 용접기에서 800ㅀC의 온도에서 5분간 압착 진공용접을 실시한다.And a second substrate 14 of the same size (60 mm x 1 mm) as the first substrate 10 (see FIG. 3A) and comprising a material such as Si ₃ N ₄ , as shown in FIG. 3C. The diamond film 20 and the second substrate 14 (Si ₃ N ₄ ) were bonded to each other by using a metal welding solution 30 on the upper surface thereof) and dried in a drier maintained at a temperature of 200 ° C. for about 20 minutes. Fix it. When the welding solution is dried, press welding is performed for 5 minutes at a temperature of 800 ° C in a vacuum welding machine maintained in a vacuum.

그 다음, 도 3d에 도시된 바와 같이 레이저를 이용하여 내경 0.8 mm 그리고 외경 2.5mm의 원형으로 절단하고 휠의 절삭날부(25, 12a, 14a; 도 3e 참조)를 형성하기 위해 다이아몬드 연삭휠(미도시)을 이용하여 일정 각도를 유지하면서 연삭 공정을 진행하여 일측 방향으로 경사지며 기판(12, 14)과 같은 재료인 절삭날부(12a, 14a) 및 양측 방향으로 경사지며 뾰족한 형상이며 CVD 다이아몬드(20)와 같은 재료인 절삭날부(25)를 포함하는 스크라이버 절삭휠을 완성한다.Then, using a laser as shown in Fig. 3d, a diamond grinding wheel (not shown) is cut in a circular shape with an inner diameter of 0.8 mm and an outer diameter of 2.5 mm and to form the cutting edge portions 25, 12a, 14a (see Fig. 3e) of the wheel. Grinding process while maintaining a constant angle using the slant), inclined in one direction, cutting edge portions 12a and 14a, which are the same materials as the substrates 12 and 14, and inclined in both directions, and having a sharp shape and CVD diamond (20). The scriber cutting wheel including the cutting edge portion 25 which is a material such as) is completed.

한편, 기상화학증착법으로 다이아몬드 막을 제조할 때 합성되는 조건을 변화시키면 증착 다이아몬드 입자의 크기를 제어할 수 있다. 예컨대 도 3b에 도시된 공정에서 다이아몬드 층(20) 증착시 기판의 온도를 800ㅀC로 유지하며 CH₄및 N₂가스의 유량비를 0.1로 하여 혼합가스를 투입하는 경우 합성되는 다이아몬드 입자가 약 50 nm의 크기를 가지는 나노 다이아몬드 막(20)이 합성된다. 따라서, CVD 다이아몬드 막을 나노 다이아몬드 막으로 합성하여 스크라이버 절삭휠로 적용할 수 있다. 나노 다이아몬드막은 기존의 마이크론 크기의 다이아몬드 막과 비교하여 매우 미세한 입자로 이루어져 있어 더욱 정밀한 절삭휠의 절삭날부 형성이 가능하고 마모 시에도 나노입자로 탈락이 이루어져 수명 향상에 유리한다. 또한 우수한 인성(toughness)을 가지고 있어, 가공에 유리한 장점이 있다.On the other hand, the size of the deposited diamond particles can be controlled by changing the conditions synthesized when the diamond film is produced by vapor phase chemical vapor deposition. For example, in the process illustrated in FIG. 3B, when the diamond layer 20 is deposited, the temperature of the substrate is maintained at 800 ° C., and when the mixed gas is introduced at a flow rate ratio of CH ₄ and N ₂ , 0.1 is synthesized. A nanodiamond film 20 having a size of nm is synthesized. Therefore, the CVD diamond film can be synthesized into a nanodiamond film and applied as a scriber cutting wheel. Compared to the conventional micron sized diamond film, the nano diamond film is composed of very fine particles, so that the cutting edge of the cutting wheel can be formed more precisely, and it is advantageous to improve the life by falling off the nano particles even when worn. It also has excellent toughness, which is advantageous for processing.

이렇게 나노 다이아몬드 막(20)이 합성되면 이후의 공정은 상술한 도 3b 내지 도 3e의 공정 순으로 동일하게 진행되어 최종적으로 나노 다이아몬드 막(20)이 적용된 스크라이버 절삭휠이 제작될 수 있다.When the nanodiamond film 20 is synthesized as described above, the subsequent processes may be performed in the same order as described above with reference to FIGS. 3B to 3E, and finally, a scriber cutting wheel to which the nanodiamond film 20 is applied may be manufactured.

따라서, 기존의 초경재료 또는 소결다이아몬드로 만들어진 스크라이버 절삭휠에 비해 수명이 대폭 향상되어 생산성과 가격 경쟁력이 우수한 스크라이버 절삭휠의 공급이 가능해 진다.Therefore, compared to the conventional scriber cutting wheel made of cemented carbide or sintered diamond, the service life is greatly improved, and it is possible to supply the scriber cutting wheel with excellent productivity and price competitiveness.

12 : 제 1 기판 14 : 제 2 기판
12a, 14a : 절삭날 20 : CVD 다이아몬드
25 : 절삭날 30 : 용접용 합금
50 : 홀12: first substrate 14: second substrate
12a, 14a: cutting edge 20: CVD diamond
25 cutting edge 30 welding alloy
50: hall

Claims

Circular first substrate containing a cemented carbide material or ceramic; And
Circular CVD diamond film provided on one side of the substrate
Scriber cutting wheel comprising a

The method according to claim 1,
The scriber cutting wheel is provided on the other side of the substrate, further comprising a circular second substrate containing a cemented carbide material or ceramic.

The method according to claim 1,
The first substrate is a scriber cutting wheel, characterized in that the sintered body including one or more of WC-Co, SiC, Si ₃ N ₄ , AlN (aluminum nitride), c-BN (cubic boronitride).

The method according to claim 2,
And a welding alloy provided between the CVD diamond film and the second substrate.

The method according to claim 2,
The CVD diamond film is inclined in both directions and has a pointed shape,
The scriber cutting wheel, characterized in that the first substrate and the second substrate is inclined in one direction.

Pretreating a first substrate comprising cemented carbide or ceramic;
Charging the first substrate into a hot filament vapor deposition apparatus to deposit a diamond film on the first substrate to form a CVD diamond film;
Pressing vacuum welding a second substrate on top of the diamond film;
Laser cutting the first substrate, the CVD diamond film, and the second substrate; And
Side cutting the first substrate, the CVD diamond film and the second substrate with a diamond grinding wheel to form a cutting edge
Method of manufacturing a scriber cutting wheel comprising a.

The method of claim 6,
Pretreatment of the first substrate is:
Sonicating the first substrate in an acetone solution containing diamond particles having a diameter of less than 1 μm for 30 minutes; And
Removing the diamond powder remaining on the surface of the first substrate by sonicating the first substrate in a pure acetone solution
Method of manufacturing a scriber cutting wheel comprising a.

The method of claim 6,
Depositing a diamond film on the first substrate,
The filament temperature in the thermal filament vapor chemical vapor deposition apparatus is 2200 ℃, the temperature of the first substrate is maintained at 900 ℃, the hydrogen mixture gas containing 3% of methane through a diamond for 100 hours under a pressure of 60 torr Method for producing a scriber cutting wheel, characterized in that the coating.

The method of claim 6,
Compression vacuum welding of the second substrate comprises:
Bonding a second substrate on the CVD diamond film using a welding solution;
Fixing the CVD diamond film and the second substrate by drying the CVD diamond film and the second substrate in a dryer maintained at a temperature of 200 ° C .; And
Performing vacuum welding at a temperature of 800 ㅀ C in a vacuum welding machine
Method of manufacturing a scriber cutting wheel comprising a.

The method of claim 6,
In the depositing the diamond layer, by maintaining the temperature of the first substrate at 800 ° C and mixing the gas mixture at a flow rate ratio of CH ₄ and N ₂ gas to 0.1,
The diamond particle synthesized on the first substrate has a size of about 2 nm or more and 200 nm or less.