일반기술

순간가열과냉각방식을이용한다이아몬드계절삭공구의제조방법과그에의해제조한다이아몬드계절삭공

다이아몬드계 절삭공구는 소결다이아몬드 (PCD : polycrystalline diamond), 천연다이아몬드, 기상합성다이아몬드 (CVD : chemical vapor deposition), 소결입방정질화붕소 (PCBN : polycrystalline cubic boron nitride) 등을 초경(WC-Co)이나 공구강 섕크(shank)에 용접에 의하여 접합한 형태로 사용된다. 이때, 용접부는 절삭부하를 담당하는 중요한 역할을 하게 된다. 기존의 용접방식은 수작업에 의한 토치나 유도가열방식을 사용하는데 이는 용접부의 산화에 의한 접합강도의 약화, 수작업에 의한 생산성의 저하등 문제점을 갖고 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 순간가열방식을 채택하여 수초에서 수분의 매우 짧은 시간내에 용접온도까지 가열 및 냉각이 가능하고, 섕크재의 온도 증가없이 공구재와 용접재만을 승온시켜 섕크재의 기계적 특성 저하가 없도록 한 것을 특징으로 하는 새로운 개념의 순간가열 분위기조절 용접장비의 설계 및 장비, 그리고 이 장비를 이용한 용접공정을 그 내용으로 한다본 발명은 종래의 용접법을 대신하여 새로운 가열원을 이용하여 수초 또는 수분내에 고온으로 순간가열하는 방법을 도입하고 저진공(0.001-20 torr) 분위기 조절이 가능한 장비를 설계하여, 다이아몬드계 및 CBN계 소재의 초경 및 비철금속계, 금속계 모재에 다량으로 용접하는 장치 및 공정의 발명이다. 즉, 전체 공정시간을 20 - 60분이내로 줄일 수 있는 새로운 가열방식을 채택한 것으로 공구의 열화 및 접합층에서 항상 일정한 접합력을 확보할 수 있도록 한 접합장비의 개발 및 접합공정의 발명이다. 이로써 현재까지 수작업으로 진행된 다이아몬드계 및 PCBN계 공구의 접합공정을 완전 자동화할 수 있게 되었다. 개발된 접합장비를 이용하면 소결다이아몬드공구, 소결질화붕소공구는 물론, 최근 개발된 CVD 후막 다이아몬드의 공구화에 가장 큰 문제가 되고 있는 다이아몬드와 초경 섕크의 접합공정도 확립가능하고, 이를 통하여 다이아몬드계 공구의 생산성 및 성능을 한단계 높일 수 있어 선진국과의 경쟁력을 강화시킬 수 있게된다. 아울러, 다양한 소재에 대한 새로운 용접의 개념으로 폭넓은 응용이 가능하다