일반기술

나노분말이 습식 코팅된 지립을 이용한 내구성이 증진된 다이아몬드 공구의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 절삭성 및 내구성이 증진된 다이아몬드 공구의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이아몬드 지립/금속접착층/샹크 모재로 구성된 다이아몬드 공구를 제작함에 있어 다이아몬드 지립 표면을 열 또는 화학물질로 개질화한 후에 나노크기의 전이금속을 화학적 습식방법으로 표면 코팅하는 사용 전처리 과정을 특이성 있게 구성하여 융착식 메탈본딩 과정에서는 지립과 샹크 모재의 결합력을 증진시킴으로써 다이아몬드 지립의 보류특성을 증대시켜 다이아몬드 공구의 내구성 및 절삭성을 증진시키는 등의 진보된 효과를 얻게 되는 다이아몬드 공구의 개선된 제조방법에 관한 것이다.*배경다이아몬드 지립은 쏘잉(sawing), 드릴링, 드레싱, 연마(gringing,lapping or polishing) 등의 연마제로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 다이아몬드 지립을 샹크에 고정한 다이아몬드 공구는 건설, 석재가공 분야뿐만 아니라, 자동차, 전자 및 반도체, 기계, 그리고 광학분야 등의 하이테크 산업용 고정밀 부품가공에 필수적으로 사용되고 있다.다이아몬드 공구를 제작하는 방법 중 다이아몬드 지립을 샹크에 고정시키는 재료로 금속을 사용는 방법에서는, 금속의 사용 양태 및 결착 방법 등을 달리하는 기술이 다수 공개되어 있다. 예컨대 금속분말과 다이아몬드 지립을 혼련한 후에 가압하는 가압성형법, 금속모재 샹크에 다이아몬드 지립을 패킹하고 금속이온을 전착시켜 제조하는 메탈 전착법, 그리고 전착법과 유사한 방법으로서 금속모재와 다이아몬드 지립을 결합시킬 금속분말을 페이스트로 제조하고 이를 간단히 도포 후 지립을 분산시켜 소결하는 융착식 메탈본딩법 등이 있다. 그러나, 가압 성형법은 다층의 지립층을 제조하는데는 잇점이 있으나 얇은 혹은 단층의 지립층을 제조하는 데는 문제가 있고, 메탈 전착법은 강고한 전착을 위한 전착시간이 길어져 대량생산의 어려움이 있으며, 융착식 메탈본딩법은 지립의 결착력이 다소 문제가 있는 것으로 지적되어 왔다. 한편, 다이아몬드 절삭공구의 고장 및 성능저하 원인이 주로 절삭 가공시 지립이 결합력을 이기지 못하여 생기는 지립의 이탈, 즉 보류의 한계에 의한 경우가 대부분이다.*제조방법본 발명은 다이아몬드 지립/금속접착층/샹크 모재로 구성된 다이아몬드 공구를 제조하는 방법에 있어서, 1) 상기 다이아몬드 지립을 공기 기류하에 450 ∼ 550 ℃ 온도로 열처리하고, 산 용액 또는 알카리 용액에 담지하여 화학적 처리하는 표면 개질화 과정;2) 전이금속과 NaBH4, 포름알데히드, 하이드라진 및 NaPH2O2ㆍH2O 중에서 선택된 환원제가 포함된 금속코팅재를 사용하여, 상기 표면 개질된 다이아몬드 지립 표면을 습식 코팅하는 과정; 및3) 상기 샹크 모재 상부에 니켈 페이스트를 도포하여 금속접착층을 형성하고, 금속접착층 상부에 상기 나노금속 코팅된 다이아몬드 지립을 단층으로 분산시키고 열융착하는 과정이 포함되는 다이아몬드 공구의 제조방법을 그 특징으로 한다.*특징 및 장점 본 발명에 따라 전처리된 다이아몬드 지립은 보류특성 향상으로 인하여, 결과적으로 공구의 절삭력 및 내구성이 향상되어, 다이아몬드 공구용 지립 재료로 유용하다.