专利名称：切削性优秀的钎焊结合剂型金刚石工具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及金刚石工具的制造技术，更详细的涉及能够通过改变钎焊结合剂型的金刚石工具的柄结构来提高切削性的金刚石工具及其制造方法。
背景技术：
常规的金刚石工具通过在作为工具本体的柄(shank)上焊接分散有金刚石粒子的金属粉烧结体来制造。在这里，金属粉烧结体起到固定金刚石粒子的结合剂的作用。根据上述金刚石工具的制造方法制造出的金刚石工具，受到撞击等情况时存在强度脆弱的问题。为了解决这样的问题，韩国公开专利公报第10-2000-0053707号(2000. 09. 05
公开)中公开了在基板上涂敷钎焊金属结合剂的浆体，并将金刚石分散之后，通过加热至1300°C以下来形成钎焊结合剂的技术。根据上述文献制造出的金刚石工具，在相当于柄边缘的尖端部形成有钎焊结合剂层。钎焊结合剂层包括钎焊结合剂与金刚石粒子。因此，参与切削的切削部的厚度为尖端部与尖端部两侧的钎焊结合剂层的厚度之合，因而可视为切削部的厚度非常大。因此，在规定程度的厚度下，考虑到切削部的厚度越薄其切削性就越高时，存在钎焊结合剂型金刚石工具的切削性不太好的问题。
发明内容
要解决的问题
本发明的目的在于提供一种通过改变柄(shank)的结构来呈钎焊结合剂型又能够提高切削性的金刚石工具及其制造方法。解决问题的手段
用于达成所述目的的本发明实施例的金刚石工具，包括柄(shank)，其具有本体部和所述本体部的边缘的尖端部，以及钎焊结合剂层，其以借助钎焊结合剂(brazing bond)来固定金刚石粒子的形态形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本体的厚度更薄的形态。这时，优选地，柄的所述本体部的厚度为1. Omm 3. 0mm。并且，考虑到切削性，优选地，所述金刚石粒子具有25筛目 50筛目的平均粒度。并且，用于达成所述目的的本发明实施例的金刚石工具的制造方法，包括步骤(a)，准备本体部的边缘的尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的柄；步骤(b)，在所述柄的尖端部涂敷用于形成钎焊结合剂的金属粉；步骤(C)，在涂敷有所述金属粉的尖端部设置金刚石粒子；步骤(d)，使所述金属粉熔融来形成钎焊结合剂。发明的效果
本发明的钎焊结合剂型金刚石工具的柄的尖端部厚度比本体部的厚度更薄。其结果，即使形成有包含金刚石粒子的钎焊结合剂层，切削部的整体厚度也可与柄本体部的厚度相近。因此，能够通过薄的切削部来提高切削性。并且，本发明的钎焊结合剂型金刚石工具，通过将柄的本体部的厚度维持在至少1. Omm以上，由此能够防止金刚石工具高速旋转时的抖动现象。
图1是表示应用于本发明的钎焊结合剂型金刚石工具，即表示平叶片型金刚石工具。图2是表示本体部与尖端部的厚度相同的柄上形成有钎焊结合剂层的一例。图3是表示尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的柄上形成有钎焊结合剂层的一例。图4是简略表示根据本发明实施例的钎焊结合剂型金刚石工具的制造方法的流程图。图5是表示随着金刚石粒子的粒度而变化的切削时间。附图标记的说明
100 :金刚石工具110 :柄
120 :钎焊结合剂层121 :金刚石粒子
122 :钎焊结合剂
S410 :柄的准备步骤
S420 :钎焊形成用金属粉涂敷步骤
S430 :金刚石粒子设置步骤
S440 :借助粉熔融的钎焊结合剂形成步骤。
具体实施例方式以下参照附图详细说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下所公开的实施例，能够以各种方式实施。本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解发明的范畴，本发明根据权利要求书的范围而定义。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构元件。 下面参照附图，详细说明根据本发明的钎焊结合剂型金刚石工具及其制造方法。图1是简略表示应用于本发明的钎焊结合剂型金刚石工具，即表示平叶片型金刚石工具。参照图1，钎焊结合剂型金刚石工具包括柄110以及钎焊结合剂层120。柄110 (shank)由碳素工具钢、合金工具钢等钢材质形成，并相当于金刚石工具的本体。柄110可分为中央部的本体部与本体部边缘的尖端部。虽然本体部与尖端部不具有明确的界限，但是在表面形成有钎焊结合剂层的柄的边缘可视为尖端部。本发明的柄110具有尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的形态。对此，在以下的图2及图3中进行详细说明。钎焊结合剂层120形成在柄的尖端部上，金刚石粒子121具有利用钎焊结合剂122(brazing bond)来固定的形态。钎焊结合剂122可通过金属粉的钎焊来形成。图5是表示随着金刚石粒子粒度而变化的切削时间。参照图5，金刚石粒子的平均粒度越具有小的筛目(mesh)值，S卩，金刚石粒子的尺寸越大，所需的切削时间越减少，由此可看出切削性更优秀。只是，若金刚石粒子的尺寸过大，则会导致不易进行将金刚石粒子固定在结合剂的工作。考虑到这点，钎焊结合剂层120中所包含的金刚石粒子121，优选地，具有25筛目 50筛目的平均粒度。金刚石的平均粒度具有小于25筛目的值时，会发挥优秀的切削力，但是因金刚石粒子的尺寸过大，导致在生产产品时结合剂不能固定住金刚石粒子，使其立即脱落，由此会发生影响寿命的严重问题。相反，金刚石的平均粒度具有大于50筛目的值时，因金刚石粒子的尺寸过小，导 致从钎焊结合剂导出金刚石的高度变低，由此会发生使用产品时降低切削性的问题。钎焊结合剂可以对以镍为主的金属粉进行钎焊来形成，所述钎焊结合剂包含硅
(Si)1 10重量百分比、铬(Cr) 5 15重量百分比、钴(Co) 5 15重量百分比，余量由镍(Ni)组成。由具有上述组成的金属粉形成的钎焊结合剂具有与用作柄材料的钢的结合力优秀的优点。以镍为主的金属粉中，钴及铬起到使钎焊结合剂与金刚石粒子以及柄之间进行化学结合的作用。优选地，所述铬以及钴相对于钎焊结合剂的整体重量，分别添加5 15重量百分t匕。如果铬或者钴的含量小于5重量百分比，钎焊结合剂与金刚石粒子或者柄的结合力则会降低，导致产品的寿命特性降低的问题。相反，如果铬或者钴的含量大于15重量百分比，金刚石粒子则会发生过多的化学结合，导致降低金刚石粒子的强度的问题。并且，以镍为主的金属粉中，硅起到提高借助金属粉的钎焊来形成的钎焊结合剂的流动性的作用。优选地，以钎焊结合剂整体重量的I 10重量百分比包含所述硅。硅含量小于I重量百分比时，其效果甚微，相反，大于10重量百分比时，因流动性过好，会导致固定不住金刚石粒子，使其往下流的问题。并且，以镍为主的所述金属粉还可包含硼、磷、锡等的金属，以提高结合剂的流动性，这时，镍的含量与追加金属的含量对应地变少。优选地，以钎焊结合剂整体重量的10重量百分比以下添加这种追加金属。如果追加金属含量大于10重量百分比，则结合剂的流动性过好，导致固定不住金刚石粒子而使其流下的问题。图2是表示本体部与尖端部的厚度相同的柄上形成有钎焊结合剂层的例，图3是表示尖端部的厚度比本体部更薄的柄上形成有钎焊结合剂层的例。在金刚石工具中，有关切削的部分(以下简称切削部)可视为柄110的尖端部，以及钎焊结合剂层120。如上所述，切削部具有越薄的厚度，就具有越锋利的切削面，因此其切削性也更优秀。 使切削部的厚度变薄的方法有，使柄的厚度变小或者使金刚石粒子的尺寸变小。但是，使柄的厚度变小的情况下，进行高速旋转时会发生抖动现象，使金刚石粒子的粒度变小的情况下，会降低切削性。因此，以往的钎焊结合剂型金刚石工具在提高切削性的方面具有局限性。对此，如图3所示的例，本发明提出了通过改变柄结构，在高速旋转时即不发生抖动现象，也具有优秀的切削性的钎焊结合剂型金刚石工具。就图2所示的以往的钎焊结合剂型金刚石工具而言，由于柄的本体部的厚度与尖端部的厚度相同，因而包括柄的尖端部与钎焊结合剂层的切削部的厚度为Tl + 2XT2。但是，就如图3所示的本发明的钎焊结合剂型金刚石工具而言，包括柄的尖端部与钎焊结合剂层的切削部的厚度为T3 + 2XT2。这时，就图3所示的例而言，尖端部的厚度(T3)小于本体部的厚度(Tl) (T3 <Tl)。因此，能够得到切削部厚度变小的效果。从而能够提高钎焊结合剂型的金刚石工具的切削性。另一方面，就图3所示的例而言，柄110的本体部的厚度Tl具有比尖端部的厚度T3相对大的值(Τ1ΧΓ3)。之所以如此，是为了通过确保规定程度的柄厚度来防止金刚石工具在高速旋转时发生的抖动现象。 如果柄110的厚度过小，则在高速旋转时会发生抖动现象。这样的抖动现象导致切削性降低及工具寿命缩短，尤其是，出现不能保障作业人员的安全的问题。但是，在本发明中，仅使柄110的尖端部的厚度变小，而使本体部的厚度相对变大，从而能够防止如上所述高速旋转时发生的抖动现象。这时,优选地,柄110的本体部厚度为1. Omm 3. 0mm。如果柄110的本体部的厚度小于1. 0mm，则在高速旋转时会发生抖动现象，并且，在进行切削作业时，会存在因柄弯曲而无法进行直线切割的问题。相反，如果柄110的本体部的厚度大于3. 0mm，则包括尖端部与钎焊结合剂层120的切削部因增加厚度而导致切削性降低的问题。图1及图3表示了根据本发明的可应用钎焊结合剂型金刚石工具的例的平叶片型金刚石工具，但并不局限于此，还可应用于杯式(cup type)、钻孔式(core drill type)等多种形态的钎焊结合剂型金刚石工具。图4简略表示根据本发明实施例的钎焊结合剂型金刚石工具的制造方法的流程图。参照图4，所示的金刚石工具的制造方法包括柄的准备步骤(S410)、金属粉涂敷步骤(S420 )、金刚石粒子设置步骤(S430 )以及钎焊结合剂形成步骤(S440 )。 在柄准备步骤(S410)中，准备本体部的边缘的尖端部的厚度比所述本体部的厚度更薄的柄。如上所述，柄利用尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的柄。并且，优选地，柄可利用厚度为1. Omm以上，更优选为1. Omm 3. Omm的本体部。接着，在金属粉涂敷步骤(S420)中，在柄的尖端部涂敷用于形成钎焊结合剂的金属粉。柄表面的异物等被去除的状态下，可事先清洗柄，使得金属粉涂敷在柄的表面。清洗可应用利用等离子的清洗，利用酒精或水的清洗等多种方式。优选地，利用与柄的结合力、与金刚石粒子的结合力优秀的金属粉，这样的例子可提出以镍为主的金属粉，该金属粉包含硅(Si):l 10重量百分比、铬(Cr):5 15重量百分比、钴(Co) :5 15重量百分比,余量由镍(Ni)组成。
这时，金属粉可涂敷在柄110的尖端部的单面或双面，并且，如图3所示的例，可以形成为包围柄110的尖端部的形态。接着，金刚石粒子设置步骤(S430)中，在涂敷有金属粉的尖端部设置金刚石粒子。考虑到切削性，优选地，金刚石粒子的平均粒度为25筛目 50筛目。金刚石粒子的设置可应用基于夹具的方式、基于金刚石粒子降落的方式等。可事先混合金刚石粒子及金属粉来涂敷在柄上。只是，这时的金属粉与金刚石的比重差大，导致难以对金刚石粒子进行均匀的分散。因此，优选地，将金属粉涂敷在柄的尖端部之后，再将金刚石粒子设置在金属粉。接着，钎焊结合剂形成步骤(S440)中，通过使金属粉熔融来形成钎焊结合剂。更详细地，以比金属粉的熔点更高的温度来对金属粉进行加热，使所述金属粉熔融之后再进行冷却。通过这种方式形成的钎焊结合剂用于固定金属粉。应用于本步骤的熔融温度为金属粉的熔点以上及小于柄的熔点的温度，更具体的，熔融温度可取决于随着涂敷在柄的尖端部的金属粉成分等而发生变化的熔点。例如，优选地，在柄的尖端部涂敷金属粉时，钎焊结合剂形成步骤(S440)中的熔融温度为980°C 1200°C ;所述金属粉包含硅(Si):l 10重量百分比、铬(Cr) :5 15重量百分比、钴(Co) :5 15重量百分比,余量由镍(Ni)组成。小于980°C的温度下，不易正常进行金属粉的熔融工作。并且，在大于1200°C的温度下，会发生金刚石碳化问题及高温使用时导致的成本增加的问题。另一方面，在熔融金属粉之后进行的冷却，能够以强制冷却、自然冷却等多种方式来实施，且，可在用于形成钎焊结合剂的熔炉(furnace )内实施。如上所述，本发明的钎焊结合剂型金刚石工具具有柄的尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的厚度。因此，能够使切削部的整体厚度变薄，从而可提高切削性。并且，能够通过将柄的本体部的厚度维持在规定程度来防止金刚石工具在高速旋转时发生的抖动现象。以上，重点说明了本发明的实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员可进行各种变更或变形。这种变更或变形只要不脱离本发明的范围，就可视为属于本发明。因此，本发明的权利范围应根据所附的权利要求来判断。
权利要求
1.一种金刚石工具，其特征在于，包括柄，其具有本体部和所述本体部的边缘的尖端部，以及钎焊结合剂层，其以借助钎焊结合剂来固定金刚石粒子的形态形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的形态；所述柄以所述本体部与所述尖端部不分离的一体方式形成。
2.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于，所述柄的所述本体部的厚度为1.O mm 3. Omm0
3.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于，所述金刚石粒子具有25筛目 50 筛目的平均粒度。
4.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于，所述钎焊结合剂包含娃1 10重量百分比，铬5 15重量百分比，钴5 15重量百分比；余量由镍组成。
5.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于，所述金刚石工具为平叶片型的金刚石工具。
6.一种金刚石工具的制造方法，其特征在于，包括步骤(a)，准备本体部的边缘的尖端部的厚度比本体部的厚度更薄的柄，步骤(b )，在所述柄的尖端部涂敷用于形成钎焊结合剂的金属粉，步骤(C)，在涂敷有所述金属粉的尖端部设置金刚石粒子，步骤(d)，使所述金属粉熔融来形成钎焊结合剂；所述柄以所述本体部与所述尖端部不分离的一体方式形成。
7.根据权利要求6所述的金刚石工具的制造方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，准备本体部的厚度为1. Omm 3. Omm的柄。
8.根据权利要求6所述的金刚石工具的制造方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，涂敷金属粉；所述金属粉包含娃1 10重量百分比，铬5 15重量百分比，钴5 15重量百分比，余量由镍组成；在所述步骤(d)中，以980°C 1200°C温度使所述金属粉熔融来形成钎焊结合剂。
9.根据权利要求6所述的金刚石工具的制造方法，其特征在于，所述步骤(c)中，设置具有25筛目 50筛目的平均粒度的金刚石粒子。
全文摘要
本发明公开一种切削性优秀的钎焊结合剂型金刚石工具及其制造方法。本发明的金刚石工具，包括柄，其具有本体部和具有所述本体部的边缘的尖端部，以及钎焊结合剂层，其以借助钎焊结合剂来固定金刚石粒子的形态形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本体部更薄的形态。
文档编号B24D18/00GK102990532SQ20121028611
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月13日 优先权日2011年9月7日
发明者洪在贤, 崔宗锡, 宋荣哲 申请人:二和金刚石工业株式会社