專利名稱：切削性優(yōu)秀的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金剛石工具的制造技術(shù)，更詳細的涉及能夠通過改變釬焊結(jié)合劑型的金剛石工具的柄結(jié)構(gòu)來提高切削性的金剛石工具及其制造方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的金剛石工具通過在作為工具本體的柄(shank)上焊接分散有金剛石粒子的金屬粉燒結(jié)體來制造。在這里，金屬粉燒結(jié)體起到固定金剛石粒子的結(jié)合劑的作用。根據(jù)上述金剛石工具的制造方法制造出的金剛石工具，受到撞擊等情況時存在強度脆弱的問題。為了解決這樣的問題，韓國公開專利公報第10-2000-0053707號(2000. 09. 05
公開)中公開了在基板上涂敷釬焊金屬結(jié)合劑的漿體，并將金剛石分散之后，通過加熱至1300°C以下來形成釬焊結(jié)合劑的技術(shù)。根據(jù)上述文獻制造出的金剛石工具，在相當于柄邊緣的尖端部形成有釬焊結(jié)合劑層。釬焊結(jié)合劑層包括釬焊結(jié)合劑與金剛石粒子。因此，參與切削的切削部的厚度為尖端部與尖端部兩側(cè)的釬焊結(jié)合劑層的厚度之合，因而可視為切削部的厚度非常大。因此，在規(guī)定程度的厚度下，考慮到切削部的厚度越薄其切削性就越高時，存在釬焊結(jié)合劑型金剛石工具的切削性不太好的問題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題
本發(fā)明的目的在于提供一種通過改變柄(shank)的結(jié)構(gòu)來呈釬焊結(jié)合劑型又能夠提高切削性的金剛石工具及其制造方法。解決問題的手段
用于達成所述目的的本發(fā)明實施例的金剛石工具，包括柄(shank)，其具有本體部和所述本體部的邊緣的尖端部，以及釬焊結(jié)合劑層，其以借助釬焊結(jié)合劑(brazing bond)來固定金剛石粒子的形態(tài)形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本體的厚度更薄的形態(tài)。這時，優(yōu)選地，柄的所述本體部的厚度為1. Omm 3. 0mm。并且，考慮到切削性，優(yōu)選地，所述金剛石粒子具有25篩目 50篩目的平均粒度。并且，用于達成所述目的的本發(fā)明實施例的金剛石工具的制造方法，包括步驟(a)，準備本體部的邊緣的尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的柄；步驟(b)，在所述柄的尖端部涂敷用于形成釬焊結(jié)合劑的金屬粉；步驟(C)，在涂敷有所述金屬粉的尖端部設(shè)置金剛石粒子；步驟(d)，使所述金屬粉熔融來形成釬焊結(jié)合劑。發(fā)明的效果
本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具的柄的尖端部厚度比本體部的厚度更薄。其結(jié)果，即使形成有包含金剛石粒子的釬焊結(jié)合劑層，切削部的整體厚度也可與柄本體部的厚度相近。因此，能夠通過薄的切削部來提高切削性。并且，本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具，通過將柄的本體部的厚度維持在至少1. Omm以上，由此能夠防止金剛石工具高速旋轉(zhuǎn)時的抖動現(xiàn)象。


圖1是表示應(yīng)用于本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具，即表示平葉片型金剛石工具。圖2是表示本體部與尖端部的厚度相同的柄上形成有釬焊結(jié)合劑層的一例。圖3是表示尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的柄上形成有釬焊結(jié)合劑層的一例。圖4是簡略表示根據(jù)本發(fā)明實施例的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具的制造方法的流程圖。圖5是表示隨著金剛石粒子的粒度而變化的切削時間。附圖標記的說明
100 :金剛石工具110 :柄
120 :釬焊結(jié)合劑層121 :金剛石粒子
122 :釬焊結(jié)合劑
S410 :柄的準備步驟
S420 :釬焊形成用金屬粉涂敷步驟
S430 :金剛石粒子設(shè)置步驟
S440 :借助粉熔融的釬焊結(jié)合劑形成步驟。
具體實施例方式以下參照附圖詳細說明的實施例會讓本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及實現(xiàn)這些優(yōu)點和特征的方法更加明確。但是，本發(fā)明不局限于以下所公開的實施例，能夠以各種方式實施。本實施例只用于使本發(fā)明的公開內(nèi)容更加完整，有助于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完整地理解發(fā)明的范疇，本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求書的范圍而定義。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結(jié)構(gòu)元件。 下面參照附圖，詳細說明根據(jù)本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具及其制造方法。圖1是簡略表示應(yīng)用于本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具，即表示平葉片型金剛石工具。參照圖1，釬焊結(jié)合劑型金剛石工具包括柄110以及釬焊結(jié)合劑層120。柄110 (shank)由碳素工具鋼、合金工具鋼等鋼材質(zhì)形成，并相當于金剛石工具的本體。柄110可分為中央部的本體部與本體部邊緣的尖端部。雖然本體部與尖端部不具有明確的界限，但是在表面形成有釬焊結(jié)合劑層的柄的邊緣可視為尖端部。本發(fā)明的柄110具有尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的形態(tài)。對此，在以下的圖2及圖3中進行詳細說明。釬焊結(jié)合劑層120形成在柄的尖端部上，金剛石粒子121具有利用釬焊結(jié)合劑122(brazing bond)來固定的形態(tài)。釬焊結(jié)合劑122可通過金屬粉的釬焊來形成。圖5是表示隨著金剛石粒子粒度而變化的切削時間。參照圖5，金剛石粒子的平均粒度越具有小的篩目(mesh)值，S卩，金剛石粒子的尺寸越大，所需的切削時間越減少，由此可看出切削性更優(yōu)秀。只是，若金剛石粒子的尺寸過大，則會導(dǎo)致不易進行將金剛石粒子固定在結(jié)合劑的工作?？紤]到這點，釬焊結(jié)合劑層120中所包含的金剛石粒子121，優(yōu)選地，具有25篩目 50篩目的平均粒度。金剛石的平均粒度具有小于25篩目的值時，會發(fā)揮優(yōu)秀的切削力，但是因金剛石粒子的尺寸過大，導(dǎo)致在生產(chǎn)產(chǎn)品時結(jié)合劑不能固定住金剛石粒子，使其立即脫落，由此會發(fā)生影響壽命的嚴重問題。相反，金剛石的平均粒度具有大于50篩目的值時，因金剛石粒子的尺寸過小，導(dǎo) 致從釬焊結(jié)合劑導(dǎo)出金剛石的高度變低，由此會發(fā)生使用產(chǎn)品時降低切削性的問題。釬焊結(jié)合劑可以對以鎳為主的金屬粉進行釬焊來形成，所述釬焊結(jié)合劑包含硅
(Si)1 10重量百分比、鉻(Cr) 5 15重量百分比、鈷(Co) 5 15重量百分比，余量由鎳(Ni)組成。由具有上述組成的金屬粉形成的釬焊結(jié)合劑具有與用作柄材料的鋼的結(jié)合力優(yōu)秀的優(yōu)點。以鎳為主的金屬粉中，鈷及鉻起到使釬焊結(jié)合劑與金剛石粒子以及柄之間進行化學(xué)結(jié)合的作用。優(yōu)選地，所述鉻以及鈷相對于釬焊結(jié)合劑的整體重量，分別添加5 15重量百分t匕。如果鉻或者鈷的含量小于5重量百分比，釬焊結(jié)合劑與金剛石粒子或者柄的結(jié)合力則會降低，導(dǎo)致產(chǎn)品的壽命特性降低的問題。相反，如果鉻或者鈷的含量大于15重量百分比，金剛石粒子則會發(fā)生過多的化學(xué)結(jié)合，導(dǎo)致降低金剛石粒子的強度的問題。并且，以鎳為主的金屬粉中，硅起到提高借助金屬粉的釬焊來形成的釬焊結(jié)合劑的流動性的作用。優(yōu)選地，以釬焊結(jié)合劑整體重量的I 10重量百分比包含所述硅。硅含量小于I重量百分比時，其效果甚微，相反，大于10重量百分比時，因流動性過好，會導(dǎo)致固定不住金剛石粒子，使其往下流的問題。并且，以鎳為主的所述金屬粉還可包含硼、磷、錫等的金屬，以提高結(jié)合劑的流動性，這時，鎳的含量與追加金屬的含量對應(yīng)地變少。優(yōu)選地，以釬焊結(jié)合劑整體重量的10重量百分比以下添加這種追加金屬。如果追加金屬含量大于10重量百分比，則結(jié)合劑的流動性過好，導(dǎo)致固定不住金剛石粒子而使其流下的問題。圖2是表示本體部與尖端部的厚度相同的柄上形成有釬焊結(jié)合劑層的例，圖3是表示尖端部的厚度比本體部更薄的柄上形成有釬焊結(jié)合劑層的例。在金剛石工具中，有關(guān)切削的部分(以下簡稱切削部)可視為柄110的尖端部，以及釬焊結(jié)合劑層120。如上所述，切削部具有越薄的厚度，就具有越鋒利的切削面，因此其切削性也更優(yōu)秀。 使切削部的厚度變薄的方法有，使柄的厚度變小或者使金剛石粒子的尺寸變小。但是，使柄的厚度變小的情況下，進行高速旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生抖動現(xiàn)象，使金剛石粒子的粒度變小的情況下，會降低切削性。因此，以往的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具在提高切削性的方面具有局限性。對此，如圖3所示的例，本發(fā)明提出了通過改變柄結(jié)構(gòu)，在高速旋轉(zhuǎn)時即不發(fā)生抖動現(xiàn)象，也具有優(yōu)秀的切削性的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具。就圖2所示的以往的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具而言，由于柄的本體部的厚度與尖端部的厚度相同，因而包括柄的尖端部與釬焊結(jié)合劑層的切削部的厚度為Tl + 2XT2。但是，就如圖3所示的本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具而言，包括柄的尖端部與釬焊結(jié)合劑層的切削部的厚度為T3 + 2XT2。這時，就圖3所示的例而言，尖端部的厚度(T3)小于本體部的厚度(Tl) (T3 <Tl)。因此，能夠得到切削部厚度變小的效果。從而能夠提高釬焊結(jié)合劑型的金剛石工具的切削性。另一方面，就圖3所示的例而言，柄110的本體部的厚度Tl具有比尖端部的厚度T3相對大的值(Τ1ΧΓ3)。之所以如此，是為了通過確保規(guī)定程度的柄厚度來防止金剛石工具在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的抖動現(xiàn)象。 如果柄110的厚度過小，則在高速旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生抖動現(xiàn)象。這樣的抖動現(xiàn)象導(dǎo)致切削性降低及工具壽命縮短，尤其是，出現(xiàn)不能保障作業(yè)人員的安全的問題。但是，在本發(fā)明中，僅使柄110的尖端部的厚度變小，而使本體部的厚度相對變大，從而能夠防止如上所述高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的抖動現(xiàn)象。這時,優(yōu)選地,柄110的本體部厚度為1. Omm 3. 0mm。如果柄110的本體部的厚度小于1. 0mm，則在高速旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生抖動現(xiàn)象，并且，在進行切削作業(yè)時，會存在因柄彎曲而無法進行直線切割的問題。相反，如果柄110的本體部的厚度大于3. 0mm，則包括尖端部與釬焊結(jié)合劑層120的切削部因增加厚度而導(dǎo)致切削性降低的問題。圖1及圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的可應(yīng)用釬焊結(jié)合劑型金剛石工具的例的平葉片型金剛石工具，但并不局限于此，還可應(yīng)用于杯式(cup type)、鉆孔式(core drill type)等多種形態(tài)的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具。圖4簡略表示根據(jù)本發(fā)明實施例的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具的制造方法的流程圖。參照圖4，所示的金剛石工具的制造方法包括柄的準備步驟(S410)、金屬粉涂敷步驟(S420 )、金剛石粒子設(shè)置步驟(S430 )以及釬焊結(jié)合劑形成步驟(S440 )。 在柄準備步驟(S410)中，準備本體部的邊緣的尖端部的厚度比所述本體部的厚度更薄的柄。如上所述，柄利用尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的柄。并且，優(yōu)選地，柄可利用厚度為1. Omm以上，更優(yōu)選為1. Omm 3. Omm的本體部。接著，在金屬粉涂敷步驟(S420)中，在柄的尖端部涂敷用于形成釬焊結(jié)合劑的金屬粉。柄表面的異物等被去除的狀態(tài)下，可事先清洗柄，使得金屬粉涂敷在柄的表面。清洗可應(yīng)用利用等離子的清洗，利用酒精或水的清洗等多種方式。優(yōu)選地，利用與柄的結(jié)合力、與金剛石粒子的結(jié)合力優(yōu)秀的金屬粉，這樣的例子可提出以鎳為主的金屬粉，該金屬粉包含硅(Si):l 10重量百分比、鉻(Cr):5 15重量百分比、鈷(Co) :5 15重量百分比,余量由鎳(Ni)組成。
這時，金屬粉可涂敷在柄110的尖端部的單面或雙面，并且，如圖3所示的例，可以形成為包圍柄110的尖端部的形態(tài)。接著，金剛石粒子設(shè)置步驟(S430)中，在涂敷有金屬粉的尖端部設(shè)置金剛石粒子。考慮到切削性，優(yōu)選地，金剛石粒子的平均粒度為25篩目 50篩目。金剛石粒子的設(shè)置可應(yīng)用基于夾具的方式、基于金剛石粒子降落的方式等?？墒孪然旌辖饎偸Ｗ蛹敖饘俜蹃硗糠笤诒?。只是，這時的金屬粉與金剛石的比重差大，導(dǎo)致難以對金剛石粒子進行均勻的分散。因此，優(yōu)選地，將金屬粉涂敷在柄的尖端部之后，再將金剛石粒子設(shè)置在金屬粉。接著，釬焊結(jié)合劑形成步驟(S440)中，通過使金屬粉熔融來形成釬焊結(jié)合劑。更詳細地，以比金屬粉的熔點更高的溫度來對金屬粉進行加熱，使所述金屬粉熔融之后再進行冷卻。通過這種方式形成的釬焊結(jié)合劑用于固定金屬粉。應(yīng)用于本步驟的熔融溫度為金屬粉的熔點以上及小于柄的熔點的溫度，更具體的，熔融溫度可取決于隨著涂敷在柄的尖端部的金屬粉成分等而發(fā)生變化的熔點。例如，優(yōu)選地，在柄的尖端部涂敷金屬粉時，釬焊結(jié)合劑形成步驟(S440)中的熔融溫度為980°C 1200°C ;所述金屬粉包含硅(Si):l 10重量百分比、鉻(Cr) :5 15重量百分比、鈷(Co) :5 15重量百分比,余量由鎳(Ni)組成。小于980°C的溫度下，不易正常進行金屬粉的熔融工作。并且，在大于1200°C的溫度下，會發(fā)生金剛石碳化問題及高溫使用時導(dǎo)致的成本增加的問題。另一方面，在熔融金屬粉之后進行的冷卻，能夠以強制冷卻、自然冷卻等多種方式來實施，且，可在用于形成釬焊結(jié)合劑的熔爐(furnace )內(nèi)實施。如上所述，本發(fā)明的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具具有柄的尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的厚度。因此，能夠使切削部的整體厚度變薄，從而可提高切削性。并且，能夠通過將柄的本體部的厚度維持在規(guī)定程度來防止金剛石工具在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的抖動現(xiàn)象。以上，重點說明了本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可進行各種變更或變形。這種變更或變形只要不脫離本發(fā)明的范圍，就可視為屬于本發(fā)明。因此，本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求來判斷。
權(quán)利要求
1.一種金剛石工具，其特征在于，包括柄，其具有本體部和所述本體部的邊緣的尖端部，以及釬焊結(jié)合劑層，其以借助釬焊結(jié)合劑來固定金剛石粒子的形態(tài)形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的形態(tài)；所述柄以所述本體部與所述尖端部不分離的一體方式形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具，其特征在于，所述柄的所述本體部的厚度為1.O mm 3. Omm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具，其特征在于，所述金剛石粒子具有25篩目 50 篩目的平均粒度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具，其特征在于，所述釬焊結(jié)合劑包含娃1 10重量百分比，鉻5 15重量百分比，鈷5 15重量百分比；余量由鎳組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具，其特征在于，所述金剛石工具為平葉片型的金剛石工具。
6.一種金剛石工具的制造方法，其特征在于，包括步驟(a)，準備本體部的邊緣的尖端部的厚度比本體部的厚度更薄的柄，步驟(b )，在所述柄的尖端部涂敷用于形成釬焊結(jié)合劑的金屬粉，步驟(C)，在涂敷有所述金屬粉的尖端部設(shè)置金剛石粒子，步驟(d)，使所述金屬粉熔融來形成釬焊結(jié)合劑；所述柄以所述本體部與所述尖端部不分離的一體方式形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金剛石工具的制造方法，其特征在于，在所述步驟(a)中，準備本體部的厚度為1. Omm 3. Omm的柄。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金剛石工具的制造方法，其特征在于，在所述步驟(b)中，涂敷金屬粉；所述金屬粉包含娃1 10重量百分比，鉻5 15重量百分比，鈷5 15重量百分比，余量由鎳組成；在所述步驟(d)中，以980°C 1200°C溫度使所述金屬粉熔融來形成釬焊結(jié)合劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金剛石工具的制造方法，其特征在于，所述步驟(c)中，設(shè)置具有25篩目 50篩目的平均粒度的金剛石粒子。
全文摘要
本發(fā)明公開一種切削性優(yōu)秀的釬焊結(jié)合劑型金剛石工具及其制造方法。本發(fā)明的金剛石工具，包括柄，其具有本體部和具有所述本體部的邊緣的尖端部，以及釬焊結(jié)合劑層，其以借助釬焊結(jié)合劑來固定金剛石粒子的形態(tài)形成在所述柄的尖端部上；所述柄具有尖端部的厚度比本體部更薄的形態(tài)。
文檔編號B24D18/00GK102990532SQ20121028611
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者洪在賢, 崔宗錫, 宋榮哲 申請人:二和金剛石工業(yè)株式會社