KR101277468B1 - Wire cutting tool and method of fabricating the same - Google Patents

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KR101277468B1
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성낙주
송은화
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이화다이아몬드공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A wire cutting tool and a manufacturing method thereof are provided to improve lifetime of the tool and work stability by preventing a grinding particle adhered to a base materiel from being separated. CONSTITUTION: A manufacturing method of a wire cutting tool comprises: a step of preparing composite plating solution, a step of dipping a base material(100), a step of arranging a grinding particle(110), and a step of forming a deposition layer(120). The deposition layer adheres a plurality of grinding particles on the surface of the base material in a wire shape using a composite electroplating method and comprises a composite of a plating material(121) and a carbon nanotube(122) on the surface in a wire shape. The composite plating solution contains boric acid and maintains 3.2-3.7 pH. The specific gravity of the composite plating solution is 35-40 and maintains the temperature at 50-70 deg. C. The electric current density applied from the composite electroplating method is 10-150Dk.

Description

와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법{Wire cutting tool and method of fabricating the same}Wire cutting tool and method of manufacturing the same

본 발명은 사파이어 기판, 석재, 벽돌, 콘크리트, 아스팔트와 같은 취성이 있는 피삭재를 절단하거나 연마하는데 사용되는 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기계적 강도가 우수한 전착층을 제공하여 와이어 모재의 단선을 감소시키는 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wire cutting tool used to cut or polish brittle workpieces such as sapphire substrate, stone, brick, concrete, asphalt, and more particularly, to provide an electrodeposition layer having excellent mechanical strength. The present invention relates to a wire cutting tool for reducing the disconnection of a wire base material and a manufacturing method thereof.

일반적으로 사파이어 기판 및 석재와 같은 고경도 재료의 절삭가공에 사용되는 절삭공구에는 내마멸성과 강인성 및 고온에서도 경도를 유지할 수 있는 고온경도 등의 기계적 성질이 요구되고 있으며, 상기와 같은 기계적 성질을 향상시키기 위해서 그 표면에 다이아몬드 입자가 고착되어 있는 다이아몬드 공구(Diamond Tool)를 사용하고 있는 실정이다.In general, cutting tools used for cutting high-hardness materials such as sapphire substrates and stones require mechanical properties such as abrasion resistance, toughness, and high temperature hardness to maintain hardness even at high temperatures. To this end, a diamond tool (Diamond Tool) in which the diamond particles are fixed to the surface is used.

이와 같은 종래의 다이아몬드 공구는 공업용 다이아몬드를 연마하여 만든 절삭날에 미립자를 고압 소결한 팁이나, 초경 합금 모재 위에 상기 미립자를 엷은 층으로 접착시켜 연강대에 부착한 바이트로서, 절삭날의 수명이 길고 매우 평활하여 미려한 다듬질면을 얻을 수 있으며 세라믹과 같은 난삭재(難削劑)의 절삭 가공에 적합한 특성을 가진다.Such a conventional diamond tool is a tip obtained by high-pressure sintering of fine particles in a cutting edge formed by polishing an industrial diamond or a bite attached to a soft steel bar by adhering the fine particles in a thin layer onto a cemented carbide base material. It is very smooth to obtain a beautiful finish surface and it is suitable for cutting of hard-to-finish materials such as ceramics.

이러한 상기의 다이아몬드를 사용하는 다이아몬드 공구에 관한 기술은 일본공개특허 제2006-181701호, 일본공개특허 제1997-150314호, 한국공개특허 제10-2011-0033356호 등과 같은 여러 특허에 이미 공지되어 있다.Such a diamond tool using diamond has been already known in various patents such as Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2006-181701, 1997-150314, and 10-2011-0033356 .

그러나, 종래의 다이아몬드 공구는 다이아몬드를 이용하여 피 절삭물을 절삭할 때에는 다이아몬드 이외에도 실질적으로 모재에 다이아몬드가 고정되도록 부착시키는 전착층이 상기 피 절삭물에 맞닿아 마찰된다. 이렇게 피 절삭물에 마찰되는 전착층은 시간이 지남에 따라 점점 마모되어 그 두께가 얇아진다. However, in the conventional diamond tool, when cutting the workpiece by using diamond, an electrodeposition layer for attaching the diamond to be fixed to the base material substantially in addition to the diamond is rubbed against the workpiece. The electrodeposited layer thus rubbed onto the workpiece is gradually worn out and thinned over time.

한편, 상기 일본공개특허 제1997-150314호는 모재에 부착되는 다이아몬드를 고정시키기 위하여 전착층으로서 니켈도금층과 구리도금층을 사용하는 기술을 공지하고 있는데, 이러한 종래 기술 역시 피 절삭물을 절삭할 때 니켈도금층 및 구리도금층과 다이아몬드가 맞닿는 부분의 응력집중이 각각 커지므로, 상기 니켈도금층 및 구리도금층에 의해서 와이어에 부착되는 다이아몬드의 부착력이 저하되어 상기 다이아몬드가 니켈도금층 및 구리도금층으로부터 탈락되는 문제점이 발생하게 된다.On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 1997-150314 discloses a technique of using a nickel plated layer and a copper plated layer as electrodeposition layers to fix diamonds attached to a base material. Since the stress concentration of the plating layer and the copper plating layer and the portion where the diamond abuts is increased, the adhesion force of the diamond attached to the wire is reduced by the nickel plating layer and the copper plating layer, so that the diamond may fall off from the nickel plating layer and the copper plating layer. do.

또한, 상기와 같이 전착층으로 니켈도금층을 구현하는 경우에는 니켈 도금으 효율을 높이기 위해서 전극의 전류밀도를 높여야하고, 50℃ 이상의 비교적 높은 온도가 유지되어야 하며, 게다가 니켈도금층을 사용하는 다이아몬드 전착 방법은 니켈 전해 도금시 다이아몬드 위에 또 다른 다이아몬드 입자가 부착되는 현상이 종종 발생하게 된다.
In addition, when the nickel plating layer is implemented as the electrodeposition layer as described above, the current density of the electrode must be increased in order to increase the efficiency of nickel plating, and a relatively high temperature of 50 ° C. or higher must be maintained, and further, a diamond electrodeposition method using the nickel plating layer In the case of silver nickel electroplating, another diamond particle is often attached on the diamond.

따라서, 당 기술 분야에서는 따라서, 상기와 같이 전착층으로 니켈도금층을 사용하는 기술과는 달리, 기계적 강도 및 결합 특성이 우수한 전착층을 형성할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.
Therefore, in the art, therefore, unlike the technique of using the nickel plated layer as the electrodeposition layer as described above, there is a need for a new method for forming an electrodeposition layer excellent in mechanical strength and bonding properties.

본 발명은 기계적 강도가 우수한 전착층이 형성된 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wire cutting tool having an electrodeposition layer having excellent mechanical strength and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명은 탄소나노튜브와 도금 물질의 복합체로 구성된 전착층이 구비된 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a wire cutting tool having an electrodeposition layer composed of a composite of carbon nanotubes and a plating material, and a manufacturing method thereof.

본 발명은, 상기 와이어 형태의 모재의 표면에 형성되는 전착층; 및 상기 전착층을 매개로 상기 와이어 형태의 모재에 부착되는 다수의 연마 입자를 포함하고, 상기 전착층은 도금 물질과 탄소나노튜브의 복합체로 구성된 것을 특징으로 한다. The present invention, the electrodeposition layer formed on the surface of the base material of the wire form; And a plurality of abrasive particles attached to the base material in the form of wire via the electrodeposition layer, wherein the electrodeposition layer is composed of a composite of a plating material and carbon nanotubes.

상기 전착층은 5 내지 20㎛ 두께로 형성되고, The electrodeposition layer is formed to a thickness of 5 to 20㎛,

상기 전착층은 700 내지 750Hv의 기계적 경도 값을 갖고, The electrodeposition layer has a mechanical hardness value of 700 to 750 Hv,

상기 도금 물질은 니켈, 아연, 철, 은, 코발트, 백금, 구리, 크롬 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함하고, The plating material includes at least one metal element selected from nickel, zinc, iron, silver, cobalt, platinum, copper, chromium and tungsten,

상기 다수의 연마 입자는 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 탄화 규소, 탄화 티탄 및 세라믹 연마 입자 중 어느 하나이다. The plurality of abrasive particles are any one of diamond particles, cubic boron nitride particles, silicon carbide, titanium carbide and ceramic abrasive particles.

또한, 본 발명은 다수의 연마 입자가 분포되어 있으며, 도금 물질과 탄소나노튜브를 포함하는 복합도금액을 준비하는 단계; 상기 복합도금액에 상기 와이어 형태의 모재를 침지시키는 단계; 상기 와이어 형태의 모재의 표면에 다수의 연마 입자를 배열시키는 단계; 및 복합전기도금법을 사용하여 상기 와이어 형태의 모재 표면에 다수의 연마 입자를 부착시킴과 아울러 상기 와이어 형태의 표면에 상기 도금 물질과 탄소나노튜브의 복합체로 구성된 전착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is a plurality of abrasive particles are distributed, preparing a composite plating solution containing a plating material and carbon nanotubes; Immersing the base material in the form of wire in the composite plating solution; Arranging a plurality of abrasive particles on a surface of the base material in the form of a wire; And attaching a plurality of abrasive particles to the surface of the wire base material by using a composite electroplating method, and forming an electrodeposition layer composed of a composite of the plating material and carbon nanotubes on the surface of the wire shape. It is characterized by.

상기 다수의 연마 입자는 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 탄화 규소, 탄화 티탄 및 세라믹 연마 입자 중 어느 하나이고, The plurality of abrasive particles are any one of diamond particles, cubic boron nitride particles, silicon carbide, titanium carbide and ceramic abrasive particles,

상기 도금 물질은 니켈, 아연, 철, 은, 코발트, 백금, 구리, 크롬 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함하고, The plating material includes at least one metal element selected from nickel, zinc, iron, silver, cobalt, platinum, copper, chromium and tungsten,

상기 복합도금액은 붕산(boric acid)을 포함하고, The complex plating solution contains boric acid,

상기 복합도금액은 3.2 내지 3.8의 pH를 갖고, The composite plating solution has a pH of 3.2 to 3.8,

상기 전착층은 상기 와이어 형태의 모재의 표면에 5 내지 20㎛ 두께로 형성하고, The electrodeposition layer is formed in the thickness of 5 to 20㎛ on the surface of the base material of the wire form,

상기 전착층은 700 내지 750Hv의 기계적 경도 값을 갖고, The electrodeposition layer has a mechanical hardness value of 700 to 750 Hv,

상기 와이어 형태의 모재에 대해서 탈지 및 산세 단계를 더 수행한다.
Degreasing and pickling are further performed on the wire-like base material.

본 발명은 모재와, 상기 모재의 표면에 형성되는 전착층 및 상기 전착층을 매개로 상기 모재에 부착되는 다수의 연마 입자를 포함하는 와이어 절삭 공구를 제공하되, 상기 전착층이 탄소나노튜브 및 도금 물질의 복합체로 구성된 와이어 절삭 공구를 제공함으로써, 기계적 강도가 우수한 전착층을 매개로 상기 모재 표면에 연마 입자를 부착시킬 수 있게 된다. The present invention provides a wire cutting tool comprising a base material, an electrodeposition layer formed on the surface of the base material, and a plurality of abrasive particles attached to the base material through the electrodeposition layer, wherein the electrodeposition layer is carbon nanotubes and plating. By providing a wire cutting tool composed of a composite of materials, it is possible to adhere abrasive particles to the surface of the base material via an electrodeposition layer having excellent mechanical strength.

따라서, 본 발명은 피 절삭물을 절삭하는 절단 공정시 상기 모재에 부착된 연마 입자의 이탈에 대해 상기 전착층이 어느 정도 구속하여 공구 수명성과 작업 안정성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
Therefore, in the present invention, the electrodeposition layer is restrained to some extent with respect to the detachment of the abrasive particles attached to the base material during the cutting process of cutting the workpiece, thereby obtaining an effect of remarkably improving tool life and work stability.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 절삭 공구를 설명하기 위한 도면.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 와이어 절삭 공구 제조 방법을 설명하기 위한 도면. 1 is a view for explaining a wire cutting tool according to an embodiment of the present invention.
2a to 2c is a view for explaining a wire cutting tool manufacturing method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법에 대한 바람직한 실시의 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a wire cutting tool and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 와이어 절삭 공구 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 반도체 웨이퍼용 잉곳(ingot)이나 세라믹과 같은 초경함금 등의 피 절삭물 절삭시, 모재에 부착된 다수의 연마 입자가 상기 모재로부터 탈락하지 않도록 도금 물질과 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)의 복합체로 구성된 전착층을 사용하여 다수의 연마 입자와 모재를 결합시키는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire cutting tool and a method of manufacturing the same, wherein a plurality of abrasive particles adhered to a base material do not fall off from the base material when cutting a workpiece such as a carbide wafer such as an ingot for a semiconductor wafer or a cemented carbide such as ceramic. It is characterized by combining a plurality of abrasive particles and the base material using an electrodeposition layer composed of a composite of a plating material and carbon nanotubes (Carbon Nanotube, CNT).

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 절삭 공구를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a wire cutting tool according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 절삭 공구는 소정의 길이를 갖는 와이어 형태의 모재(100), 상기 모재(100)의 외측면에 전착되는 전착층(120) 및 상기 전착층(120)을 매개로 상기 모재(100)에 부착되는 다수의 연마입자(110)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a wire cutting tool according to an embodiment of the present invention includes a base material 100 having a predetermined length, an electrodeposition layer 120 electrodeposited on an outer surface of the base material 100, and the electrodeposition layer. It includes a plurality of abrasive particles 110 attached to the base material 100 via the 120.

여기서, 상기 모재(100)는 유연성과 인장과 같이 와이어 쏘우(Wire Saw)의 사용 상태를 견딜 수 있는 재료로 형성될 수 있고, 바람직하게는, 고탄소 강철, 텅스텐, 알루미늄, 구리 등을 포함하는 강철과 같은 금속 와이어로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the base material 100 may be formed of a material that can withstand the state of use of the wire saw, such as flexibility and tension, and preferably, may include high carbon steel, tungsten, aluminum, copper, or the like. It is preferably formed of a metal wire such as steel.

상기 다수의 연마 입자(110)는 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 탄화 규소, 탄화 티탄 및 세라믹 연마 입자 중 어느 하나인 것이 바람직하다. The plurality of abrasive particles 110 is preferably any one of diamond particles, cubic boron nitride particles, silicon carbide, titanium carbide and ceramic abrasive particles.

상기 전착층(120)은 니켈, 아연, 철, 은, 코발트, 백금, 구리, 크롬 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함하는 도금 물질(121)과 탄소나노튜브(122)의 복합체 구성될 수 있으며, 그 형성 두께는 5 내지 20㎛인 것이 바람직하다. The electrodeposition layer 120 may be a composite of a plating material 121 and a carbon nanotube 122 including at least one metal element selected from nickel, zinc, iron, silver, cobalt, platinum, copper, chromium, and tungsten. It is preferable that the formation thickness is 5-20 micrometers.

여기서, 본 발명의 중요한 특징은 도금 물질(121)과 탄소나노튜브(122)의 복합체로 구성된 전착층(120)을 제공하여, 이러한 전착층(120)으로부터 상기 모재(100)와 다수의 연마 입자(110)의 결합 특성을 향상시키는 것이다. Here, an important feature of the present invention is to provide an electrodeposition layer 120 composed of a composite of a plating material 121 and carbon nanotubes 122, from the electrodeposition layer 120 and the base material 100 and a plurality of abrasive particles It is to improve the bonding characteristics of (110).

이처럼, 본 발명은 도금 물질(121)과 탄소나노튜브(122)의 복합체로 구성된 전착층(120)을 사용하여 상기 모재(100)의 표면에 다수의 연마입자(110)를 부착시킴으로써, 상기 모재(100)와 다수의 연마 입자(110) 간의 결합 특성을 향상시킬 수 있게 되어 모재(100)로부터 연마 입자의 탈락률을 감소시킬 수 있게 되고, 나아가 와이어 모재의 단선을 감소시킬 수 있는 장점까지 얻을 수 있게 된다. As such, the present invention by attaching a plurality of abrasive particles 110 to the surface of the base material 100 using an electrodeposition layer 120 composed of a composite of a plating material 121 and carbon nanotubes 122, the base material It is possible to improve the bonding properties between the 100 and the plurality of abrasive particles 110 to reduce the falling rate of the abrasive particles from the base material 100, and further to obtain the advantage of reducing the disconnection of the wire base material Will be.

따라서, 본 발명은 와이어 쏘우 특성 향상으로 인하여 공구 수명성과 절단 성능을 향상시킨 와이어 절삭 공구를 얻을 수 있게 된다. Therefore, the present invention can obtain a wire cutting tool with improved tool life and cutting performance due to improved wire saw characteristics.

상기 탄소나노튜브(122)는 그라파이트 면(graphite sheet)이 나노미터 수준의 직경으로 둥글게 말린 형태이며, 이 그라파이트 면이 말리는 각도와 형태에 따라서 특성이 서로 다른 다양한 구조를 가지며, 또한 그라파이트 면으로 이루어진 벽(wall)의 개수에 따라서 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube, SWCNT) 또는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled nanotube, MWCNT)로 구분할 수 있으며, 아울러 여러 개의 탄소나노튜브가 뭉쳐있는 형태의 다발형(Carbon Nanotube rope)으로 존재하기도 한다. The carbon nanotubes 122 have a graphite sheet rounded to a diameter of about nanometers, and have various structures having different characteristics depending on the angle and shape of the graphite sheet being dried, and also made of graphite surfaces. Depending on the number of walls, it can be classified into single-walled carbon nanotubes (SWCNT) or multi-walled nanotubes (MWCNTs). It also exists as a carbon nanotube rope.

이러한 상기 탄소나노튜브는 강철의 7배인 탄성률과 강철의 100배인 인장 강도 및 구리선의 1000배의 전기전도도 특성을 가지고 있는 고강도, 고탄성의 물질이기 때문에, 본 발명에서는 상기의 탄소나노튜브(122)를 포함하는 도금 물질(121)을 전착층(120)으로 사용함으로써 기계적 강도가 우수한 전착층을 얻을 수 있게 되는 것이다.Since the carbon nanotubes are a high strength, high elastic material having 7 times the elastic modulus of steel, 100 times the tensile strength of steel, and 1000 times the electrical conductivity of copper wire, the carbon nanotubes 122 are described in the present invention. By using the plating material 121 including the electrodeposition layer 120, an electrodeposition layer having excellent mechanical strength can be obtained.

이처럼, 본 발명은 모재(100)의 표면에 다수의 연마 입자(110)가 고정되도록 형성하는 전착층(120)이 종래 대비 니켈(약 270 내지 320Hv의 기계적 경도 값) 보다 기계적 강도가 우수한 탄소나노튜브(122) 및 도금 물질(121)의 복합체로 형성됨으로써, 연마 입자를 이용하여 피 절삭물을 절삭하는 절단 공정시 상기 모재에 부착된 연마 입자의 이탈에 대해 상기 전착층이 어느 정도 구속하여 공구 수명성과 작업 안정성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.
As such, in the present invention, the electrodeposition layer 120 formed to fix the plurality of abrasive grains 110 on the surface of the base material 100 has carbon nanoparticles superior in mechanical strength to nickel (mechanical hardness value of about 270 to 320 Hv). By forming a composite of the tube 122 and the plating material 121, the electrodeposition layer is restrained to some extent to the separation of the abrasive particles attached to the base material during the cutting process of cutting the workpiece by using the abrasive particles. It can significantly improve the service life and work stability.

도 2a 내지 도 2c를 참조하여 본 발명에 따른 와이어 절삭 공구 제조 방법을 간략하게 설명하도록 한다. With reference to Figures 2a to 2c to briefly describe the wire cutting tool manufacturing method according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 먼저, 도금 용기(200)를 마련한다. 여기서, 상기 도금 용기(200)는 다이아몬드 공구 전착 장치의 용기인 것이 바람직하다. 이어서, 상기 도금 용기(200) 내에 도금 물질과 탄소나노튜브(122)를 포함하는 복합도금액(220)을 저장시킨다. 상기 도금 물질은 니켈, 아연, 철, 은, 코발트, 백금, 구리, 크롬 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 도금 물질을 니켈로 사용하는 경우, 상기 도금 용기(200) 내에 술퍼민산니켈욕으로 이루어진 도금액(210)과 탄소나노튜브(122)를 포함하는 복합도금액(220)을 저장시키도록 한다. Referring to FIG. 2A, first, a plating vessel 200 is prepared. Here, the plating vessel 200 is preferably a vessel of the diamond tool electrodeposition apparatus. Subsequently, the composite plating solution 220 including the plating material and the carbon nanotubes 122 is stored in the plating vessel 200. The plating material may include at least one selected from nickel, zinc, iron, silver, cobalt, platinum, copper, chromium, and tungsten. For example, when the plating material is used as nickel, the plating container 200 The composite plating solution 220 including the plating solution 210 and the carbon nanotubes 122 made of a sulfonic acid nickel bath is stored therein.

상기 복합도금액(220) 내에는 후속의 모재에 부착될 수 있는 다수의 연마 입자(110)가 분산되어 있으며, 상기 다수의 연마 입자(110)는 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 탄화 규소, 탄화 티탄 및 세라믹 연마 입자 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
In the composite plating solution 220, a plurality of abrasive particles 110 that can be attached to a subsequent base material are dispersed, and the plurality of abrasive particles 110 are diamond particles, cubic boron nitride particles, silicon carbide, and carbonization. It is preferable that it is either titanium and ceramic abrasive grains.

도 2b를 참조하면, 제작하고자하는 형상으로 모재(100)를 준비한다. 상기 모재는 유연성과 인장과 같이 와이어 쏘우(Wire Saw)의 사용 상태를 견딜 수 있는 재료로 형성될 수 있고, 바람직하게는, 고탄소 강철, 텅스텐, 알루미늄, 구리 등을 포함하는 금속 와이어로 형성될 수 있다.
Referring to Figure 2b, to prepare a base material 100 to the shape to be produced. The base material may be formed of a material capable of withstanding the state of use of the wire saw, such as flexibility and tension, and preferably, may be formed of a metal wire including high carbon steel, tungsten, aluminum, copper, or the like. Can be.

이어서, 상기 와이어 형태의 모재(100) 표면의 유기물 등을 제거하기 위한 탈지 과정을 수행하고, 이어서, 상기 모재(100) 표면의 산화물 등을 제거하고 모재 표면의 활성화를 위한 산세 과정을 수행한다. 상기 모재는 산세 과정을 통하여 그 표면에 요철이 발생하게 되고, 이러한 현상으로 인해 상기 모재(100)와 다수의 연마 입자 간의 밀착도는 높아지게 된다.
Subsequently, a degreasing process is performed to remove organic substances on the surface of the base material 100 in the wire form, and then, an oxide and the like are removed on the surface of the base material 100 and a pickling process is performed to activate the base material surface. Unevenness is generated on the surface of the base material through the pickling process, and the adhesion between the base material 100 and the plurality of abrasive particles is increased due to this phenomenon.

그런 다음, 상기 복합도금액(220) 내에 모재(100)를 침지시킨다. 본 발명에서는 상기 모재(100)가 와이어 형태로 형성되는 것으로 이해하도록 하여 상기 모재(100)가 연속적으로 상기 도금 용기(200) 내에 침지되는 방식을 이용하도록 한다. Then, the base material 100 is immersed in the composite plating solution 220. In the present invention, it is understood that the base material 100 is formed in a wire shape so that the base material 100 is continuously immersed in the plating container 200.

만약, 상기 모재가 연속적으로 복합도금액에 침지 및 배출되는 방식이 적용되는 경우라면, 상기 모재는 다수개의 롤러에 의해 가이드 될 수 있다. 상기 롤러는 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 그 예로 입구측 또는 출구측 롤러를 포함할 수 있다. 상기 입구측 롤러는 상기 모재가 복합도금액에 침지되도록 모재의 방향을 전환시키는 역할을 하고, 상기 출구측 롤러는 상기 복합도금액 및 다수의 연마 입자 부착 후 상기 모재가 복합도금액으로부터 배출되도록 상기 모재의 방향을 전환시키는 역할을 하게 된다. If the base material is continuously immersed and discharged in the composite plating solution, the base material may be guided by a plurality of rollers. The rollers may be provided in one or more of them, for example, may include an inlet side or an outlet side roller. The inlet roller serves to change the direction of the base material so that the base material is immersed in the composite plating solution, and the outlet side roller is configured to discharge the base material from the composite plating solution after attaching the composite plating solution and a plurality of abrasive particles. Will act to change the direction of the base material.

이어서, 상기 다수의 연마 입자(110)를 와이어 형태의 모재(100)의 표면에 배열시킨다(도 3a 참조). 예를 들어 상기 다수의 연마 입자(110)를 모재(100)의 표면에 배열시키는 공정은, 다수의 연마 입자와 음극 사이의 기계적 충돌에 의해 상기 다수의 연마 입자들이 상기 모재에 도달하면서 상기 모재의 표면에 배열이 이루어지도록 수행할 수 있다.
Subsequently, the plurality of abrasive particles 110 are arranged on the surface of the base material 100 in the form of a wire (see FIG. 3A). For example, the process of arranging the plurality of abrasive particles 110 on the surface of the base material 100 may be performed when the plurality of abrasive particles reach the base material by mechanical collision between the plurality of abrasive particles and the cathode. It can be done to arrange the surface.

그럼 다음, 복합전기도금법을 사용하여 상기 모재(100)의 표면에 상기 도금 물질(121) 및 탄소나노튜브(122)의 복합체로 구성된 전착층(120)을 형성하고, 상기 전착층(120)을 매개로 상기 다수의 연마 입자(110)를 상기 모재(100)의 표면에 부착시킨다(도 3b 참조). 상기 전착층은 평균 연마 입자 크기의 20 내지 70％의 두께로 형성하도록 하며, 바람직하게는 5 내지 20㎛ 두께로 형성하도록 한다. Then, an electrodeposition layer 120 composed of a composite of the plating material 121 and the carbon nanotubes 122 is formed on the surface of the base material 100 using the composite electroplating method, and the electrodeposition layer 120 is formed. The plurality of abrasive particles 110 are attached to the surface of the base material 100 through the medium (see FIG. 3B). The electrodeposition layer is to be formed to a thickness of 20 to 70% of the average abrasive grain size, preferably to a thickness of 5 to 20㎛.

만약, 상기 전착층이 상기의 범위보다 얇은 두께로 형성하게 되면, 상기 전착층 또는 모재로부터 연마 입자들이 안정적으로 고정하지 못하게 되고, 반면, 상기 전착층이 상기의 범위보다 두꺼운 두께로 형성하게 되면 연마 입자에 도포하는 양이 많아지게 되어 연마 입자가 노출되는 부분이 적어지게 되어 절삭 특성이 저하된다. If the electrodeposited layer has a thickness smaller than the above range, the abrasive particles can not be stably fixed from the electrodeposition layer or the base metal. On the other hand, if the electrodeposited layer has a thickness greater than the above range, The amount to be applied to the particles increases, so that the number of portions where the abrasive grains are exposed is reduced and the cutting characteristics are lowered.

여기서, 상기 모재(100)의 표면에 전착층(120)이 형성되고, 상기 다수의 연마 입자(110)를 모재(100)에 부착시키는 공정은, 도 2c를 참조하여, 예를 들어 상기 전착층의 도금 물질을 니켈로 사용하는 경우라면, 600g/L의 술퍼민산니켈(Sulfamic Acid Nickel)과 5 내지 50g/L의 염화니켈(Nickel Chloride), 40 내지 60g/L의 붕산(boric acid)이 포함된 술퍼민산니켈욕으로 이루어진 도금액(210)에 탄소나노튜브(122)를 분산제로 사용하여 분산시킨 뒤, 상기 복합도금액(220)을 이용하여 복합전기도금법을 수행하는 것으로 진행할 수 있다. 상기 붕산은 음극에서의 수소 발생으로 인해 pH가 올라가는 것을 막아주고, 3.2 내지 3.8의 범위에서 유지하기 위해 사용하였다.Here, the electrodeposition layer 120 is formed on the surface of the base material 100, and the process of attaching the plurality of abrasive particles 110 to the base material 100 is described, for example, with reference to FIG. 2C. In case of using nickel as the plating material, 600g / L of sulfamic acid nickel and 5-50g / L of nickel chloride and 40-60g / L of boric acid are included. After dispersing the carbon nanotubes 122 as a dispersant in the plating solution 210 formed of the nickel sulfamate bath, the composite electroplating method may be performed using the composite plating solution 220. The boric acid was used to prevent the pH from rising due to hydrogen generation at the cathode and to maintain it in the range of 3.2 to 3.8.

이때, 상기 복합도금액(220)은 수위가 30 내지 40㎝이고, pH가 3.2 내지 3.8이며, 비중은 35 내지 40이 되는 것이 바람직하며, 상기 복합전기도금법 진행시 전류밀도는 10 내지 150Dk 까지 변화시키고, 도금 용기 내의 온도는 50 내지 70℃로 유지하도록 한다. In this case, the composite plating solution 220 is a water level of 30 to 40 cm, pH is 3.2 to 3.8, specific gravity is preferably 35 to 40, the current density during the composite electroplating method up to 10 to 150D k And the temperature in the plating vessel is maintained at 50 to 70 ° C.

이처럼, 본 발명은 상기 탄소나노튜브(122)를 포함하는 복합도금액(220)을 사용하여 도금 물질(121)과 탄소나노튜브(122)의 복합체로 구성된 전착층(120)을 형성함으로써, 종래의 니켈 물질을 전착층으로 사용하는 경우에 비해 기계적 강도가 우수한 전착층을 얻을 수 있게 된다. 종래의 전착층으로 사용되는 니켈의 기계적 경도 값은 약 270 내지 320이며, 본 발명에 따라 형성된 전착층의 기계적 경도 값은 약 700Hv 이상, 바람직하게는 700 내지 750Hv를 나타낸다. As described above, the present invention uses the composite plating solution 220 including the carbon nanotubes 122 to form the electrodeposition layer 120 composed of the composite of the plating material 121 and the carbon nanotubes 122, Compared with the case where the nickel material of is used as the electrodeposition layer, an electrodeposition layer having excellent mechanical strength can be obtained. The mechanical hardness value of nickel used as a conventional electrodeposition layer is about 270 to 320, and the mechanical hardness value of the electrodeposition layer formed according to the present invention is about 700 Hv or more, preferably 700 to 750 Hv.

이와 같이, 본 발명은 기계적 강도가 우수한 전착층(120)을 매개로 상기 다수의 연마 입자(110)를 상기 모재(100)의 표면에 부착시킴으로써, 상기 모재(100)와 다수의 연마 입자(110) 간의 결합 특성을 향상시킬 수 있게 되어 모재로부터 연마 입자의 탈락률을 감소시킬 수 있게 되고, 나아가 와이어 모재의 단선을 감소시킬 수 있는 장점까지 얻을 수 있게 된다.
As described above, the present invention attaches the plurality of abrasive particles 110 to the surface of the base material 100 through the electrodeposition layer 120 having excellent mechanical strength, thereby providing the base material 100 and the plurality of abrasive particles 110. It is possible to improve the bonding properties between the) to reduce the falling rate of the abrasive particles from the base material, and further to obtain the advantage of reducing the disconnection of the wire base material.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. The scope of which is set forth in the appended claims.

100: 와이어 형태의 모재 110: 연마 입자
120: 전착층 121: 도금 물질
122: 탄소나노튜브 200: 도금 용기
210: 도금액 220: 복합도금액 100: base material in the form of wire 110: abrasive grain
120: electrodeposition layer 121: plating material
122: carbon nanotube 200: plating vessel
210: plating solution 220: composite plating solution

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다수의 연마 입자가 분포되어 있으며, 도금 물질과 탄소나노튜브를 포함하는 복합도금액을 준비하는 단계;
상기 복합도금액에 와이어 형태의 모재를 침지시키는 단계;
상기 와이어 형태의 모재의 표면에 다수의 연마 입자를 배열시키는 단계; 및
복합전기도금법을 사용하여 상기 와이어 형태의 모재 표면에 다수의 연마 입자를 부착시킴과 아울러 상기 와이어 형태의 표면에 상기 도금 물질과 탄소나노튜브의 복합체로 구성된 전착층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 복합도금액은 붕산(boric acid)을 포함하여 3.2 내지 3.8의 pH를 유지하고, 상기 복합도금액의 비중은 35 내지 40이고, 온도는 50 내지 70℃를 유지하고,
상기 복합전기도금법에서 인가되는 전류밀도는 10 내지 150Dk인 것을 특징으로 하는 와이어 절삭 공구 제조 방법.
Preparing a composite plating solution including a plurality of abrasive particles and including a plating material and carbon nanotubes;
Immersing a base material in the form of a wire in the composite plating solution;
Arranging a plurality of abrasive particles on a surface of the base material in the form of a wire; And
Attaching a plurality of abrasive particles to the surface of the wire base material by using a composite electroplating method, and forming an electrodeposition layer composed of the composite of the plating material and carbon nanotube on the surface of the wire shape;
The complex plating solution contains boric acid (boric acid) to maintain a pH of 3.2 to 3.8, the specific gravity of the complex plating solution is 35 to 40, the temperature is maintained at 50 to 70 ℃,
The current density applied in the composite electroplating method is a wire cutting tool manufacturing method, characterized in that 10 to 150Dk.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 연마 입자는 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 탄화 규소, 탄화 티탄 및 세라믹 연마 입자 중 어느 하나인 와이어 절삭 공구 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein said plurality of abrasive particles are any one of diamond particles, cubic boron nitride particles, silicon carbide, titanium carbide, and ceramic abrasive particles.
제 6 항에 있어서,
상기 도금 물질은 니켈, 아연, 철, 은, 코발트, 백금, 구리, 크롬 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함하는 와이어 절삭 공구 제조 방법.
The method according to claim 6,
The plating material is a wire cutting tool manufacturing method comprising at least one metal element selected from nickel, zinc, iron, silver, cobalt, platinum, copper, chromium and tungsten.
삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 전착층은 상기 와이어 형태의 모재의 표면에 5 내지 20㎛ 두께로 형성하는 와이어 절삭 공구 제조 방법.
The method according to claim 6,
The electrodeposition layer is a wire cutting tool manufacturing method for forming a thickness of 5 to 20㎛ on the surface of the base material of the wire form.
제 6 항에 있어서,
상기 전착층은 700 내지 750Hv의 기계적 경도 값을 갖는 와이어 절삭 공구 제조 방법.
The method according to claim 6,
The electrodeposition layer is a wire cutting tool manufacturing method having a mechanical hardness value of 700 to 750 Hv.
제 6 항에 있어서,
상기 와이어 형태의 모재에 대해서 탈지 및 산세 단계를 더 수행하는 와이어 절삭 공구 제조 방법.The method according to claim 6,
The wire cutting tool manufacturing method for performing the step of further degreasing and pickling the wire-like base material.
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