다이아몬드로 공구를 코팅하는 것은 절삭 공구의 내구성과 성능을 크게 향상시키는 정교한 공정입니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 다이아몬드 코팅을 위한 공구 준비
코팅 공정 전에 텅스텐 카바이드 공구는 철저한 세척과 2단계의 화학적 준비를 거칩니다.
첫 번째 단계는 다이아몬드 층의 기계적 접착력을 향상시키기 위해 카바이드 표면을 거칠게 만드는 것입니다.
이는 다이아몬드 코팅이 공구 표면에 잘 밀착되어 사용 중에 벗겨지지 않도록 하기 때문에 매우 중요합니다.
두 번째 단계는 코발트가 다이아몬드 성장에 해롭기 때문에 카바이드 표면에서 코발트를 제거하는 것입니다.
텅스텐 카바이드의 바인더로 자주 사용되는 코발트는 CVD 공정 중에 다이아몬드 형성을 억제할 수 있기 때문에 이 단계는 필수적입니다.
2. 다이아몬드 코팅 공정
실제 다이아몬드 코팅은 마이크로웨이브 플라즈마 CVD(MPCVD), DC 아크 플라즈마 스프레이 CVD(DAPCVD), 핫 와이어 CVD(HFCVD) 등 다양한 CVD 방법을 통해 이루어집니다.
이 중 HFCVD는 상대적으로 비용이 저렴하고 넓은 면적에 균일한 증착이 가능하기 때문에 산업 환경에서 특히 선호됩니다.
HFCVD 공정에서는 고온에서 저압 기체상 반응이 일어납니다.
탄소 공급원으로 사용되는 메탄(CH4)은 뜨거운 필라멘트가 있는 상태에서 수소와 반응하여 다이아몬드 필름 전구체를 생성합니다.
그런 다음 이 전구체가 준비된 공구 표면에 증착되어 조밀하고 균일한 다이아몬드 층을 형성합니다.
3. 다이아몬드 코팅 공구의 특징 및 장점
일반적인 코팅 두께가 10~30μm인 다이아몬드 코팅 공구는 비코팅 공구에 비해 상당한 이점을 제공합니다.
마모에 강하고 선명도를 유지할 수 있어 흑연 및 고실리콘 알루미늄 합금과 같이 가공하기 어려운 소재를 절삭하는 데 이상적입니다.
이러한 공구의 생산 주기는 비교적 짧으며, 특히 공구 수명과 성능 향상이라는 이점에 비해 준비 비용이 적당합니다.
4. 적용 분야 및 한계
다이아몬드 코팅 공구는 다양한 공구 크기와 모양에 적용할 수 있지만, 현실적인 한계가 있습니다.
예를 들어, 직경이 0.500인치(12.70mm)보다 큰 공구는 다른 유형의 공구가 더 적합할 수 있으므로 다이아몬드로 코팅하는 것이 비용 효율적이지 않을 수 있습니다.
또한 다이아몬드로 효과적으로 코팅할 수 있는 공구 모양의 복잡성이 제한되어 있어 특정 제조 공정에서 적용이 제한될 수 있습니다.
5. 요약
요약하면, 다이아몬드로 공구를 코팅하는 것은 절삭 공구의 내구성과 성능을 크게 향상시키는 정교한 공정입니다.
CVD, 특히 HFCVD를 사용하면 공구에 다이아몬드 층을 효율적이고 효과적으로 증착할 수 있으므로 가공 작업에서 정밀도와 내구성이 요구되는 산업에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
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