• Composites Research
• /
• 제24권4호
• /
• pp.23-28
• /
• 2011

최근 항공용 재료 산업 분야에서 널리 사용되고 있는 CFRP의 활용이 증가되고 있다. 하지만, CFRP와 같은 복합재료 부품의 결합 시에 단점이 있다. 복합재료를 이용한 다양한 구조를 제조하기 위해선 많은 홀 가공이 필요하다. 일반적으로 CFRP 홀 가공시 내구성이 매우 강한 polycrystalline crystalline diamond (PCD) 드릴을 사용한다. 하지만, 단가가 비싸고 가공 속도가 느리기 때문에 내구성은 PCD 드릴에 비해 약하나 드릴 형상 변화를 통해 가공 속도를 조절 할 수 있고, 비교적 가격이 저렴한 chemical vapor deposition (CVD) 다이아몬드 코팅 드릴의 사용량이 증가 되고 있다. 본 연구에서는. PCD 드릴과 CVD 다이아몬드 코팅 드릴의 홀 가공성을 비교 평가하였다. 먼저, 홀 가공 조건 식 (날당 이송량, 절삭 속도)을 이용하여 CFRP 홀 가공성을 평가했으며, CFRP 가공 시 드릴링 과정에서 발생하는 시편 내부의 열적 손상 정도를 비교했다. 열화상 카메라 촬영한 홀 가공 시 발생되는 온도를 이용한 경험식을 만들어 두 드릴의 발열 정도에 따른 홀 가공성을 비교 평가하였다. 또한, 홀 가공 시 발생하는 칩(chip) 배출 여부에 따른 홀 내부의 상태를 평가하여 CVD 다이아몬드 코팅 드릴과 PCD 드릴의 CFRP 홀 가공성을 비교했다. 전반적으로 PCD 드릴의 홀 가공성이 CVD 다이아몬드 드릴에 비해 우수한 성능을 나타냈지만, 홀 생성 속도는 CVD 다이아몬드 드릴이 PCD 드릴에 비해 빠른 결과를 나타냈다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.533-537
• /
• 2003

Compared to sintered polycrystalline diamond (PCD), the deposited thin film diamond has a great advantage on the fabrication of cutting tools with complex geometries such as drills. Because of high performance in high speed machining non-ferrous difficult-to-cut materials in the field of automobiles industry, aeronautics and astronautics industry, diamond-coated drills find large potentialities in commercial applications. However, the poor adhesion of the diamond film on the substrate and high surface roughness of the drill flute adversely affect the tool lift and machining quality and they become the main technical barriers for the successful development and commercialization of diamond-coated drills. In this paper, diamond thin films were deposited on the commercial WC-Co based drills by the electron aided hot filament chemical vapor deposition (EACVD). A new multiple coating technology based on changing gas pressure in different process stages was developed. The large triangular faceted diamond grains may have great contribution to the adhesive strength between the film and the substrate, and the overlapping ball like blocks consisted of nanometer sized diamond crystals may contribute much to the very low roughness of diamond film. Adhesive strength and quality of diamond film were evaluated by scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), Raman spectrum and drilling experiments. The ring-block tribological experiments were also conducted and the results revealed that the friction coefficient increased with the surface roughness of the diamond film. From a practical viewpoint, the cutting performances of diamond-coated drills were studied by drilling the SiC particles reinforced aluminum-matrix composite. The good adhesive strength and low surface roughness of flute were proved to be beneficial to the good chip evacuation and the decrease of thrust and consequently led to a prolonged tool lift and an improved machining quality. The wear mechanism of diamond-coated drills is the abrasive mechanical attrition.