石材加工中金刚石绳锯的使用前景

    　金刚石绳锯在石材加工工业中，可用来加工和开采花岗石和大理石荒料已为世人公认。在欧洲，金刚石绳锯已被定为大理石的标准开采工具，并正在有效地进入花岗石的开采中。金刚石绳锯的使用也在增加。现在花岗石，大理石加工的许多应用中都可以发现有绳锯在使用。在上世纪九十年代早期，固定式金刚石绳锯机使用仅限于极少数石材加工者，他们已使用这一技术来进行石块的制备。从那时以来，在技术上已有了很大不同。1997年，一个相当新的设想在CNC控制的绳锯机上商品化了，它具有锯切建筑用的相当复杂的形状的能力。把最新机床概念，机床控制技术和现代化的金刚石工具汇集一身，成为一个综合设备，可以根据设计把石材加工成各种不同的形状，在此之前必须花费大量的费用才能完成。这种金刚石绳锯的引入解除了建筑师和设计师们在实现他们内外石材装饰工程中外形设计在技术和费用上的障碍。

　　10～40mm厚的花岗石大尺寸薄板只有用常规的钢砂锯才能完成。由于锯片基体设计和与之相关的槽宽的限制，用圆锯片加工是绝不可能的。用金刚石绳锯代替这种过时的技术，已经想了好多年了，但是直到1997年金刚石工具化之后才成为可能。这种锯机是专门设计用来实现用高档金刚石绳锯代替传统的框架锯。这种使用10根直径为8mm的金刚石绳锯的金刚石锯机的加工能力相当于二台传统的框架锯，同时加工的石板的表面形貌得到改善，废弃石材的量和功率的消耗都得到降低。单单表面质量的改善就意味着后续的磨削加工的时间减少近20%。

   　 这种加工概念的成功，在很大程度上依赖于称作金刚石绳锯的工具的性能。有二个因素是这种应用成功的关键。首先，绳的直径直接决定着工件材料的实用性。最初，用于加工花岗石的金刚石绳锯的直径为10～12mm，然而今天，最小的直径范围达到6～8mm。其次是金刚石绳锯的实际性能。这可以用两种方式进行测量。其一，金刚石绳锯必须达到一定的切割速率，并且这个效率能够在长时间内保持，它还必须能使其带来的其它优点得以极大发挥，例如降低功率消耗和材料的废弃。为了实现这些优点，金刚石技术更前进了一步。早期用于大理石开采的电镀金刚石绳锯使用了不规则的天然金刚石磨料或相当易切的低于中等强度的金刚石，今天的金刚石绳锯使用的是相当完善的耐磨损的材料，使高强度，规则形状的人造金刚石产品具有的优点得以充分地发挥。 [page]

   　 DEBID研究了过去十年中金刚石绳锯的应用情况。研究集中在应用的细节上，特别是工具，工件和机床设计之间的相互作用。这个过程允许DEBID把它的注意力集中在研究手段上，以便生产出能充分满足未来市场需要的人造金刚石产品，包括产品和粒度，强度，热稳定性和特性。

    　现场试验使用在英国的DEBID的绳锯设备，按一定的程序进行。绳锯机的配置尽量接近通常生产的环境条件。

    　通过近十年来的试验数据的分析，大量的观测报告显示的趋势已经确认。一些观测到的趋势不是工具性能的，而是对绳锯工艺专用的。早期金刚石绳锯是电镀的，用来锯切大理石，紧接着用于花岗石的结合剂和烧结串珠被引入。今天的制造技术最新发展可以见到热等静压制法生产的串珠。它带来了粉末冶金金刚石工具的批量生产的新领域。同时也看到了烧结料的密度和一致性的明显改进。最后，还引入了单层或多层钎焊的金刚石工具，它提供了较现用的金刚石工具在金刚石磨粒暴露高度和粘结牢固度方面的优越性。这一结果使工具规范化，可以增加绳锯生产量并在一定程度上降低成本。

    　加工数据进行了处理，以便生成精确的工具性能的表达式，其中包含二项，即当固定加工功率条件下的可达到的切割效率和工具的寿命。与工件的选择和加工参数不同，影响工具性能的因素为金刚石品牌的技术条件，其粒度分布，结合剂粉末冶金原料和制造方法。

   　 这些变量，当几种不同的绳锯在同样的使用条件下进行评定时，发生了一个有趣的情况，应用的生产率是特别有趣的。在十年考查期间，这种应用取得的锯切效率均稳定地保持在170～250cm2/min的范围内。随着这一结论的产生，可以断定，在这一领域中的金刚石绳锯的使用具有显著的效益。金刚石绳锯已实现了这一增长，因为性能的改进带来成本的下降，包括改善工具的寿命，因而，直接减少了加工成本。在研究初期，直径为10mm的金刚石绳锯的使用寿命的工业标准指数为5m2/m(绳锯)，到了研究后期，这一指数增加了2倍。〖CM(19*2〗加工成本上显著下降，因而促进了应用的增长。

    　正如所看到的，尽管目前经济上出现一些混乱，但石材加工仍稳定地连续增长。在几乎所有有合适的天然资源的国家，在石材的开采和加工方面毫无疑问地都在增长。但是最终的石材产品的大部分生产来自于三个主要国家，横跨两大洲。在这两大洲之间存在大量的经济和技术上的不同。因而对机床，工具，以致于金刚石产品的技术要求有巨大的不同。由于欧洲国家在努力保持其成本的竞争能力，所以在技术开发方面进行了大量的尝试，它正在不断地改进工件的实用性。通过金刚石绳锯应用的增长，高精度的机床的使用，能够进行大切深和精密的锯切，以及多根绳锯的开发利用，都可以看到这些进展。产量的增长主要来源于三个地区，在那里可以实现成本降低。