影响金刚石圆锯片效率和寿命的因素

 　  影响金刚石圆锯片效率和寿命的因素有锯切工艺参数和金刚石的粒度、浓度、结合剂硬度等。据切能数有锯片线速、锯切浓度和进刀速度。

  　  一、锯切参数

    (1)锯片线速度：在实际工作中，金刚石圆锯片的线速度受到设备条件、锯片质量和被锯切石才性质的限制。从最佳锯片使用寿命与锯切效率来说，应根据不同石材的性质选择锯片的线速度。锯切花岗石时，锯片线速度可在25m～35m/s范围内选定。对于石英含量高而难于锯切的花岗石，锯片线速度取下限值为宜。在生产花岗石面砖时，使用的金刚石圆锯片直径较小，线速度可以达到35m/s。

    (2)锯切深度：锯切深度是涉及金刚石磨耗、有效锯切、锯片受力情况和被锯切石材性质的重要参数。一般来讲，当金刚石圆锯片的线速度较高时，应选取小的切消深度，从目前技术来说，锯切金刚石的深度可在1mm～10mm之间选择。通常用大直径锯片锯切花岗石荒料时，锯切深度可控制在1mm～2mm之间，与此同时应降低进刀速度。当金刚石圆锯片的线速度较大时，应选取大的切削深度。但当在锯机性能和刀具强度许可范围内，应尽量取较大的切削浓度进行切削，以提高切削效率。当对加工表面有要求时，则应采用小深度切削。

    (3)进刀速度：进刀速度即被锯切石材的进给速度。它的大小影响锯切率、锯片受力以及锯切区的散热情况。它的取值应根据被锯切石材的性质来选定。一般来讲，锯切较软的石材，如大理石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，更有利于提高锯切率。锯切细粒结构的、比较均质的花岗石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，金刚石刃容易被磨平。但锯切粗粒结构而软硬不均的花岗石时，应降低进刀速度，否则会引起锯片振动导致金刚石碎裂而降低锯切率。锯切花岗石的进刀速度一般在9m～12m/min范围内选定。[page]

　 　二、其他影响因素

    (1)金刚石粒度：常用的金刚石粒度在30/35～60/80范围内。岩石愈坚硬，宜选取用较细的粒度。因为在同等压力条件下，金刚石愈细愈锋利，有利于切入坚硬的岩石。另外，一般大直径的锯片要求锯切效率高，宜选取用较粗的粒度，如30/40，40/50；小直径的锯片锯切的效率低，要求岩石锯切截面光滑，宜选用较细的粒度，如50/60，60/80。

    (2)刀头浓度：所谓金刚石浓度，是指金刚石在工作层胎体中分布的密度(即单位面积内所含金刚石的重量)。“规范”规定，每立方厘米工作胎体中含4.4克拉的金刚石时，其浓度为100%，含3.3克拉的金刚石时，其浓度为75%。体积浓度表示结块中金刚石所占体积的多少，并规定，当金刚石的体积占总体积的1/4时的浓度为100%。增大金刚石浓度可望延长锯片的寿命，因为增加浓度即减小了每粒金刚石所受的平均切削力。但增加深度必然增加锯片的成本，因而存在一个最经济的浓度，且该浓度随铖切率增大而增大。

    (3)刀头结合剂的硬度：一般来说，结合剂的硬度越高，其抗磨损能力越强。因而，当锯切研磨性大的岩石时，结合剂硬度宜高；当锯切材质软的岩石时，结合剂硬度宜低；当锯切研磨性大且硬的岩石时，结合剂硬度宜适中。

    (4)力效应、温度效应及磨破损：金刚石圆锯片在切割石材的过程中，会受到离心力、锯切力、锯切热等交变载荷的作用。

   　　 由于力效应和温度效应而引起金刚石圆锯片的磨破捐损。

    　力效应：在锯切过程中，锯片要受到轴向力和切向力的作用。由于在圆周方向和径向存在力的作用，使得锯片在轴向呈波浪状，在径向呈碟状。这两种变形都会造成岩石切面不平直、石材浪费多、锯切时噪音大、振动加剧，造成金刚石结块早期破损、锯片寿命降低。

    　温度效应：传统理论认为：温度对锯片过程的影响主要表现在两个方面：一是导致结块中的金刚石石墨化；二是造成金刚石与胎体的热奕力而导致金刚石颗粒过早脱落。新研究表明：切割过程中产生的热量主要传入结块。弧区温度不高，一般在40～120℃之间。而磨粒磨削点温度却较高，一般在250～700℃之间。而冷却液只降低弧区的平均温度，对磨粒温度却影响较小。这样的温度不致使石墨炭化，却会使磨粒与工件之间摩擦性能发生变化，并使金刚石与添加剂之间发生热应力，而导致金刚石失效机理发生根本性弯化。研究表明，温度效应是使锯片破损的最大影响因素。

   　 磨破损：由于力效应和温度较应，锯片经过一段时间的使用往往会产生磨破损。磨破损的形式主要有以下几种：磨料磨损、局部破碎、大面积破碎、脱落、结合剂沿锯切速度方向的机械擦伤。磨料磨损：金刚石颗粒与式件不断摩擦，棱边钝化成平面，失去切削性能，增大摩擦。锯切热会使金刚石颗粒表面出现石墨化薄层，硬度大大降低，加剧磨损：金刚石颗粒表面承受交变的热应力，同时还承受交变的切削应力，就会出现疲劳裂纹而局部破碎，显露出锐利的新棱边，是较为理想的磨损形态；大面积破碎：金刚石颗粒在切入切出时承受冲击载荷，比较突出的颗粒和晶粒过早消耗掉；脱落：交变的切削力使金刚石颗粒在结合剂中不断的被晃动而产生松动。同时，锯切过程中的结合剂本身的磨损和锯切热使结合剂软化。这就使结合剂的把持力下降，当颗粒上的切削力大于把持力时，金刚石颗粒就会脱落。无论哪一种磨损都与金刚石颗粒所承受的载荷和温度密切相关。而这两者都取决于铖切工艺和冷却润滑条件。