影響金剛石鋸片使用壽命的原因

　　影響金剛石鋸片效率和壽命的因素有鋸切工藝參數和金剛石的粒度、濃度、結合劑硬度等。鋸片線(xiàn)速、鋸切濃度和進(jìn)刀速度。

　　一、鋸切參數

　　(1)鋸片線(xiàn)速度：在實(shí)際工作中，金剛石鋸片的線(xiàn)速度受到設備條件、鋸片質(zhì)量和被鋸切石才性質(zhì)的限制。從最佳鋸片使用壽命與鋸切效率來(lái)說(shuō)，應根據不同石材的性質(zhì)選擇鋸片的線(xiàn)速度。鋸切花崗石時(shí)，鋸片線(xiàn)速度可在25m～35m/s范圍內選定。對于石英含量高而難于鋸切的花崗石，鋸片線(xiàn)速度取下限值為宜。在生產(chǎn)花崗石面磚時(shí)，使用的金剛石鋸片直徑較小，線(xiàn)速度可以達到35m/s。

　　(2)鋸切深度：鋸切深度是涉及金剛石磨耗、有效鋸切、鋸片受力情況和被鋸切石材性質(zhì)的重要參數。一般來(lái)講，當金剛石圓鋸片的線(xiàn)速度較高時(shí)，應選取小的切消深度，從目前技術(shù)來(lái)說(shuō)，鋸切金剛石的深度可在1mm～10mm之間選擇。通常用大直徑鋸片鋸切花崗石荒料時(shí)，鋸切深度可控制在1mm～2mm之間，與此同時(shí)應降低進(jìn)刀速度。當金剛石圓鋸片的線(xiàn)速度較大時(shí)，應選取大的切削深度。但當在鋸機性能和刀具強度許可范圍內，應盡量取較大的切削濃度進(jìn)行切削，以提高切削效率。當對加工表面有要求時(shí)，則應采用小深度切削。

　　(3)進(jìn)刀速度：進(jìn)刀速度即被鋸切石材的進(jìn)給速度。它的大小影響鋸切率、鋸片受力以及鋸切區的散熱情況。它的取值應根據被鋸切石材的性質(zhì)來(lái)選定。一般來(lái)講，鋸切較軟的石材，如大理石，可適當提高進(jìn)刀速度，若進(jìn)刀速度過(guò)低，更有利于提高鋸切率。鋸切細粒結構的、比較均質(zhì)的花崗石，可適當提高進(jìn)刀速度，若進(jìn)刀速度過(guò)低，金剛石刃容易被磨平。但鋸切粗粒結構而軟硬不均的花崗石時(shí)，應降低進(jìn)刀速度，否則會(huì )引起鋸片振動(dòng)導致金剛石碎裂而降低鋸切率。鋸切花崗石的進(jìn)刀速度一般在9m～12m/min范圍內選定。

　　二、其他影響因素

　　(1)金剛石粒度：常用的金剛石粒度在30/35～60/80范圍內。巖石愈堅硬，宜選取用較細的粒度。因為在同等壓力條件下，金剛石愈細愈鋒利，有利于切入堅硬的巖石。另外，一般大直徑的鋸片要求鋸切效率高，宜選取用較粗的粒度，如30/40，40/50;小直徑的鋸片鋸切的效率低，要求巖石鋸切截面光滑，宜選用較細的粒度，如50/60，60/80。

　　(2)刀頭濃度：所謂金剛石濃度，是指金剛石在工作層胎體中分布的密度(即單位面積內所含金剛石的重量)。"規范"規定，每立方厘米工作胎體中含4.4克拉的金剛石時(shí)，其濃度為100%，含3.3克拉的金剛石時(shí)，其濃度為75%。體積濃度表示結塊中金剛石所占體積的多少，并規定，當金剛石的體積占總體積的1/4時(shí)的濃度為100%。增大金剛石濃度可望延長(cháng)鋸片的壽命，因為增加濃度即減小了每粒金剛石所受的平均切削力。但增加深度必然增加鋸片的成本，因而存在一個(gè)最經(jīng)濟的濃度，且該濃度隨鋮切率增大而增大。

　　(3)刀頭結合劑的硬度：一般來(lái)說(shuō)，結合劑的硬度越高，其抗磨損能力越強。因而，當鋸切研磨性大的巖石時(shí)，結合劑硬度宜高;當鋸切材質(zhì)軟的巖石時(shí)，結合劑硬度宜低;當鋸切研磨性大且硬的巖石時(shí)，結合劑硬度宜適中。

　　(4)力效應、溫度效應及磨破損：金剛石鋸片在切割石材的過(guò)程中，會(huì )受到離心力、鋸切力、鋸切熱等交變載荷的作用。

　　由于力效應和溫度效應而引起金剛石圓鋸片的磨破捐損。

　　力效應：在鋸切過(guò)程中，鋸片要受到軸向力和切向力的作用。由于在圓周方向和徑向存在力的作用，使得鋸片在軸向呈波浪狀，在徑向呈碟狀。這兩種變形都會(huì )造成巖石切面不平直、石材浪費多、鋸切時(shí)噪音大、振動(dòng)加劇，造成金剛石結塊早期破損、鋸片壽命降低。

　　溫度效應：傳統理論認為：溫度對鋸片過(guò)程的影響主要表現在兩個(gè)方面：一是導致結塊中的金剛石石墨化;二是造成金剛石與胎體的熱奕力而導致金剛石顆粒過(guò)早脫落。新研究表明：切割過(guò)程中產(chǎn)生的熱量主要傳入結塊?；^溫度不高，一般在40～120℃之間。而磨粒磨削點(diǎn)溫度卻較高，一般在250～700℃之間。而冷卻液只降低弧區的平均溫度，對磨粒溫度卻影響較小。這樣的溫度不致使石墨炭化，卻會(huì )使磨粒與工件之間摩擦性能發(fā)生變化，并使金剛石與添加劑之間發(fā)生熱應力，而導致金剛石失效機理發(fā)生根本性彎化。研究表明，溫度效應是使鋸片破損的最大影響因素。

　　磨破損：由于力效應和溫度較應，鋸片經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用往往會(huì )產(chǎn)生磨破損。磨破損的形式主要有以下幾種：磨料磨損、局部破碎、大面積破碎、脫落、結合劑沿鋸切速度方向的機械擦傷。磨料磨損：金剛石顆粒與式件不斷摩擦，棱邊鈍化成平面，失去切削性能，增大摩擦。鋸切熱會(huì )使金剛石顆粒表面出現石墨化薄層，硬度大大降低，加劇磨損：金剛石顆粒表面承受交變的熱應力，同時(shí)還承受交變的切削應力，就會(huì )出現疲勞裂紋而局部破碎，顯露出銳利的新棱邊，是較為理想的磨損形態(tài);大面積破碎：金剛石顆粒在切入切出時(shí)承受沖擊載荷，比較突出的顆粒和晶粒過(guò)早消耗掉;脫落：交變的切削力使金剛石顆粒在結合劑中不斷的被晃動(dòng)而產(chǎn)生松動(dòng)。同時(shí)，鋸切過(guò)程中的結合劑本身的磨損和鋸切熱使結合劑軟化。這就使結合劑的把持力下降，當顆粒上的切削力大于把持力時(shí)，金剛石顆粒就會(huì )脫落。無(wú)論哪一種磨損都與金剛石顆粒所承受的載荷和溫度密切相關(guān)。而這兩者都取決于鋮切工藝和冷卻潤滑條件。

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