影響金剛石圓鋸片效率和壽命的因素有鋸切工藝參數(shù)和金剛石的粒度、濃度、結(jié)合劑硬度等。據(jù)切能數(shù)有鋸片線速、鋸切濃度和進(jìn)刀速度。

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鋸切參數(shù)影響金剛石鋸片壽命

影響金剛石鋸片壽命的因素:

影響金剛石圓鋸片效率和壽命的因素有鋸切工藝參數(shù)和金剛石的粒度、濃度、結(jié)合劑硬度等。據(jù)切能數(shù)有鋸片線速、鋸切濃度和進(jìn)刀速度。

一、鋸切參數(shù):

(1)鋸片線速度:在實(shí)際工作中,金剛石圓鋸片的線速度受到設(shè)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(yīng)根據(jù)不同石材的性質(zhì)選擇鋸片的線速度。鋸切花崗石時(shí),鋸片線速度可在25m~35m/s范圍內(nèi)選定。對(duì)于石英含量高而難于鋸切的花崗石,鋸片線速度取下限值為宜。在生產(chǎn)花崗石面磚時(shí),使用的金剛石圓鋸片直徑較小,線速度可以達(dá)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(shù)。一般來(lái)講,當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較高時(shí),應(yīng)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(yīng)降低進(jìn)刀速度。當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較大時(shí),應(yīng)選取大的切削深度。但當(dāng)在鋸機(jī)性能和刀具強(qiáng)度許可范圍內(nèi),應(yīng)盡量取較大的切削濃度進(jìn)行切削,以提高切削效率。當(dāng)對(duì)加工表面有要求時(shí),則應(yīng)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(qū)的散熱情況。它的取值應(yīng)根據(jù)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(dāng)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(xì)粒結(jié)構(gòu)的、比較均質(zhì)的花崗石,可適當(dāng)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(jié)構(gòu)而軟硬不均的花崗石時(shí),應(yīng)降低進(jìn)刀速度,否則會(huì)引起鋸片振動(dòng)導(dǎo)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(nèi)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(nèi)。巖石愈堅(jiān)硬,宜選取用較細(xì)的粒度。因?yàn)樵谕葔毫l件下,金剛石愈細(xì)愈鋒利,有利于切入堅(jiān)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(xì)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(nèi)所含金剛石的重量)。"規(guī)范"規(guī)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(jié)塊中金剛石所占體積的多少,并規(guī)定,當(dāng)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(zhǎng)鋸片的壽命,因?yàn)樵黾訚舛燃礈p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(jì)的濃度,且該濃度隨鋮切率增大而增大。

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

(4)力效應(yīng)、溫度效應(yīng)及磨破損:金剛石圓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(yīng)和溫度效應(yīng)而引起金剛石圓鋸片的磨破捐損。

①力效應(yīng):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(fèi)多、鋸切時(shí)噪音大、振動(dòng)加劇,造成金剛石結(jié)塊早期破損、鋸片壽命降低。

②溫度效應(yīng):傳統(tǒng)理論認(rèn)為:溫度對(duì)鋸片過(guò)程的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是導(dǎo)致結(jié)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(dǎo)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(jié)塊;^(qū)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(qū)的平均溫度,對(duì)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(yīng)力,而導(dǎo)致金剛石失效機(jī)理發(fā)生根本性彎化。研究表明,溫度效應(yīng)是使鋸片破損的最大影響因素。

③磨破損:由于力效應(yīng)和溫度較應(yīng),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(jié)合劑沿鋸切速度方向的機(jī)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(xiàn)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(yīng)力,同時(shí)還承受交變的切削應(yīng)力,就會(huì)出現(xiàn)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(jié)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(jié)合劑本身的磨損和鋸切熱使結(jié)合劑軟化。這就使結(jié)合劑的把持力下降,當(dāng)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(rùn)滑條件。
    作者:大學(xué)生新聞網(wǎng) 來(lái)源:大學(xué)生新聞網(wǎng)
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