微晶石專用金剛石鋸片的研究與開發(fā)

任春霞

（河北小蜜蜂工具集團有限公司，河北 石家莊 050800）

前言

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，微晶石作為一種新型建筑材料，逐漸走入人們的家庭。微晶石是在與花崗巖形成條件相似的高溫狀態(tài)下，通過特殊的工藝燒結而成的，其耐酸堿度、抗腐蝕性能都優(yōu)于天然石材，同時沒有天然石材常見的細碎裂紋和程度不同的放射性，因此被譽為“21世紀的高檔裝飾材料”，使用量不斷增加，產(chǎn)品種類也不斷豐富，由此帶來微晶石專用金剛石圓鋸片的市場需求也不斷擴大，對產(chǎn)品性能的要求也不斷提高。

本文根據(jù)微晶石切割對金剛石鋸片的使用要求，通過分析胎體、金剛石以及生產(chǎn)加工等多方面的因素對鋸片使用方面的影響，對其開發(fā)與生產(chǎn)特點進行了探討。

1 微晶石專用金剛石鋸片的要求

微晶石作為一種人造裝飾材料，具有質地均勻，密度大、硬度高的特點，同時由于其結晶顆粒細小，研磨性較弱，因此，鋸片在切割中易出現(xiàn)出刃不好，鋒利度下降的情況，影響工作效率和切割質量；同時微晶石既有特殊的微晶結構，又有特殊的玻璃基質，因此切割過程中極易產(chǎn)生崩邊現(xiàn)象，一般加工廠要求石材表面崩邊最大不能超過1.5mm，對切割用鋸片產(chǎn)品提出了較高的使用要求。

我公司從2006年就開始研發(fā)制作微晶石等細晶顆粒材料專用金剛石鋸片，通過多年的研究與應用，對該類型金剛石鋸片的特性有了一定的掌握，積累了一定的經(jīng)驗，總結出了一套專用的鋸片生產(chǎn)工藝并行之有效地運用于生產(chǎn)，產(chǎn)品通過市場驗證，得到了客戶的認可，在專業(yè)市場占有了一席之地。

2 微晶石專用金剛石鋸片配方開發(fā)

2.1 試驗方法

為了使獲得的試驗數(shù)據(jù)盡量準確，所有試驗均在同一工廠同一設備上進行，切割材料也相同。

切割設備：“科達”橋式紅外測控切割機，功率18.5kW，額定轉數(shù)2880轉／分

切割對象：無孔微晶石，厚度2.0mm（江西某公司生產(chǎn)）

2.2 胎體設計

由于微晶石較弱的研磨性，因此微晶石鋸片胎體必須具有較好的自銳性，根據(jù)以往的開發(fā)經(jīng)驗，我們選擇了并以具有較好自銳性的銅錫預合金粉為主，輔以鎳、鈷等單質粉調節(jié)胎體硬度與強度，表1是我們設計的一組胎體配方和鋸片的實際對比切割情況，胎體中隨銅錫合金比例的增加相應減少鎳、鈷元素的含量［1－3］。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，隨著CuSn合金比例的增加和單質Sn、Ni、Co成分的減少，胎體強度、硬度呈下降趨勢，而實際切割中，鋒利度保持上升趨勢，切割崩邊程度逐漸減輕，其中以胎體5效果最佳。分析認為，Ni、Co等元素的存在，使胎體的強度、硬度較高，自銳性較差，從而導致鋒利度在切割中呈下降趨勢，導致崩邊變大，同時較硬的胎體在切割中也易造成崩邊變大。因此，微晶石鋸片刀頭胎體硬度不可過高，控制在HRB70～80為佳。

表1 胎體成分對切割性能的影響Table 1 Effects of matrix composition on cutting properties

2.3 金剛石選擇

我們在胎體試驗的基礎上，選取胎體5進行金剛石篩選試驗。金剛石粒度根據(jù)經(jīng)驗選取在60～100之間，表2為設計的三組金剛石不同的配方及對比切割試驗情況。從切割結果分析，金剛石粒度不宜過粗，否則雖然鋒利度有所提高，但崩邊明顯增大，在保證鋒利度滿足使用要求的情況下，宜選擇在70／80～80／100左右，品級為中高品級，濃度范圍大概在10%～15%為佳［4－5］。

表2 金剛石選擇對切割性能的影響Table 2 Effects of diamond selection on cutting properties

3 微晶石專用金剛石鋸片生產(chǎn)中的注意事項

在影響鋸片性能的因素中，除了配方的設計外，鋸片加工生產(chǎn)過程中各工序的影響也不可忽視。

3.1 焊接工序對鋸片的影響

鋸片焊接時應細心謹慎，嚴格控制焊接溫度、焊接時間，防止基體發(fā)生變形，應設計采用專用工裝以保證焊接的一致性，均勻性，以及焊接刀頭側隙的一致性。此外，配方試驗時應做好配方焊接強度的調整工作，實際生產(chǎn)時，焊接好的鋸片盡量不要再用扭力檢驗焊接強度以防止焊接刀頭和基體產(chǎn)生端面變化，影響切割效果。

3.2 應力對鋸片的影響

鋸片應力的調整對其切割也有較大的影響，表3是不同應力狀態(tài)下鋸片切割情況對比，通過多次試驗我們認為鋸片應力保證在0.15～0.25范圍內(nèi)，可以獲得較好的切割效果［6］。

表3 應力對切割性能的影響Table 3 Effects of stress on cutting properties

3.3 后續(xù)處理對鋸片性能的影響

拋光、開刃對鋸片使用效果也有較大影響，主要體現(xiàn)在其對鋸片平面度與側刃出露程度的影響均會影響切割時的崩邊程度，因此此類鋸片拋光時不可用力過重，砂帶輕拋即可；焊劑清理要用專業(yè)的細砂輪；開刃機精度要高，開刃時采用輕進刀，多次進刀的操作方法，防止產(chǎn)生加工變形和側刃金剛石出露過高［5］。

4 結論

（1）微晶石專用鋸片的胎體應具有較好的自銳性，強度、硬度不易過高。

（2）微晶石專用鋸片金剛石粒度不宜超過70／80，濃度在10%～15%左右。

（3）微晶石專用鋸片生產(chǎn)加工過程對其切割效果也有較大的影響。