介紹金剛石圓鋸片的部分應用（上篇）

一、金剛石圓鋸片類型、應用范圍

金剛石圓鋸片有小鋸片、中徑鋸片和大徑鋸片。

1、 小鋸片

習慣把直徑在Φ230mm（9″）及以下的金剛石圓鋸片叫做小鋸片。從形狀結構來看，小鋸片有連續(xù)型和分齒型兩種磨料層型貌。連續(xù)型中有整邊（平面型，The continuous Rim Blade）、渦輪（分粗齒、細齒，進一步地，還有加強型、波紋基體型。The Turbo Blade）；分齒型結構中有分齒（平面型，進一步地，還有加強型。The Segmented Type Blade）、半連續(xù)分齒（根部磨料層相連）、渦輪型分齒。所謂加強型是指有一部分磨料層深入到基體中，這樣的鋸片在切割強研磨性材料時，由于有這深入到基體中的磨料層作保護，基體不易被磨薄和產生變形，同時它還相當于加寬了磨料層，起到加強切割、提高壽命的作用；

小鋸片主要是裝在手持式或半自動的切割機上使用，廣泛用于建筑工程、裝修等場合，可以切割石材板材、地板磚、陶瓷、玻璃、混凝土等。整邊鋸片適合于濕切和雕刻，分齒和渦輪鋸片可用于干切。

2、 中、大徑鋸片

一般地，習慣把￠250～750mm直徑的金剛石圓鋸片稱為中徑鋸片，￠800mm及以上的稱為大鋸片。

中徑金剛石圓鋸片主要用于石材等板材的切邊、切角或開槽，也用于高密度耐火材料、高壓電瓷瓶、混凝土路面、瀝青路面伸縮縫、飛機跑道防滑槽、墻體材料、水泥樓板、電氣絕緣材料等的切割。中徑鋸片多在小型橋式切割機（液壓或手動）上使用，移動式切割（如馬路伸縮縫切割）多用手扶式切割機。

大鋸片主要用于將已開采好的石料切成板材。￠2000mm以上大鋸片多用于不規(guī)則荒料的整形和板材切割。大鋸片多在雙向切割機、臺式切割機、大型橋式液壓切割機上使用；也有采用一組相同直徑或兩組不同直徑大鋸片成組切割板材，這樣可明顯提高效率，板材可以加工得更薄、重量更輕、石材利用率更高，當然成組使用對鋸片質量、鋸機功率、剛性、精度、冷卻情況等要求更高。

二、正確選用金剛石圓鋸片

1、鋸片結構尺寸選用

對直徑￠105～2200mm圓鋸片基體和產品的常規(guī)結構、尺寸應該熟悉，應能根據客戶的加工條件推薦合理結構尺寸的鋸片。

2、鋸片基體選用

（1）基體材質、性能

金剛石圓鋸片基體必需具有足夠的強度、剛性和硬度，一般焊接鋸片基體硬度要求HRC37～42；表面粗糙度最大值為Ra3.2μm；表面不得有裂紋、毛刺、銹跡；基體必需消除變形力、微裂紋，確保張應力平衡、平直度及其它形位要求和表觀、內在質量要求。

目前，金剛石圓鋸片基體材質多選用優(yōu)質彈簧鋼65Mn或50Mn2V,；激光焊鋸片基體宜用調質鋼30CrMo、35CrMo，因其碳含量較低，能與激光焊接過渡層很好地焊合。

（2）基體結構

金剛石圓鋸片基體從周邊結構看，大體可分為連續(xù)型和帶水口型。連續(xù)型基體主要用于制作燒結鋸片，其邊緣多為減薄的長城齒；帶水口型基體可用于焊接或整體燒結（邊緣亦為減薄的長城齒）。

水口分窄水口（小U形、匙形）、寬水口（大U形）。窄水口基體用于切割弱研磨性或脆性材料（如石灰石、大理石、微晶石、釉面磚）中徑鋸片，寬水口基體用于大鋸片或是切割強研磨性材料（如砂巖、耐火材料、混凝土、瀝青路面等）的中徑鋸片，這會有利于大量冷卻液流入切口以便沖屑和冷卻。使用窄水口基體，可以使刀頭相互靠得近，同時也不象做較大規(guī)格整邊鋸片那樣易產生變形，鋸切時連續(xù)性好，不易形成沖擊，切口整齊，不易產生崩邊，鋸片使用壽命長，但水口底部應力更集中，尤其是小U形的，易從此處裂開。

應該指出，基體帶水口相當于讓基體外緣部位延長，增加了一定的應力，這可以補償焊接和使用時因熱或離心力的作用造成的外緣增長，從而有利于制造時不變形（整體燒結、焊接時抵償熱應力或胎體的收縮應力）和使用時的排屑、冷卻（水冷和風冷）、減少搖擺和走“S”形切削徑；但是，開水口易造成基體使用時開裂和磨損加快,這主要是由于切割時的作用力反復集中作用于水口底部（不斷拉伸、壓縮），易產生疲勞裂紋。一般地，加大水口底圓弧半徑有利于分散應力。因此，一旦發(fā)現(xiàn)有裂紋存在，可在裂紋根部打一圓孔，這樣能阻止裂紋進一步蔓延；為減少切割強研磨性材料時鋸片基體水口環(huán)形帶的磨損，可采用帶護齒結構的鋸片。

采用消音基體可降低鋸片切割時產生的尖銳高音頻噪聲。消音基體多為復合型材料構成，如：基體中間加一層吸音系數(shù)大的材料（銅箔、橡膠、彈性高分子材料）；采用厚薄鋼板復合；將基體匙形水口用吸音較好的銅片填緊；用激光順著基體水口底部和中心孔沿徑向有規(guī)則地切出“S”型、 “C”型細縫，在激光切縫的基礎上再向縫中灌注一些特殊的樹脂材料效果會更好。

3、金剛石選用

金剛石選用需結合基體、結合劑胎體性質、制造工藝以及加工材質性質、切機參數(shù)、切割方式、切割參數(shù)等。

切割時，鋸片刀頭表面凸出的金剛石要經受被切材料和切屑的摩擦作用以及切入過程中的沖擊作用，因而金剛石在切割、刻蝕其它材料的同時，自身也要被摩擦磨損和沖擊磨損。金剛石摩擦磨損的表征是被磨出非晶體學平面或弧形面，棱角被磨掉，沖擊磨損的特征是金剛石出現(xiàn)破損，形成粗糙面。一般地，被切材質越硬、摩擦性越強、切割速度越快、進給越快，則金剛石受到的沖擊越大，主要以沖擊磨損或脫落形式消耗金剛石，反之，金剛石則主要以機械摩擦磨損形式被消耗。

金剛石圓鋸片切割加工屬粗加工作業(yè)，主要要求效率高以及有一定的使用壽命，金剛石的消耗應是充分發(fā)揮作用的同時合理地磨損、破碎和脫落。金剛石過早消耗或是過于耐磨都不利于切割加工，前者是金剛石未能正常發(fā)揮作用，說明胎體不耐磨或是對金剛石把持力弱、切速或進給太快、被加工材質摩擦性太強，而大塊崩碎則說明金剛石品質差、濃度低。過早消耗表現(xiàn)的都是切割效率低、壽命低，因此需調整金剛石、結合劑和用高切速、大切深、小進給來減少金剛石的破碎、脫落和結合劑的磨損，相應地提高磨削效率和使用壽命；金剛石過于耐磨，表現(xiàn)為只是被磨平或磨成光整的圓弧面，不易產生微破碎，說明結合劑胎體過于耐磨或對金剛石把持太強、鋸片切深大、進給小、被加工材質硬而細密、金剛石品質過于好、濃度過高、金剛石顆粒切入巖石深度小、金剛石顆粒受沖擊和切削力小，使得鋸片宏觀表現(xiàn)為切割效率低、壽命長。因此需通過調整金剛石、結合劑和采用低切速、小切深、大進給來促使金剛石產生微破碎和加快胎體磨損，從而提高切割效率。

一般地，高品質金剛石的抗壓、抗沖擊強度高，切割時能長時間保持完整性，磨損慢，不易產生微破碎，只有在遇到摩擦性特別強的材料（如粗粒石英且含量高、組織疏松）時才發(fā)生微破碎；但另一方面，金剛石品質好，晶型越趨向等積型，表面光滑，故結合劑胎體對其愈難把持，這樣就容易直接脫落。因此對高品級金剛石，應采取措施使得表面變粗糙，或最好采用表面鍍覆金剛石；粒度要粗、濃度應低，所用結合劑應具有相適應的耐磨性和對金剛石及其鍍覆層有較強的粘結力，被切對象研磨性較強時更適合；對較低品級金剛石，因抗壓、抗沖擊性較差，在切割一般材料時就有可能發(fā)生明顯的磨損和破碎，而切割難加工材料（如硬而細密花崗石）時會很快產生大塊崩碎和失去切割能力。因此，對較低品級金剛石，粒度宜細、濃度宜高，而結合劑胎體應軟、不能太耐磨，燒結溫度應低以減少對金剛石的影響，被加工材質應為易切割材料，這樣也能較充分地發(fā)揮這些金剛石的作用。

還有一點要特別注意，對使用高溫耐磨結合劑、高品級金剛石和切割難加工材料的場合，如果摻加一些低品級金剛石或是高品級金剛石品質分散性大，都會造成鋸切工具的效率、壽命明顯下降。

鋸片用金剛石粒度多為30/35～60/70。切割砂巖、水泥路面、瀝青路面、耐火材料等較強研磨性材料時，粒度宜粗；切割一些高硬細密花崗石和脆的玻璃等材料時，金剛石粒度宜細。

鋸片用金剛石濃度一般為25～50%，小鋸片多用15～30% 。

表2-1是花崗石中徑鋸片用金剛石、結合劑胎體性能與石材性質、鋸切參數(shù)的關系。

表2-1花崗石中徑鋸片參數(shù)、鋸切參數(shù)、巖石性能的適應關系

4、結合劑選用

一般地，切割硬度低或弱研磨性、無研磨性材料如玻璃、釉面瓷磚、軟大理石等，要求結合劑胎體應軟、不耐磨和有一定的脆性、宜用青銅基、銅基、鈷青銅基或鐵青銅基結合劑；金剛石要求棱角鋒利、表面粗糙；鋸切速度、切深、進給都可以大些，但要注意被切材料的脆性是否能承受，以防崩邊、崩角。

切割一般研磨性或中等硬度、中等研磨性材料如普通大理石、石灰石、青石、軟花崗石（玄武巖等）和切割硬而細密的花崗石時，結合劑胎體的耐磨性應低、對金剛石的把持力要強；金剛石表面也應粗糙、宜表面鍍覆；切割參數(shù)的選擇還要看被切割材料的硬度：硬度高易形成沖擊性切割，故切速、切深都不宜大，但宜快進給。而硬度不太高時，切速、切深宜大些。

對強研磨性材料如粗石英花崗石、砂巖、混凝土、耐火磚等的切割，要求鋸片用結合劑的胎體耐磨，對金剛石的把持性要高，宜用鐵基、WC基配方；金剛石要用高品質、耐熱性好、鍍覆的；切割高硬度的強研磨性材料時易形成沖擊，故切速、切深不宜過大，可以快進給；而切割低硬度的強研磨性材料正相反，應采用高切速、大切深和慢進給，這樣可有效保持切割效率，同時能減少結合劑胎體的磨損及金剛石的磨損和脫落。

對于干切用途的金剛石鋸片，需要考慮結合劑胎體受熱時的傳熱性要好、不易軟化以及對金剛石的牢固把持性，因此用鈷基結合劑較合適，鎢基也是較合適的一類配方；金剛石的耐熱性要好、宜表面鍍覆；還要特別注意金剛石刀頭結構、基體結構的設計，以加強排屑和風冷卻效果。

5、“對號切割”原則

“對號切割”是選用金剛石圓鋸片的一般原則，即所選鋸片的各項參數(shù)（主要指金剛石品質、粒度、濃度、結合劑配方、胎體性能、刀頭結構與尺寸、基體結構與尺寸、焊接等）應與被切割材料的硬度、研磨性、性能分布性、切機性能、切割參數(shù)相適應，這樣才能發(fā)揮出最佳效果。一旦“對號”錯誤，就會出現(xiàn)切不動或壽命很低的問題。