金刚石锯切工具分类
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(8)粘结相。指浸润并粘结骨架相和金刚石颗 粒的低熔点金属或合金。目前应用较多的是 铜以及铜的合金。对于固相烧结而言,没有 确定的粘结相。 (9)中间相。指胎体中介于骨架相与粘结相之 间的,用以调节胎体的综合力学性能的胎体 材料,如镍、锰、钴和铁等,可以提高胎体 的硬度、强度和耐磨性等综合性能。 (10)添加相。指为了改善或提高胎体某一方面 的性能而添加的某些少量元素、合金或化合 物:如,为了改善胎体与金刚石的粘结性能, 可以添加的铬、钨、钛和TiH2等。
(一)生产设备
金刚石锯片冷压-烧结工艺流程示意图见图5-6。其所需设 备为:混料机、冷压机、烧结炉和开刃机等。
1.压机
压机的选择主要是根据产品的规格大小确定压机吨位。压 制所需的总压力按下式计算 P总=S0P设 式中 P总—压制工件时所需总压力,kN; S0—工件压制横截面积,cm2; P设—设计(或实际)冷压单位面积压力kN/cm2 所选择压 机的压力P压机应符合下式: P总≤70% P压机 (5—2) 根据计算结果,可以选择25t、40t、63t单臂压力机或者l00t、 200t、315t四柱压机。在满足压制压力要求的前提下,应尽量 选择小吨位压机,以避免“大马拉小车”。锯片的单位压制压 力一般为294~490MPa(3~5tf/cm2)。
(一)圆锯片 圆锯片(图5-1)是最常用的一种锯切工具,其直径跨
度大,从φ5mm到φ2800mm,厚度范围从0.1mm到15mm。其 用途广泛,制造方法多且难度大。圆锯片主要有三种: (1)节块式锯片(图5-1a)。包括由直接冷压、烧结制造的φ105— 450mm干切片,和经热压、焊接制造的φ350一2200mm的大理 石、花岗岩切割片,用途最为广泛。 (2)连续周边式锯片(图5-1b),一般由冷压、烧结法制造,包括用 于玉石切割的玉雕锯片、其他用途的干切片和湿切片。 (3)内圆切割片(图5-1C)。主要用于单晶硅等贵重材料的切割,为 了节约贵重材料,要求其厚度很薄(δ= 0.1~0.5mm),一般用电 镀法制造。
(一)人造金刚石 (二)天然金刚石锯片 在人们尚未合成出高品级粗颗粒金刚石之前,制 造石材切割工具的金刚石都是天然金刚石,现在 基本上已经为人造金刚石所替代。除一些特殊场 合外,已经没有人用天然金刚石制造锯片。 (三)复合聚晶金刚石锯片 复合聚晶金刚石具有极高耐磨性、抗冲击韧性, 在国外已开始用于制造圆锯片,用以切割有色金 属材料、石墨材料、硬质木材和塑料制品等。
L1:3,000 to 6000mm(根据机型) L3:180mm L4:2,000 to 4000mm X:8mm G,Y:(视结合的方式而定)
L2:20mm
E:3.5mm & 3mm
T:5MM V:60
(三)带锯 金刚石带锯的基本形状如图5-3所示。其与 排锯的主要区别在于其基体为柔性钢带,既要求 金刚石要镶焊、粘结牢固,又要能够象皮带一样 转动弯曲。带锯是将带锯的两头焊接在一起,组 成带锯环,一台锯机只能装一条带锯。这种带锯 仅在切割特种材料(如石墨电极)时使用。带锯一 般很薄(厚度在1.0~2.0mm),而且很长(约5~8m), 多用电镀方法制造。
金刚石干式切割片, 又称齿块式切割片. 特点是 切割锋利, 主要用于切割花岗岩, 砂岩, 混凝土, 砖块 等. 按工艺可分为烧结式和热压烧结式两种, 后者使 用寿命更长,更安全.
金刚石激光焊接专业切割片用于混凝土和沥 青马路, 耐火砖, 建筑砌块等的切割.由于采用激 光焊接, 其焊缝强度在不加冷却液的切割条件下 不会降低, 因此适用于野外作业.
1-可分接头;2-弹簧保持器;3-串珠;4-备用串珠
专业石材切割,大型石材的开采, 提高石材质量
(五)丝锯
丝锯是一种简单的手用锯切工具(图5-5),由 在钢丝上镀上金刚石粉制成。主要用于玉 石和石材工艺品的切割。
图5-5金刚石丝锯示意图
1-金刚石;2-镀层金属;3-钢丝
二、锯切工具按金刚石分类:
三.按制造方法分
第二节 金刚石锯片制造工艺
虽然金刚石锯片种类繁多,用途各异,但在制造 过程中的参数设计;工艺制订原则等,均有许多相近 之处。 一、基本概念 (1)人造金刚石。作为工具的最小切削单元,孕镶于各种 胎体之中,工作时随胎体的磨损不断出刃和脱落,以 接力的形式切削被加工对象。 (2)金刚石品级。表示金刚石质量的好坏,评定指标有金 刚石单颗粒抗压强度和冲击强度两项。其强度越高, 品级越高,质量也就越好。冲击强度指标在国内应用 还很少。在国内,金刚石的品级、粒度和强度指标的 对应值见表2-3。锯片一般使用MBD级和SMD级金刚 石。表5-l是国内外超硬材料品种牌号及基本用途对照 表。
冷压---烧结锯片的制造
与普通粉末冶金制品的生产一样,冷压烧 结锯片一般较小、较薄,但是批量大,其规格从 φ10×0.5mm到φ105×1.2mm;φ125×1.2mm, φ180×2.0mm,φ230×2.5mm。 据说还要向更大的直径发展。这种冷压烧结 锯片分为全粉锯片和周边锯片:周边锯片又分连 续周边式、节块式、长城式、涡轮式等,其中心 为钢基体,只在周边压制、烧结上胎体工作层。 如表5-2所示。全粉锯片就是全部由粉末与金刚 石混合后压制浇结而成,无钢基体,直径较小。
一、按形状分类
(二)排锯片 排锯片的形状如图5-2所示。将其装在往复 式锯切机上,用于锯切荒料。由于排锯的往复 运动不利于胎体对于金刚石颗粒的把持,所以 它比圆锯片制造难度大,目前在国内市场上应 用也不普遍。但与目前正在大量使用的钢砂锯 和φ1600mm的单片式圆锯片相比,却具有效 率高,劳动强度低的优点。
(3)金刚石粒度 表示金刚石颗粒的大小。金 刚石粒度用标准筛分级,用上、下筛网的 精度范围表示,例如50/60目、70/80目。 根据其用途不同,有时需要使用窄范围, 以限定金刚石颗粒大小的差异,例如,对 于通常所讲的46目,宽范围为40/50目,窄 范围则又可以分为40/45目和45/50目,以 示区别。根据目前人造金刚石的生产水平, 美国G.E.公司、南非De Beers公司等可生 产18/20目(直径φ1.0-1.3mm)的金刚石。而 国内正常生产的金刚石粒度仅可达35/40目 (直径φ0.6mm左右)。
图5-1 金刚石圆锯片示意图 a-结块式锯片,b-外圆锯片,c-内圆式锯片
金刚石连续齿切割片又称为金刚石湿切片. 因为金刚 石刀头是连续的, 排削冷却效果不好, 一般在加水或冷却 液的条件下切割.这种切割片一般较适合用于切割容易碎 边的大理石, 瓷砖, 玻璃, 石英等极脆材料. 当然也可用于 切割花岗岩混凝土等
(二)冷压模具
锯片的压制是生产中的关键环节之 一。模具设计的合理性直接关系到成品 的质量、生产效率以及操作工人的劳动 强度。磨具设计必须坚持操作方便、结 构合理和造价低廉等原则。 1.全粉锯片模具 全粉锯片全部由工作层 组成。无基体,一般规 格较小。其磨具结构比 较简单,模具装配如 图5-10所示。
金刚石锯切工具
金刚石锯切工具主要是指各类金刚石 切割锯片,包括圆锯片、排锯、绳锯等。 主要用于切割大理石、花岗岩和混凝土等 非金属材料。
90年代末期,随着世界市场及国内市场对不 同种类石材板材需求量的不断增加,极大地刺激了 我国石材工业的迅速发展,到1993年底已形成每 年生产装饰石材300万m2的生产能力,成为出口创 汇的重要途径之一。这些生产能力包括1986年后 从国外引进的300多台套石材加工生产线,和我国 自行设计、生产的各种石材加工设备。 石材行业起步晚,起点高,石材产品直接面向 国际市场,为了提高石材的加工效率和加工质量, 对于人造金刚石锯切工具的要求愈来愈高,包括切 割效率,工具寿命及锯切综合成本等。这里较全面 地介绍人造金刚石石材锯切工具的基本性能、用途、 制造方法及发展方向。
2.烧结炉
烧结炉是锯片生产的最关键设备之一,根据条件 不同可以选择普通箱式电阻炉、氢气保护烧结炉和真 空烧结炉等。 (1)普通箱式电阻炉。 无保护气氛,属含氧气氛, 对烧结不利,但可将锯片 置于密闭容器内并用活性 碳充填保护,或用石墨舟 烧结,从而达到隔氧烧结 的目的(图5-7)。其特点是, 设备简单、操作方便、成 本低廉。
(3)真空烧结炉。 真空度一般在(0.00133~0.133)Pa,属无氧 活化烧结。在烧结过程中,通过粉末颗粒表面 气体的解析,活化粉末表面,促进颗粒间的烧 结及致密化,适于性能要求较高的产品。 3.开刃机 开刃是在金刚石锯片烧结好以后进行加工的机 器,即通过普通砂轮的磨削,使孕镶的表层金 刚石出露,以减少工作前的初磨,同时也是一 种美化。开刃机必须能磨侧刃和顶刃,其结构 如图5-9所示。
(2)氢气烧结炉。H2气为还原性气氛, 在烧结过程中,既可以还原粉末颗粒的氧化 膜。促进烧结,又可以保护金刚石免受热损 害,因而产品质量较高,为大多数生产厂家 所采用。氢气烧结炉的类型较多,主要有: 推舟式连续烧结炉、井式炉和钟罩式炉等 (图5-8)。最近,为了满足更高的质量要求, 又发展了氢气保护热压式钟罩炉,即在钟罩 炉内进行烧结的同时,施加压力。这几种炉 子都具有生产批量大,质量稳定的特点。
第一节 金刚石锯片的类型
人造金刚石锯片种类繁多,用途广泛,很难用 一个固定方法区分清楚。可以根据锯片的形状、制 造工艺、用途和所用金刚石的品级来进行分类。 1.按所用的金刚石进行分类 2.生产方法有 电镀法、 人造金刚石锯片 滚压法 天然金刚石锯片 粉末冶金法。 聚晶金刚石锯片 3.按照锯片的外形,可以将锯片分为 圆锯片、 排锯片、 带锯计、 绳锯、 丝锯。
(4)金刚石浓度。表示金刚石在粉末胎体中所占的 比例。使用中有重量百分比浓度和体积百分比 浓度两种。重量百分比的的意义与一般溶液的 百分比浓度相同;体积百分比浓度则规定,以 每立方厘米体积内含有4.4克拉金刚石时的浓度 为100%。由于金刚石的密度为3.52g/cm3,相 当于17.6克拉/cm3,所以当体积百分比浓度为 400%时,是金刚石的理论密度,而当体积百分 比浓度为100%时,含金刚石所占的体积为胎体 总体积的25%。体积百分比浓度由于比较直观, 易于计算,所以在金刚石工具的生产中被广泛 采用。
金刚石圆锯片的类型很多,在不同的场合具有不同的用途, 其制造方法也不同。本章着重介绍各种工艺方法的基本生产过程、 原理和产品特色,并将对生产中的工艺和技术问题进行分析和讨 论。本节先简单地归纳一下生产方法,具体内容将在下一节详细 介绍。常用的生产方法有电镀法、滚压法和粉末冶金法 (一)电镀法 使用电镀法可以制造多种金刚石工具。电镀法是在常温 常压下进行,对金刚石没有损害,且易于操作,特别适于制造特 殊形状的金刚石工具,例如金刚石修整轮、内圆切割片、外圆锯 片、绳锯钢节、带锯和丝锯等。使用电镀法制造的切割片,其镀 层对于基体的粘结性好,对于金刚石的把持力强,而且可以作得 很薄,切削效率高,耐磨性强,经济效益显著。 (二)滚压法 滚压锯片的基体是一种较软的低碳钢,在其外圆周边 开成很窄的槽,将金刚石涂布于外圆处,然后用钢挤轮将金刚石 挤入缝中,并使基体材料产生塑性变形,将金刚石卡嵌牢固。滚 压锯片仅用于钟表宝石的切割和稀土铁氧体的加工。 (三)粉末冶金法 粉末冶金法在金刚石锯片的制造中获得了最为广泛 的应用,从传统的冷压-烧结锯片,到性能优异的热压-复焊锯片, 都可以采用粉末冶金方法制造。
(四)绳索锯 绳索锯简称绳锯,如图5-4所示,由很多个 金刚心锯节(也称串珠)串装在一根钢丝绳上而成。 绳锯主要用于石材矿山的开采.也有用于大石 块的破块。其方法是先在采掘面上打孔,将绳 锯穿入孔中,将两头接牢,套在由动力机带动的 轮子上,轮子带动绳锯运转,岩石一面一面地依 次切开
图5-4 金刚石绳锯示意图
(5)胎体。指粉末烧结体。其作用是,包镶 并粘结金刚石颗粒,并与基体粘结形成一体。 (6)基体。即钢基体,对金刚石工具的工作 部分起支承作用,如锯片的钢基体和钻头的 钢体等。 (7)骨架相。指胎体材料中的高熔点金属粉 末及其化合物粉末,其在烧结中不变形或很 少变形,在作业中起耐磨作用,例如:WC、 W2C以及钨、铬和钼等。
(8)粘结相。指浸润并粘结骨架相和金刚石颗 粒的低熔点金属或合金。目前应用较多的是 铜以及铜的合金。对于固相烧结而言,没有 确定的粘结相。 (9)中间相。指胎体中介于骨架相与粘结相之 间的,用以调节胎体的综合力学性能的胎体 材料,如镍、锰、钴和铁等,可以提高胎体 的硬度、强度和耐磨性等综合性能。 (10)添加相。指为了改善或提高胎体某一方面 的性能而添加的某些少量元素、合金或化合 物:如,为了改善胎体与金刚石的粘结性能, 可以添加的铬、钨、钛和TiH2等。
(一)生产设备
金刚石锯片冷压-烧结工艺流程示意图见图5-6。其所需设 备为:混料机、冷压机、烧结炉和开刃机等。
1.压机
压机的选择主要是根据产品的规格大小确定压机吨位。压 制所需的总压力按下式计算 P总=S0P设 式中 P总—压制工件时所需总压力,kN; S0—工件压制横截面积,cm2; P设—设计(或实际)冷压单位面积压力kN/cm2 所选择压 机的压力P压机应符合下式: P总≤70% P压机 (5—2) 根据计算结果,可以选择25t、40t、63t单臂压力机或者l00t、 200t、315t四柱压机。在满足压制压力要求的前提下,应尽量 选择小吨位压机,以避免“大马拉小车”。锯片的单位压制压 力一般为294~490MPa(3~5tf/cm2)。
(一)圆锯片 圆锯片(图5-1)是最常用的一种锯切工具,其直径跨
度大,从φ5mm到φ2800mm,厚度范围从0.1mm到15mm。其 用途广泛,制造方法多且难度大。圆锯片主要有三种: (1)节块式锯片(图5-1a)。包括由直接冷压、烧结制造的φ105— 450mm干切片,和经热压、焊接制造的φ350一2200mm的大理 石、花岗岩切割片,用途最为广泛。 (2)连续周边式锯片(图5-1b),一般由冷压、烧结法制造,包括用 于玉石切割的玉雕锯片、其他用途的干切片和湿切片。 (3)内圆切割片(图5-1C)。主要用于单晶硅等贵重材料的切割,为 了节约贵重材料,要求其厚度很薄(δ= 0.1~0.5mm),一般用电 镀法制造。
(一)人造金刚石 (二)天然金刚石锯片 在人们尚未合成出高品级粗颗粒金刚石之前,制 造石材切割工具的金刚石都是天然金刚石,现在 基本上已经为人造金刚石所替代。除一些特殊场 合外,已经没有人用天然金刚石制造锯片。 (三)复合聚晶金刚石锯片 复合聚晶金刚石具有极高耐磨性、抗冲击韧性, 在国外已开始用于制造圆锯片,用以切割有色金 属材料、石墨材料、硬质木材和塑料制品等。
L1:3,000 to 6000mm(根据机型) L3:180mm L4:2,000 to 4000mm X:8mm G,Y:(视结合的方式而定)
L2:20mm
E:3.5mm & 3mm
T:5MM V:60
(三)带锯 金刚石带锯的基本形状如图5-3所示。其与 排锯的主要区别在于其基体为柔性钢带,既要求 金刚石要镶焊、粘结牢固,又要能够象皮带一样 转动弯曲。带锯是将带锯的两头焊接在一起,组 成带锯环,一台锯机只能装一条带锯。这种带锯 仅在切割特种材料(如石墨电极)时使用。带锯一 般很薄(厚度在1.0~2.0mm),而且很长(约5~8m), 多用电镀方法制造。
金刚石干式切割片, 又称齿块式切割片. 特点是 切割锋利, 主要用于切割花岗岩, 砂岩, 混凝土, 砖块 等. 按工艺可分为烧结式和热压烧结式两种, 后者使 用寿命更长,更安全.
金刚石激光焊接专业切割片用于混凝土和沥 青马路, 耐火砖, 建筑砌块等的切割.由于采用激 光焊接, 其焊缝强度在不加冷却液的切割条件下 不会降低, 因此适用于野外作业.
1-可分接头;2-弹簧保持器;3-串珠;4-备用串珠
专业石材切割,大型石材的开采, 提高石材质量
(五)丝锯
丝锯是一种简单的手用锯切工具(图5-5),由 在钢丝上镀上金刚石粉制成。主要用于玉 石和石材工艺品的切割。
图5-5金刚石丝锯示意图
1-金刚石;2-镀层金属;3-钢丝
二、锯切工具按金刚石分类:
三.按制造方法分
第二节 金刚石锯片制造工艺
虽然金刚石锯片种类繁多,用途各异,但在制造 过程中的参数设计;工艺制订原则等,均有许多相近 之处。 一、基本概念 (1)人造金刚石。作为工具的最小切削单元,孕镶于各种 胎体之中,工作时随胎体的磨损不断出刃和脱落,以 接力的形式切削被加工对象。 (2)金刚石品级。表示金刚石质量的好坏,评定指标有金 刚石单颗粒抗压强度和冲击强度两项。其强度越高, 品级越高,质量也就越好。冲击强度指标在国内应用 还很少。在国内,金刚石的品级、粒度和强度指标的 对应值见表2-3。锯片一般使用MBD级和SMD级金刚 石。表5-l是国内外超硬材料品种牌号及基本用途对照 表。
冷压---烧结锯片的制造
与普通粉末冶金制品的生产一样,冷压烧 结锯片一般较小、较薄,但是批量大,其规格从 φ10×0.5mm到φ105×1.2mm;φ125×1.2mm, φ180×2.0mm,φ230×2.5mm。 据说还要向更大的直径发展。这种冷压烧结 锯片分为全粉锯片和周边锯片:周边锯片又分连 续周边式、节块式、长城式、涡轮式等,其中心 为钢基体,只在周边压制、烧结上胎体工作层。 如表5-2所示。全粉锯片就是全部由粉末与金刚 石混合后压制浇结而成,无钢基体,直径较小。
一、按形状分类
(二)排锯片 排锯片的形状如图5-2所示。将其装在往复 式锯切机上,用于锯切荒料。由于排锯的往复 运动不利于胎体对于金刚石颗粒的把持,所以 它比圆锯片制造难度大,目前在国内市场上应 用也不普遍。但与目前正在大量使用的钢砂锯 和φ1600mm的单片式圆锯片相比,却具有效 率高,劳动强度低的优点。
(3)金刚石粒度 表示金刚石颗粒的大小。金 刚石粒度用标准筛分级,用上、下筛网的 精度范围表示,例如50/60目、70/80目。 根据其用途不同,有时需要使用窄范围, 以限定金刚石颗粒大小的差异,例如,对 于通常所讲的46目,宽范围为40/50目,窄 范围则又可以分为40/45目和45/50目,以 示区别。根据目前人造金刚石的生产水平, 美国G.E.公司、南非De Beers公司等可生 产18/20目(直径φ1.0-1.3mm)的金刚石。而 国内正常生产的金刚石粒度仅可达35/40目 (直径φ0.6mm左右)。
图5-1 金刚石圆锯片示意图 a-结块式锯片,b-外圆锯片,c-内圆式锯片
金刚石连续齿切割片又称为金刚石湿切片. 因为金刚 石刀头是连续的, 排削冷却效果不好, 一般在加水或冷却 液的条件下切割.这种切割片一般较适合用于切割容易碎 边的大理石, 瓷砖, 玻璃, 石英等极脆材料. 当然也可用于 切割花岗岩混凝土等
(二)冷压模具
锯片的压制是生产中的关键环节之 一。模具设计的合理性直接关系到成品 的质量、生产效率以及操作工人的劳动 强度。磨具设计必须坚持操作方便、结 构合理和造价低廉等原则。 1.全粉锯片模具 全粉锯片全部由工作层 组成。无基体,一般规 格较小。其磨具结构比 较简单,模具装配如 图5-10所示。
金刚石锯切工具
金刚石锯切工具主要是指各类金刚石 切割锯片,包括圆锯片、排锯、绳锯等。 主要用于切割大理石、花岗岩和混凝土等 非金属材料。
90年代末期,随着世界市场及国内市场对不 同种类石材板材需求量的不断增加,极大地刺激了 我国石材工业的迅速发展,到1993年底已形成每 年生产装饰石材300万m2的生产能力,成为出口创 汇的重要途径之一。这些生产能力包括1986年后 从国外引进的300多台套石材加工生产线,和我国 自行设计、生产的各种石材加工设备。 石材行业起步晚,起点高,石材产品直接面向 国际市场,为了提高石材的加工效率和加工质量, 对于人造金刚石锯切工具的要求愈来愈高,包括切 割效率,工具寿命及锯切综合成本等。这里较全面 地介绍人造金刚石石材锯切工具的基本性能、用途、 制造方法及发展方向。
2.烧结炉
烧结炉是锯片生产的最关键设备之一,根据条件 不同可以选择普通箱式电阻炉、氢气保护烧结炉和真 空烧结炉等。 (1)普通箱式电阻炉。 无保护气氛,属含氧气氛, 对烧结不利,但可将锯片 置于密闭容器内并用活性 碳充填保护,或用石墨舟 烧结,从而达到隔氧烧结 的目的(图5-7)。其特点是, 设备简单、操作方便、成 本低廉。
(3)真空烧结炉。 真空度一般在(0.00133~0.133)Pa,属无氧 活化烧结。在烧结过程中,通过粉末颗粒表面 气体的解析,活化粉末表面,促进颗粒间的烧 结及致密化,适于性能要求较高的产品。 3.开刃机 开刃是在金刚石锯片烧结好以后进行加工的机 器,即通过普通砂轮的磨削,使孕镶的表层金 刚石出露,以减少工作前的初磨,同时也是一 种美化。开刃机必须能磨侧刃和顶刃,其结构 如图5-9所示。
(2)氢气烧结炉。H2气为还原性气氛, 在烧结过程中,既可以还原粉末颗粒的氧化 膜。促进烧结,又可以保护金刚石免受热损 害,因而产品质量较高,为大多数生产厂家 所采用。氢气烧结炉的类型较多,主要有: 推舟式连续烧结炉、井式炉和钟罩式炉等 (图5-8)。最近,为了满足更高的质量要求, 又发展了氢气保护热压式钟罩炉,即在钟罩 炉内进行烧结的同时,施加压力。这几种炉 子都具有生产批量大,质量稳定的特点。
第一节 金刚石锯片的类型
人造金刚石锯片种类繁多,用途广泛,很难用 一个固定方法区分清楚。可以根据锯片的形状、制 造工艺、用途和所用金刚石的品级来进行分类。 1.按所用的金刚石进行分类 2.生产方法有 电镀法、 人造金刚石锯片 滚压法 天然金刚石锯片 粉末冶金法。 聚晶金刚石锯片 3.按照锯片的外形,可以将锯片分为 圆锯片、 排锯片、 带锯计、 绳锯、 丝锯。
(4)金刚石浓度。表示金刚石在粉末胎体中所占的 比例。使用中有重量百分比浓度和体积百分比 浓度两种。重量百分比的的意义与一般溶液的 百分比浓度相同;体积百分比浓度则规定,以 每立方厘米体积内含有4.4克拉金刚石时的浓度 为100%。由于金刚石的密度为3.52g/cm3,相 当于17.6克拉/cm3,所以当体积百分比浓度为 400%时,是金刚石的理论密度,而当体积百分 比浓度为100%时,含金刚石所占的体积为胎体 总体积的25%。体积百分比浓度由于比较直观, 易于计算,所以在金刚石工具的生产中被广泛 采用。
金刚石圆锯片的类型很多,在不同的场合具有不同的用途, 其制造方法也不同。本章着重介绍各种工艺方法的基本生产过程、 原理和产品特色,并将对生产中的工艺和技术问题进行分析和讨 论。本节先简单地归纳一下生产方法,具体内容将在下一节详细 介绍。常用的生产方法有电镀法、滚压法和粉末冶金法 (一)电镀法 使用电镀法可以制造多种金刚石工具。电镀法是在常温 常压下进行,对金刚石没有损害,且易于操作,特别适于制造特 殊形状的金刚石工具,例如金刚石修整轮、内圆切割片、外圆锯 片、绳锯钢节、带锯和丝锯等。使用电镀法制造的切割片,其镀 层对于基体的粘结性好,对于金刚石的把持力强,而且可以作得 很薄,切削效率高,耐磨性强,经济效益显著。 (二)滚压法 滚压锯片的基体是一种较软的低碳钢,在其外圆周边 开成很窄的槽,将金刚石涂布于外圆处,然后用钢挤轮将金刚石 挤入缝中,并使基体材料产生塑性变形,将金刚石卡嵌牢固。滚 压锯片仅用于钟表宝石的切割和稀土铁氧体的加工。 (三)粉末冶金法 粉末冶金法在金刚石锯片的制造中获得了最为广泛 的应用,从传统的冷压-烧结锯片,到性能优异的热压-复焊锯片, 都可以采用粉末冶金方法制造。
(四)绳索锯 绳索锯简称绳锯,如图5-4所示,由很多个 金刚心锯节(也称串珠)串装在一根钢丝绳上而成。 绳锯主要用于石材矿山的开采.也有用于大石 块的破块。其方法是先在采掘面上打孔,将绳 锯穿入孔中,将两头接牢,套在由动力机带动的 轮子上,轮子带动绳锯运转,岩石一面一面地依 次切开
图5-4 金刚石绳锯示意图
(5)胎体。指粉末烧结体。其作用是,包镶 并粘结金刚石颗粒,并与基体粘结形成一体。 (6)基体。即钢基体,对金刚石工具的工作 部分起支承作用,如锯片的钢基体和钻头的 钢体等。 (7)骨架相。指胎体材料中的高熔点金属粉 末及其化合物粉末,其在烧结中不变形或很 少变形,在作业中起耐磨作用,例如:WC、 W2C以及钨、铬和钼等。