 |
|
|
|
金剛石鋸片相關發(fā)布時間：2017-06-19 游覽：8017金剛石鋸片是一種切割工具,廣泛應用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工.金剛石鋸片主要由兩部分組成;基體與刀頭.基體是粘結刀頭的主要支撐部分,而刀頭則是在使用過程中起切割的部分,刀 頭會在使用中而不斷地消耗掉,而基體則不會,刀頭之所以能起切割的作用是因為其中含有金剛石,金剛石作為目前最硬的物質,它在刀頭中摩擦切割被加工對象.而金剛石顆粒則由金屬包裹在刀頭內(nèi)部.在使用過程中,金屬胎體與金剛石一起消耗,一般較理想的情況是金屬胎體消耗較金剛快,這樣就既能保證刀頭的鋒利度又能確保刀頭有較長的壽命.◆如圖所示,中間部分是基體一般為Mn鋼.外圈部分是刀頭. 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、結合劑硬度等。據(jù)切能數(shù)有鋸片線速、鋸切濃度和進刀速度。 一、鋸切參數(shù) (1)鋸片線速度：在實際工作中，金剛石圓鋸片的線速度受到設備條件、鋸片質量和被鋸切石才性質的限制。從最佳鋸片使用壽命與鋸切效率來說，應根據(jù)不同石材的性質選擇鋸片的線速度。鋸切花崗石時，鋸片線速度可在25m～35m/s范圍內(nèi)選定。對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，使用的金剛石圓鋸片直徑較小，線速度可以達到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的重要參數(shù)。一般來講，當金剛石圓鋸片的線速度較高時，應選取小的切消深度，從目前技術來說，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，鋸切深度可控制在1mm～2mm之間，與此同時應降低進刀速度。當金剛石圓鋸片的線速度較大時，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(nèi)，應盡量取較大的切削濃度進行切削，以提高切削效率。當對加工表面有要求時，則應采用小深度切削。 (3)進刀速度：進刀速度即被鋸切石材的進給速度。它的大小影響鋸切率、鋸片受力以及鋸切區(qū)的散熱情況。它的取值應根據(jù)被鋸切石材的性質來選定。一般來講，鋸切較軟的石材，如大理石，可適當提高進刀速度，若進刀速度過低，更有利于提高鋸切率。鋸切細粒結構的、比較均質的花崗石，可適當提高進刀速度，若進刀速度過低，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，應降低進刀速度，否則會引起鋸片振動導致金剛石碎裂而降低鋸切率。鋸切花崗石的進刀速度一般在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(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，其濃度為100%，含3.3克拉的 金剛石時，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(guī)定，當金剛石的體積占總體積的1/4時的濃度為100%。增大金剛石濃度可望延長鋸片的壽命，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：一般來說，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，結合劑硬度宜高；當鋸切材質軟的巖石時，結合劑硬度宜低；當鋸切研磨性大且硬的巖 石時，結合劑硬度宜適中。 (4)力效應、溫度效應及磨破損：金剛石圓鋸片在切割石材的過程中，會受到離心力、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。這兩種變形都會造成巖石切面不平直、石材浪費多、 鋸切時噪音大、振動加劇，造成金剛石結塊早期破損、鋸片壽命降低。 溫度效應：傳統(tǒng)理論認為：溫度對鋸片過程的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：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早脫落。新研究表明：切割過程中產(chǎn) 生的熱量主要傳入結塊?；^(qū)溫度不高，一般在40～120℃之間。而磨粒磨削點溫度卻較高，一般在250～700℃之間。而冷卻液只降低弧區(qū)的平均溫度，對磨粒溫度卻影響較小。這樣的溫度不致使石墨炭 化，卻會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)過一段時間的使用往往會產(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力，同時還承 受交變的切削應力，就會出現(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承受沖擊載荷，比較突出的顆粒和晶粒過早消耗掉；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而產(chǎn)生松動。同時，鋸切過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，金剛石顆 粒就會脫落。無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。而這兩者都取決于鋮切工藝和冷卻潤滑條件。 金剛石鋸片制造方法 隨著汽車、航空和航天技術的飛速發(fā)展，對材料性能及加工技術的要求日益提高。新型材料如碳纖維增強塑料、顆粒增強金屬基復合材料（PRMMC）及陶瓷材料得到廣泛應用。這些材料具有強度高、 耐磨性好、熱膨脹系數(shù)小等特性，這決定了對它們進行機加工時刀具的壽命非常短。開發(fā)新型耐磨且穩(wěn)定的超硬切削刀具是許多高校、科研院所和企業(yè)研究的課題。 金剛石集力學、光學、熱學、聲學、 光學等眾多優(yōu)異性能于一身，具有極高的硬度，摩擦系數(shù)小，導熱性高，熱膨脹系數(shù)和化學惰性低，是制造刀具的理想材料。本文對近年來金剛石刀具制造方法的發(fā)展作一概述。 1．[1]的應用范圍 ?。?）難加工有色金屬材料的加工 加工銅、鋅、鋁等有色金屬及其合金時，材料易粘附刀具，加工困難。利用金剛石摩擦系數(shù)低、與有色金屬親和力小的特點，金剛石刀具可有效防止金屬與刀具發(fā)生粘結。此外，由于金剛石彈性模 量大，切削時刃部變形小，對所切削的有色金屬擠壓變形小，可使切削過程在小變形下完成，從而可以提高加工表面質量。 （2）難加工非金屬材料的加工 加工含有大量高硬度質點的難加工非金屬材料，如玻璃纖維增強塑料、填硅材料、硬質碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料時，材料的硬質點使刀具磨損嚴重，用硬質合金刀具難以加工，而金剛石刀具硬度高 、耐磨性好，因此加工效率高。 ?。?）超精密加工 隨著現(xiàn)代集成技術的問世，機加工向高精度方向發(fā)展，對刀具性能提出了相當高的要求。由于金剛石摩擦系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、導熱率高，能切下極薄的切屑，切屑容易流出，與其它物質的親和 力小，不易產(chǎn)生積屑瘤，發(fā)熱量小，導熱率高，可以避免熱量對刀刃和工件的影響，因此刀刃不易鈍化，切削變形小，可以獲得較高質量的表面。 2．金剛石刀具的制造方法 目前金剛石的主要加工方法有以下四種：薄膜涂層刀具、厚膜金剛石焊接刀具、金剛石燒結體刀具和單晶金剛石刀具。 2.1 薄膜涂層刀具 薄膜涂層刀具是在剛性及高溫特性好的集體材料上通過化學氣相沉積法（CVD）沉積金剛石薄膜制成的刀具。 由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬質合金以及金屬W的熱膨脹系與金剛石接近，制膜時產(chǎn)生的熱應力小，因此可作為刀體的基體材料。WC-Co系硬質合金中，粘結相Co的存在易使金剛石薄膜與基體之間形 成石墨而降低附著強度，在沉積前需進行預處理以消除Co的影響（一般通過酸腐蝕去Co）。 化學氣相沉積法是采用一定的方法把含有C源的氣體激活，在極低的氣體壓強下，使碳原子在一定區(qū)域沉積下來，碳原子在凝聚、沉積過程中形成金剛石相。目前用于沉積金剛石的CVD法主要包括： 微波、熱燈絲、直流電弧噴射法等。 金剛石薄膜的優(yōu)點是可應用于各種幾何形狀復雜的刀具，如帶有切屑的刀片、端銑刀、鉸刀及鉆頭；可以用來切削許多非金屬材料，切削時切削力小、變形小、工作平穩(wěn)、磨損慢、工件不易變形， 適用于工件材質好、公差小的精加工。主要缺點是金剛石薄膜與基體的粘接力較差，金剛石薄膜刀具不具有重磨性。 2.2 金剛石厚膜焊接刀具 金剛石厚膜焊接刀具的制作過程一般包括：大面積的金剛石膜的制備；將金剛石膜切成刀具需要的形狀尺寸；金剛石厚膜與刀具基體材料的焊接；金剛石厚膜刀具切削刃的研磨與拋光。（1）金剛石 厚膜的制備與切割 常用的制備金剛石厚膜的工藝方法是直流等離子體射流CVD法。將金剛石沉積到WC-Co合金（表面進行鏡面加工）上，在基體的冷卻過程中，金剛石膜自動脫落。此方法沉積速度快（最高可達 930μm/h），晶格之間結合比較緊密，但是生長表面比較粗糙。金剛石膜硬度高、耐磨、不導電決定了它的切割方法是激光切割（切割可在空氣、氧氣和氬氣的環(huán)境中進行）。采用激光切割不僅能將金 剛石厚膜切割成所需要的形狀和尺寸，還可以切出刀具的后角，具有切縫窄、高效等優(yōu)點。 （1）金剛石厚膜刀具的焊接 金剛石與一般的金屬及其合金之間具有很高的界面能，致使金剛石不能被一般的低熔點合金所浸潤，可焊性極差。目前主要通過在銅銀合金焊料中添加強碳化物形成元素或通過對金剛石表面進行金 屬化處理來提高金剛石與金屬之間的可焊性。 ①活性釬料法 焊料一般用含Ti的銅銀合金，不加助熔劑在惰性氣體或真空中焊接。常用的釬料成分Ag=68.8wt%，Cu=26.7wt%，Ti=4.5wt%，常用的制備方法是電弧熔煉法和粉末冶金法。Ti作為活性元素在焊接過程 中與C反映生成TiC，可提高金剛石與焊料的潤濕性和粘結強度。加熱溫度一般為850℃，保溫10分鐘，緩冷以減小內(nèi)應力。 ?、诒砻娼饘倩蠛附? 金剛石表面的金屬化是通過表面處理技術在金剛石表面鍍覆金屬，使其表面具有金屬或類金屬的性能。一般是在金剛石的表面鍍Ti，Ti與C反應生成TiC，TiC與Ag-Cu合金釬料有較好的潤濕性和結合 強度。目前常用的鍍鈦方法有：真空物理氣相沉積（PVD，主要包括真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍等），化學氣相鍍和粉末覆蓋燒結。PVD法單次鍍覆量低，鍍覆過程中金剛石的溫度低于500℃， 鍍層與金剛石之間是物理附著、無化學冶金。CVD法Ti與金剛石發(fā)生化學反應形成強力冶金結合，反應溫度高，損害金剛石。 ?。?）厚膜金剛石刀具的刃磨 金剛石厚膜刀具的加工方法有：機械磨削，熱金屬盤研磨，離子束、激光束和等離子體刻蝕等。 2.3 金剛石燒結體刀具 將金剛石厚膜用滾壓研磨破壞的方法加工成平均粒度為32～37μm的金剛石晶?；蛑苯永酶邷馗邏悍ㄖ频媒饎偸Я＃丫Я７勰┒逊诺絎C-16wt%Co合金上，然后用Ta箔將其隔離，在5.5GPa、1500 ℃條件下燒結60分鐘，制成金剛石燒結體，用此燒結體制成的車刀具有很高的耐磨性。 2.4 單晶金剛石刀具 單晶金剛石刀具通常是將金剛石單晶固定在小刀頭上，小刀頭用螺釘或壓板固定在車刀刀桿上。金剛石在小刀頭上的固定方法主要有：機械加固法（將金剛石底面和加壓面磨平，用壓板加壓固定在 小刀頭上）；粉末冶金法（將金剛石放在合金粉末中，經(jīng)加壓在真空中燒結，使金剛石固定在小刀頭上）；粘結和釬焊法（使用無機粘結劑或其它粘結劑固定金剛石）。由于金剛石與基體的熱膨脹系數(shù) 相差懸殊，金剛石易松動，脫落。 3.結語 目前在金剛石的產(chǎn)業(yè)化中還存在一些關鍵問題函待解決，如高速大面積的金剛石厚膜沉積工藝、控制金剛石膜的晶界密度和缺陷密度、金剛石膜的低溫生長，金剛石薄膜與基體結合力弱等。金剛石 刀具優(yōu)異的性能和廣泛的發(fā)展前途吸引國內(nèi)外無數(shù)的專家進行研究，有些已經(jīng)取得了突破性進展，相信不久的將來金剛石刀具將廣泛應用到現(xiàn)代加工中。
要想真正鑒別以及去評判一張鋒利耐磨的金剛石刀片，對于一些不懂行的用戶和貿(mào)易商們，千萬不能因為各類光鮮外表而而迷惑，以及簡單的去看刀頭刀頭厚薄與高度差及外圓是否平整是不科 學的。單從外觀肯定是一次熱壓或者冷壓鋸片勝出，多數(shù)廠家不會在鋸片的說明中標明冷壓或者熱壓鋸片，普通用戶怎么能區(qū)分出那類鋸片呢?熱或冷壓鋸片一般在基體和刀頭的過渡位置沒有明顯的焊接 線，從鋸片的立面仔細看，可以看到基體有部分鑲嵌在刀頭的胎體中，由于基體二次受熱變形，基體表面很容易氧化，原來的金屬質感顯露不出來，所以廠家就用深色鮮艷底漆罩住氧化了的基體。所以 一張看似光鮮的鋸片就得注意鑒別了。 熱壓或者冷壓鋸片由于其致命的工藝決定了它無法達到焊接類鋸片的使用壽命。但是如果國內(nèi)能開發(fā)出能在制作過程中同時對鋸片的端面和平面雙向加壓熱壓設備，其缺陷就可以迎刃而解，不過要 在幾平方毫米的面積內(nèi)制作精度誤差不超過10絲的熱壓機械對國內(nèi)的裝備制造業(yè)是個非常大的挑戰(zhàn)，即便研制出來，其實際工藝的制造成本肯定又沒優(yōu)勢可言。 真正好的鋸片最抽象的就是要具備高鋒利和耐用的兩大特點。高鋒利就是要求刀頭的金剛石出刃快，金剛石能明顯突露，這一點電鍍工藝的金剛石鋸片是做的最好的，而要從外觀看是否耐用的鋸片 就比較復雜和專業(yè)了，這一點也是困擾一些鋸片生產(chǎn)廠家最頭疼的問題。在這里我只教會大家一些比較直觀的挑選方法，畢竟大多數(shù)還不是專業(yè)人士，若想深入探討了解可以給單獨我留言。決定鋸片使 用壽命的主要是刀頭胎體對金剛石的把持力和金剛石的品級。可想而知，把持力低了，金剛石在鋸切過程中就脫落下來，其壽命當然就低。低品位的人工合成金剛石在制造工藝過程和實際鋸切過程中很 容易碳化，也影響鋸片的鋒利與耐用。 我們拿到一張開了刃的鋸片你首先要用手和眼睛的觸摸很仔細的“感”和“觀”，就<感>來說手能很明顯能感受到刀頭金剛石的突出，這片子最初使用絕對鋒利，但太突出就造成胎體對金剛石結合 面積的減少，自然其把持力就下降。至于《觀》就得看刀頭胎體的緊密性，術語叫致密化，一般各廠家的鋸片平時注意注意看了后能分辨出一二，即便你不是專業(yè)人士。越是緊密或者說致密化和合金化 優(yōu)異的刀頭對金剛石的把持力也越高，合金化很難用肉眼鑒別就不多說了。但是太過致密造成金剛石出刃 裸露困難，鋸片在鋸切一些及其脆硬性材料時就常常就時切不動，和切割速度慢，這時你就得注 意看散步在胎體上外露的金剛石細小顆粒在鋸片的旋轉方向的相反位置帶出來的彗尾是否長而深淺適當，彗尾越長和深淺適當說明廠家很好的調整了金剛石把持力和選用的金剛石品級. 一般而言，開刃鋸片在裝機最初使用中，鋸切時發(fā)出聲音音質高而單一，廠家工藝水平和所選材料都比較高，音質雜而低沉肯定某個環(huán)節(jié)有問題，不基體偏擺度和刀頭外圓及平面誤差造成，就廠家 刀頭工藝配方不適合鋸切你材料。鋸片使用一段時間后若刀頭各形體角度仍然有90度可以說適合您目前所鋸切材料。還有我建議大家，所購買鋸片鋸切一般精度要求不高材料時，在你認知品牌廠家情況 下，還選擇未開刃，同樣鋸片開刃和不開刃壽命要相差大幾十線米。 我今天在這里也只很粗劣談了談，望大家看后略有感受就不錯了，中國目前鋸切工具市場實在太雜亂，直徑350鋸片最便宜百來塊一張，貴三四百甚至上七八百 ，讓大眾用戶怎么去鑒別。真要一張 張拿了試用，那么多廠家，廠家自己同一型號產(chǎn)品都有眾多標價，我怕光試用都試不出頭。有時候便宜真讓你買到好貨你就大大節(jié)約了資源。格蘭仕就中國最典型例子。沒有格蘭仕，微波爐怎么能那么 快而普遍進入中國尋常老百姓家庭。我非常贊賞格蘭仕理念。我們企業(yè)今天雖然在行業(yè)中還無足輕重，但近幾年中國鋸片價格急速下降，真因為有我們參與。進入鋸切工具行業(yè)門檻并不高，但其核心競 爭力很多因素構成。關注我們吧，我們在不斷突破極限，會給大家不斷驚喜。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 鋸片使用中常見問題產(chǎn)生原因及其解決方法
1. 基體和刀頭結合部位磨損
和盛石材機械專業(yè)生產(chǎn)石材加工成套設備;主要有石材切割機,石材拋光機,石材切邊機;異形類切機等幾大類;主產(chǎn)品有液壓組合切石機,液壓橋式切石機,全自動花崗巖條板磨光機,礦山切石機,自動切邊機,紅外線橋切機,橋式中切機,板底修平機,橋式組合切割機等等?，F(xiàn)有新老廠房使用面積約90000平方,有機械鑄造廠、機械加工車間、機械生產(chǎn)車間和技術研發(fā)室等，產(chǎn)品暢銷全國，深受用戶好評，并遠銷東南亞等國家和地區(qū)，歡迎各界朋友來廠參觀考察，我們將竭誠為您服務。
免責聲明 : 本網(wǎng)其他來源作品，均轉載自其他媒體，此類稿件不代表本網(wǎng)觀點。任何單位或個人認為本網(wǎng)站或本網(wǎng)站鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權益，應該及時向本網(wǎng)站書面反饋，將會盡快移除侵權的內(nèi)容或鏈接。
|
|
2017 ? 版權所有 福建省晉江市和盛機械有限公司 Copyright ? 2017 All Rights Reserved閩ICP備2021015259號 |
