微晶石专用金刚石锯片的研究与开发

2018-08-17任春霞

超硬材料工程 2018年3期

任春霞

（河北小蜜蜂工具集团有限公司，河北石家庄 050800）

前言

随着建筑业的发展，微晶石作为一种新型建筑材料，逐渐走入人们的家庭。微晶石是在与花岗岩形成条件相似的高温状态下，通过特殊的工艺烧结而成的，其耐酸碱度、抗腐蚀性能都优于天然石材，同时没有天然石材常见的细碎裂纹和程度不同的放射性，因此被誉为“21世纪的高档装饰材料”，使用量不断增加，产品种类也不断丰富，由此带来微晶石专用金刚石圆锯片的市场需求也不断扩大，对产品性能的要求也不断提高。

本文根据微晶石切割对金刚石锯片的使用要求，通过分析胎体、金刚石以及生产加工等多方面的因素对锯片使用方面的影响，对其开发与生产特点进行了探讨。

1 微晶石专用金刚石锯片的要求

微晶石作为一种人造装饰材料，具有质地均匀，密度大、硬度高的特点，同时由于其结晶颗粒细小，研磨性较弱，因此，锯片在切割中易出现出刃不好，锋利度下降的情况，影响工作效率和切割质量；同时微晶石既有特殊的微晶结构，又有特殊的玻璃基质，因此切割过程中极易产生崩边现象，一般加工厂要求石材表面崩边最大不能超过1.5mm，对切割用锯片产品提出了较高的使用要求。

我公司从2006年就开始研发制作微晶石等细晶颗粒材料专用金刚石锯片，通过多年的研究与应用，对该类型金刚石锯片的特性有了一定的掌握，积累了一定的经验，总结出了一套专用的锯片生产工艺并行之有效地运用于生产，产品通过市场验证，得到了客户的认可，在专业市场占有了一席之地。

2 微晶石专用金刚石锯片配方开发

2.1 试验方法

为了使获得的试验数据尽量准确，所有试验均在同一工厂同一设备上进行，切割材料也相同。

切割设备：“科达”桥式红外测控切割机，功率18.5kW，额定转数2880转／分

切割对象：无孔微晶石，厚度2.0mm（江西某公司生产）

2.2 胎体设计

由于微晶石较弱的研磨性，因此微晶石锯片胎体必须具有较好的自锐性，根据以往的开发经验，我们选择了并以具有较好自锐性的铜锡预合金粉为主，辅以镍、钴等单质粉调节胎体硬度与强度，表1是我们设计的一组胎体配方和锯片的实际对比切割情况，胎体中随铜锡合金比例的增加相应减少镍、钴元素的含量［1－3］。

从表1数据可以看出，随着CuSn合金比例的增加和单质Sn、Ni、Co成分的减少，胎体强度、硬度呈下降趋势，而实际切割中，锋利度保持上升趋势，切割崩边程度逐渐减轻，其中以胎体5效果最佳。分析认为，Ni、Co等元素的存在，使胎体的强度、硬度较高，自锐性较差，从而导致锋利度在切割中呈下降趋势，导致崩边变大，同时较硬的胎体在切割中也易造成崩边变大。因此，微晶石锯片刀头胎体硬度不可过高，控制在HRB70～80为佳。

表1 胎体成分对切割性能的影响Table 1 Effects of matrix composition on cutting properties

2.3 金刚石选择

我们在胎体试验的基础上，选取胎体5进行金刚石筛选试验。金刚石粒度根据经验选取在60～100之间，表2为设计的三组金刚石不同的配方及对比切割试验情况。从切割结果分析，金刚石粒度不宜过粗，否则虽然锋利度有所提高，但崩边明显增大，在保证锋利度满足使用要求的情况下，宜选择在70／80～80／100左右，品级为中高品级，浓度范围大概在10%～15%为佳［4－5］。