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金刚石锯片使用寿命分析发布者:丹阳市宝锋金刚石工具有限公司   发布时间:2018-10-21    点击次数:66
金刚石锯片使用寿命分析


金刚石锯片使用寿命分析


 金刚石锯片是石材开采加工不可或缺的重要工具,决定其效率和使用寿命的因素是多方面的,总的来说主要包括以下参数。
       一、锯切参数
       (1)锯片线速度:在实际工作中,金刚石圆锯片的线速度受到设备条件、锯片质量和被锯切石才性质的限制。从最佳锯片使用寿命与锯切效率来说,应根据不同石材的性质选择锯片的线速度。锯切花岗石时,锯片线速度可在25m~35m/s范围内选定。对于石英含量高而难于锯切的花岗石,锯片线速度取下限值为宜。在生产花岗石面砖时,使用的金刚石圆锯片直径较小,线速度可以达到35m/s。
       (2)锯切深度:锯切深度是涉及金刚石磨耗、有效锯切、锯片受力情况和被锯切石材性质的重要参数。一般来讲,当金刚石圆锯片的线速度较高时,应选取小的切消深度,从目前技术来说,锯切金刚石的深度可在1mm~10mm之间选择。通常用大直径锯片锯切花岗石荒料时,锯切深度可控制在1mm~2mm之间,与此同时应降低进刀速度。当金刚石圆锯片的线速度较大时,应选取大的切削深度。但当在锯机性能和刀具强度许可范围内,应尽量取较大的切削浓度进行切削,以提高切削效率。当对加工表面有要求时,则应采用小深度切削。
       (3)进刀速度:进刀速度即被锯切石材的进给速度。它的大小影响锯切率、锯片受力以及锯切区的散热情况。它的取值应根据被锯切石材的性质来选定。一般来讲,锯切较软的石材,如大理石,可适当提高进刀速度,若进刀速度过低,更有利于提高锯切率。锯切细粒结构的、比较均质的花岗石,可适当提高进刀速度,若进刀速度过低,金刚石刃容易被磨平。但锯切粗粒结构而软硬不均的花岗石时,应降低进刀速度,否则会引起锯片振动导致金刚石碎裂而降低锯切率。锯切花岗石的进刀速度一般在9m~12m/min范围内选定。
       二、其他影响因素
       (1)金刚石粒度:常用的金刚石粒度在30/35~60/80范围内。岩石愈坚硬,宜选取用较细的粒度。因为在同等压力条件下,金刚石愈细愈锋利,有利于切入坚硬的岩石。另外,一般大直径的锯片要求锯切效率高,宜选取用较粗的粒度,如30/40,40/50;小直径的锯片锯切的效率低,要求岩石锯切截面光滑,宜选用较细的粒度,如50/60,60/80。
       (2)刀头浓度:所谓金刚石浓度,是指金刚石在工作层胎体中分布的密度(即单位面积内所含金刚石的重量)。“规范”规定,每立方厘米工作胎体中含4.4克拉的金刚石时,其浓度为100%,含3.3克拉的金刚石时,其浓度为75%。体积浓度表示结块中金刚石所占体积的多少,并规定,当金刚石的体积占总体积的1/4时的浓度为100%。增大金刚石浓度可望延长锯片的寿命,因为增加浓度即减小了每粒金刚石所受的平均切削力。但增加深度必然增加锯片的成本,因而存在一个最经济的浓度,且该浓度随铖切率增大而增大。
       (3)刀头结合剂的硬度:一般来说,结合剂的硬度越高,其抗磨损能力越强。因而,当锯切研磨性大的岩石时,结合剂硬度宜高;当锯切材质软的岩石时,结合剂硬度宜低;当锯切研磨性大且硬的岩石时,结合剂硬度宜适中。
       (4)力效应、温度效应及磨破损:金刚石圆锯片在切割石材的过程中,会受到离心力、锯切力、锯切热等交变载荷的作用。
       由于力效应和温度效应而引起金刚石圆锯片的磨破捐损。
       力效应:在锯切过程中,锯片要受到轴向力和切向力的作用。由于在圆周方向和径向存在力的作用,使得锯片在轴向呈波浪状,在径向呈碟状。这两种变形都会造成岩石切面不平直、石材浪费多、锯切时噪音大、振动加剧,造成金刚石结块早期破损、锯片寿命降低。
       温度效应:传统理论认为:温度对锯片过程的影响主要表现在两个方面:一是导致结块中的金刚石石墨化;二是造成金刚石与胎体的热奕力而导致金刚石颗粒过早脱落。新研究表明:切割过程中产生的热量主要传入结块。弧区温度不高,一般在40~120℃之间。而磨粒磨削点温度却较高,一般在250~700℃之间。而冷却液只降低弧区的平均温度,对磨粒温度却影响较小。这样的温度不致使石墨炭化,却会使磨粒与工件之间摩擦性能发生变化,并使金刚石与添加剂之间发生热应力,而导致金刚石失效机理发生根本性弯化。研究表明,温度效应是使锯片破损的最大影响因素。
       磨破损:由于力效应和温度较应,锯片经过一段时间的使用往往会产生磨破损。磨破损的形式主要有以下几种:磨料磨损、局部破碎、大面积破碎、脱落、结合剂沿锯切速度方向的机械擦伤。磨料磨损:金刚石颗粒与式件不断摩擦,棱边钝化成平面,失去切削性能,增大摩擦。锯切热会使金刚石颗粒表面出现石墨化薄层,硬度大大降低,加剧磨损:金刚石颗粒表面承受交变的热应力,同时还承受交变的切削应力,就会出现疲劳裂纹而局部破碎,显露出锐利的新棱边,是较为理想的磨损形态;大面积破碎:金刚石颗粒在切入切出时承受冲击载荷,比较突出的颗粒和晶粒过早消耗掉;脱落:交变的切削力使金刚石颗粒在结合剂中不断的被晃动而产生松动。同时,锯切过程中的结合剂本身的磨损和锯切热使结合剂软化。这就使结合剂的把持力下降,当颗粒上的切削力大于把持力时,金刚石颗粒就会脱落。无论哪一种磨损都与金刚石颗粒所承受的载荷和温度密切相关。而这两者都取决于铖切工艺和冷却润滑条件。
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