介绍金刚石圆锯片的部分应用（上篇）

一、金刚石圆锯片类型、应用范围

金刚石圆锯片有小锯片、中径锯片和大径锯片。

1、 小锯片

习惯把直径在Φ230mm（9″）及以下的金刚石圆锯片叫做小锯片。从形状结构来看，小锯片有连续型和分齿型两种磨料层型貌。连续型中有整边（平面型，The continuous Rim Blade）、涡轮（分粗齿、细齿，进一步地，还有加强型、波纹基体型。The Turbo Blade）；分齿型结构中有分齿（平面型，进一步地，还有加强型。The Segmented Type Blade）、半连续分齿（根部磨料层相连）、涡轮型分齿。所谓加强型是指有一部分磨料层深入到基体中，这样的锯片在切割强研磨性材料时，由于有这深入到基体中的磨料层作保护，基体不易被磨薄和产生变形，同时它还相当于加宽了磨料层，起到加强切割、提高寿命的作用；

小锯片主要是装在手持式或半自动的切割机上使用，广泛用于建筑工程、装修等场合，可以切割石材板材、地板砖、陶瓷、玻璃、混凝土等。整边锯片适合于湿切和雕刻，分齿和涡轮锯片可用于干切。

2、 中、大径锯片

一般地，习惯把￠250～750mm直径的金刚石圆锯片称为中径锯片，￠800mm及以上的称为大锯片。

中径金刚石圆锯片主要用于石材等板材的切边、切角或开槽，也用于高密度耐火材料、高压电瓷瓶、混凝土路面、沥青路面伸缩缝、飞机跑道防滑槽、墙体材料、水泥楼板、电气绝缘材料等的切割。中径锯片多在小型桥式切割机（液压或手动）上使用，移动式切割（如马路伸缩缝切割）多用手扶式切割机。

大锯片主要用于将已开采好的石料切成板材。￠2000mm以上大锯片多用于不规则荒料的整形和板材切割。大锯片多在双向切割机、台式切割机、大型桥式液压切割机上使用；也有采用一组相同直径或两组不同直径大锯片成组切割板材，这样可明显提高效率，板材可以加工得更薄、重量更轻、石材利用率更高，当然成组使用对锯片质量、锯机功率、刚性、精度、冷却情况等要求更高。

二、正确选用金刚石圆锯片

1、锯片结构尺寸选用

对直径￠105～2200mm圆锯片基体和产品的常规结构、尺寸应该熟悉，应能根据客户的加工条件推荐合理结构尺寸的锯片。

2、锯片基体选用

（1）基体材质、性能

金刚石圆锯片基体必需具有足够的强度、刚性和硬度，一般焊接锯片基体硬度要求HRC37～42；表面粗糙度最大值为Ra3.2μm；表面不得有裂纹、毛刺、锈迹；基体必需消除变形力、微裂纹，确保张应力平衡、平直度及其它形位要求和表观、内在质量要求。

目前，金刚石圆锯片基体材质多选用优质弹簧钢65Mn或50Mn2V,；激光焊锯片基体宜用调质钢30CrMo、35CrMo，因其碳含量较低，能与激光焊接过渡层很好地焊合。

（2）基体结构

金刚石圆锯片基体从周边结构看，大体可分为连续型和带水口型。连续型基体主要用于制作烧结锯片，其边缘多为减薄的长城齿；带水口型基体可用于焊接或整体烧结（边缘亦为减薄的长城齿）。

水口分窄水口（小U形、匙形）、宽水口（大U形）。窄水口基体用于切割弱研磨性或脆性材料（如石灰石、大理石、微晶石、釉面砖）中径锯片，宽水口基体用于大锯片或是切割强研磨性材料（如砂岩、耐火材料、混凝土、沥青路面等）的中径锯片，这会有利于大量冷却液流入切口以便冲屑和冷却。使用窄水口基体，可以使刀头相互靠得近，同时也不象做较大规格整边锯片那样易产生变形，锯切时连续性好，不易形成冲击，切口整齐，不易产生崩边，锯片使用寿命长，但水口底部应力更集中，尤其是小U形的，易从此处裂开。

应该指出，基体带水口相当于让基体外缘部位延长，增加了一定的应力，这可以补偿焊接和使用时因热或离心力的作用造成的外缘增长，从而有利于制造时不变形（整体烧结、焊接时抵偿热应力或胎体的收缩应力）和使用时的排屑、冷却（水冷和风冷）、减少摇摆和走“S”形切削径；但是，开水口易造成基体使用时开裂和磨损加快,这主要是由于切割时的作用力反复集中作用于水口底部（不断拉伸、压缩），易产生疲劳裂纹。一般地，加大水口底圆弧半径有利于分散应力。因此，一旦发现有裂纹存在，可在裂纹根部打一圆孔，这样能阻止裂纹进一步蔓延；为减少切割强研磨性材料时锯片基体水口环形带的磨损，可采用带护齿结构的锯片。

采用消音基体可降低锯片切割时产生的尖锐高音频噪声。消音基体多为复合型材料构成，如：基体中间加一层吸音系数大的材料（铜箔、橡胶、弹性高分子材料）；采用厚薄钢板复合；将基体匙形水口用吸音较好的铜片填紧；用激光顺着基体水口底部和中心孔沿径向有规则地切出“S”型、 “C”型细缝，在激光切缝的基础上再向缝中灌注一些特殊的树脂材料效果会更好。

3、金刚石选用

金刚石选用需结合基体、结合剂胎体性质、制造工艺以及加工材质性质、切机参数、切割方式、切割参数等。

切割时，锯片刀头表面凸出的金刚石要经受被切材料和切屑的摩擦作用以及切入过程中的冲击作用，因而金刚石在切割、刻蚀其它材料的同时，自身也要被摩擦磨损和冲击磨损。金刚石摩擦磨损的表征是被磨出非晶体学平面或弧形面，棱角被磨掉，冲击磨损的特征是金刚石出现破损，形成粗糙面。一般地，被切材质越硬、摩擦性越强、切割速度越快、进给越快，则金刚石受到的冲击越大，主要以冲击磨损或脱落形式消耗金刚石，反之，金刚石则主要以机械摩擦磨损形式被消耗。

金刚石圆锯片切割加工属粗加工作业，主要要求效率高以及有一定的使用寿命，金刚石的消耗应是充分发挥作用的同时合理地磨损、破碎和脱落。金刚石过早消耗或是过于耐磨都不利于切割加工，前者是金刚石未能正常发挥作用，说明胎体不耐磨或是对金刚石把持力弱、切速或进给太快、被加工材质摩擦性太强，而大块崩碎则说明金刚石品质差、浓度低。过早消耗表现的都是切割效率低、寿命低，因此需调整金刚石、结合剂和用高切速、大切深、小进给来减少金刚石的破碎、脱落和结合剂的磨损，相应地提高磨削效率和使用寿命；金刚石过于耐磨，表现为只是被磨平或磨成光整的圆弧面，不易产生微破碎，说明结合剂胎体过于耐磨或对金刚石把持太强、锯片切深大、进给小、被加工材质硬而细密、金刚石品质过于好、浓度过高、金刚石颗粒切入岩石深度小、金刚石颗粒受冲击和切削力小，使得锯片宏观表现为切割效率低、寿命长。因此需通过调整金刚石、结合剂和采用低切速、小切深、大进给来促使金刚石产生微破碎和加快胎体磨损，从而提高切割效率。

一般地，高品质金刚石的抗压、抗冲击强度高，切割时能长时间保持完整性，磨损慢，不易产生微破碎，只有在遇到摩擦性特别强的材料（如粗粒石英且含量高、组织疏松）时才发生微破碎；但另一方面，金刚石品质好，晶型越趋向等积型，表面光滑，故结合剂胎体对其愈难把持，这样就容易直接脱落。因此对高品级金刚石，应采取措施使得表面变粗糙，或最好采用表面镀覆金刚石；粒度要粗、浓度应低，所用结合剂应具有相适应的耐磨性和对金刚石及其镀覆层有较强的粘结力，被切对象研磨性较强时更适合；对较低品级金刚石，因抗压、抗冲击性较差，在切割一般材料时就有可能发生明显的磨损和破碎，而切割难加工材料（如硬而细密花岗石）时会很快产生大块崩碎和失去切割能力。因此，对较低品级金刚石，粒度宜细、浓度宜高，而结合剂胎体应软、不能太耐磨，烧结温度应低以减少对金刚石的影响，被加工材质应为易切割材料，这样也能较充分地发挥这些金刚石的作用。

还有一点要特别注意，对使用高温耐磨结合剂、高品级金刚石和切割难加工材料的场合，如果掺加一些低品级金刚石或是高品级金刚石品质分散性大，都会造成锯切工具的效率、寿命明显下降。

锯片用金刚石粒度多为30/35～60/70。切割砂岩、水泥路面、沥青路面、耐火材料等较强研磨性材料时，粒度宜粗；切割一些高硬细密花岗石和脆的玻璃等材料时，金刚石粒度宜细。

锯片用金刚石浓度一般为25～50%，小锯片多用15～30% 。

表2-1是花岗石中径锯片用金刚石、结合剂胎体性能与石材性质、锯切参数的关系。

表2-1花岗石中径锯片参数、锯切参数、岩石性能的适应关系

4、结合剂选用

一般地，切割硬度低或弱研磨性、无研磨性材料如玻璃、釉面瓷砖、软大理石等，要求结合剂胎体应软、不耐磨和有一定的脆性、宜用青铜基、铜基、钴青铜基或铁青铜基结合剂；金刚石要求棱角锋利、表面粗糙；锯切速度、切深、进给都可以大些，但要注意被切材料的脆性是否能承受，以防崩边、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、软花岗石（玄武岩等）和切割硬而细密的花岗石时，结合剂胎体的耐磨性应低、对金刚石的把持力要强；金刚石表面也应粗糙、宜表面镀覆；切割参数的选择还要看被切割材料的硬度：硬度高易形成冲击性切割，故切速、切深都不宜大，但宜快进给。而硬度不太高时，切速、切深宜大些。

对强研磨性材料如粗石英花岗石、砂岩、混凝土、耐火砖等的切割，要求锯片用结合剂的胎体耐磨，对金刚石的把持性要高，宜用铁基、WC基配方；金刚石要用高品质、耐热性好、镀覆的；切割高硬度的强研磨性材料时易形成冲击，故切速、切深不宜过大，可以快进给；而切割低硬度的强研磨性材料正相反，应采用高切速、大切深和慢进给，这样可有效保持切割效率，同时能减少结合剂胎体的磨损及金刚石的磨损和脱落。

对于干切用途的金刚石锯片，需要考虑结合剂胎体受热时的传热性要好、不易软化以及对金刚石的牢固把持性，因此用钴基结合剂较合适，钨基也是较合适的一类配方；金刚石的耐热性要好、宜表面镀覆；还要特别注意金刚石刀头结构、基体结构的设计，以加强排屑和风冷却效果。

5、“对号切割”原则

“对号切割”是选用金刚石圆锯片的一般原则，即所选锯片的各项参数（主要指金刚石品质、粒度、浓度、结合剂配方、胎体性能、刀头结构与尺寸、基体结构与尺寸、焊接等）应与被切割材料的硬度、研磨性、性能分布性、切机性能、切割参数相适应，这样才能发挥出最佳效果。一旦“对号”错误，就会出现切不动或寿命很低的问题。