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金剛石磨料讓切割工具如虎添翼

關(guān)鍵詞 金剛石磨料|2007-11-19 00:00:00|來源 中國磨料磨具網(wǎng)
摘要 硬脆材料是指具有高硬度、高脆性的材料,通常為非導(dǎo)電體或半導(dǎo)體,如各種石材、玻璃、硅晶體、石英晶體、硬質(zhì)合金、陶瓷等。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,硬脆材料的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展,硬脆材...
硬脆材料是指具有高硬度、高脆性的材料,通常為非導(dǎo)電體或半導(dǎo)體,如各種石材、玻璃、硅晶體、石英晶體、硬質(zhì)合金、陶瓷等。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,硬脆材料的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展,硬脆材料加工技術(shù)也不斷發(fā)展。在各種硬脆材料加工方法中,切割加工占有重要地位。例如,在建筑裝飾板材和巖石材質(zhì)精密零部件的加工中,鋸切加工是機(jī)械加工的第一道工序,鋸切加工成本占整個加工成本的50%以上。目前,石材等硬脆材料的切割加工主要采用各種金剛石切割工具。由于金剛石是自然界已知的最硬物質(zhì),其優(yōu)異性能決定其在石材等硬脆材料切割加工領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。
  
  應(yīng)用金剛石工具鋸切硬脆材料的加工方式主要有:圓鋸片切割、金剛石帶鋸切割、金剛石框架鋸切割、金剛石串珠鋸切割等。盡管每種方法各有其不同特點和應(yīng)用范圍,但其切割機(jī)理和金剛石磨損機(jī)理都大致相同。由于巖石切割是金剛石切割工具最主要的用途,因此,深入研究石材鋸切機(jī)理和金剛石切割工具的磨損機(jī)理對于金剛石切割工具的合理制造與正確使用具有重要意義。長期以來,國內(nèi)外專家學(xué)者對金剛石工具鋸切花崗巖的加工機(jī)理、金剛石工具的磨損機(jī)理以及鋸切加工過程中的鋸切力作了大量試驗和研究,取得了令人矚目的成果,對巖石鋸切加工以及金剛石工具的研究開發(fā)起到了積極的理論指導(dǎo)作用。
  
  金剛石切割石材鋸切機(jī)理的研究
  
  金剛石磨料通常通過燒結(jié)或電鍍的方式制成切割工具。金剛石工具的切割過程類似于磨削加工,但由于受材質(zhì)影響,巖石、陶瓷等硬脆材料的加工機(jī)理與金屬加工機(jī)理不同,且加工過程更為復(fù)雜。由于金剛石切割工具最早應(yīng)用于石材切割,因此對金剛石切割石材的機(jī)理研究較多。國內(nèi)外學(xué)者對金剛石工具鋸切花崗巖的加工機(jī)理進(jìn)行了長期研究:從早期應(yīng)用巖石在壓頭侵入下的斷裂理論、單顆粒金剛石劃傷表面形貌觀察法逐漸發(fā)展到綜合應(yīng)用偏光顯微鏡和掃描電鏡觀察巖石加工表面形貌以及裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展規(guī)律、用聲發(fā)射信號評價巖石的切削狀態(tài)等。但由于巖石等硬脆材料的切割狀態(tài)及切割過程非常復(fù)雜,因此對其切割機(jī)理的研究至今尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識。
  
  與磨削加工的研究類似,人們首先研究了切割加工時單顆金剛石顆粒與石材之間的作用機(jī)理。早期的試驗研究表明:單顆粒金剛石在不同條件下切削花崗巖時,巖石的破壞方式主要以脆性崩碎為主;同時,根據(jù)不同的礦物成分,巖石中仍有塑性變形產(chǎn)生。
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