金刚石工具制造

金刚石工具制造 第三章锯切工具

作业及参考答案

1、什么是金刚石连续齿切割片及金刚石干式切割片？简述其特点及用途。

答：金刚石连续齿切割片又称为金刚石湿切片。因为金刚石刀头是连续的，排削冷却效果不好，一般在加水或冷却液的条件下切割。这种切割片一般较适合用于切割容易碎边的大理石、瓷砖、玻璃、石英等极脆材料，及切割花岗岩混凝土等。

金刚石干式切割片，又称齿块式切割片。特点是切割锋利，主要用于切割花岗岩、砂岩、混凝土、砖块等。按工艺可分为烧结式和热压烧结式两种，后者使用寿命更长，更安全。 2、锯切工具用金刚石的技术要求

答：①粒度

金刚石在锯切工具的切割面上的出露情况或凸出高度会影响每个颗粒的切割深度，一般粗颗粒用于切割软质材料，而较小的粒度则用作坚韧材料的切割。

选择合适的目数是确保工具性能的关键。

②浓度

决定了切割工具表面晶粒的数目。金刚石浓度越高切割工具表面晶粒的数目就越多，这样有利于提高寿命。

③形状

当晶粒承受重负荷时，最合适的产品是选用非常结实、完整的立方—八面体晶形的金刚石。这种晶形的金刚石在工作过程中接触面最小，而抗破碎能力最强，因而降低了设备功率消耗，延长了工具寿命。

④杂质

杂质是金刚石晶体在生长过程中所包裹的外来物质。在晶粒中，杂质随着类型、数量、位置和分布的方式不同而变化。

晶粒内的杂质不但影响制品烧结时金刚石的质量变化，也同样影响到切割时金刚石晶粒能经受住什么样的载荷。

⑤冲击强度

冲击强度受晶形、粒度、杂质等特性的影响。在选用金刚石时，要综合考虑工具的设计、结合剂的性能、工件材料的性能、机器的使用功率、所要求的切割效率和寿命等来选用合适冲击强度的金刚石。

3、胎体的作用

答：①分散和把持金刚石；

②使金刚石有一定的出露，提供相匹配的磨损；

③防止晶粒过早脱落；

④充当散热体，将工作时产生的热量迅速传出去；

⑤当金刚石受到冲击时，胎体承受和分散所产生的冲击和载荷。

4、基体的作用

答：①焊接第一个节块后，不必再调平直度；

②在不需作中间维修或锯片检查的条件下，可把基体上的节块完全充分地加以利用； ③通过减少基体的厚度，降低节块的成本，减少锯切阻力和切削损耗；

④复焊节块后，所需调平直的成本最低；

⑤重复使用的次数多。

5、冷烧结法的定义：

答：将一定量的成型物料加入常温模具中，在高压下压制成制品形状的密实的毛坯，然后送至高温炉中进行一定时间的烧结，冷却后取出制品。

6、电镀法制造金刚石锯切工具的优点

答：工艺温度低，因而制造的全过程对金刚石不会造成热损伤；设备简单，投资小，见效快；金刚石与结合剂结合牢固，金刚石出刃高度可控制；几乎可以制造出任何形状，厚度极薄的产品。

7、工作层料的配混工艺

答：⑴将称量好的结合剂倒入料筒；

⑵把金刚石倒入，再加入润湿剂，湿润；

⑶搅拌，倒出过筛，再倒回料筒中；

⑷开机混料；

⑸停机检测。

8、中频炉烧结锯片制造工艺流程

答：

9、钟罩炉烧结法优点和缺点。

答：优点：①炉膛容积一般较大，可以做大规格的圆锯片，以满足客户不同的切割要求；同时炉膛有一定的高度，每摞可以放几十片锯片。

②钟罩炉所用模具均为耐热钢模具，使用寿命长；同时由于钢模较重，在烧结过程中，其自重可以对锯片坯体产生一定的压力，有利于烧结顺利进行。

③由于炉膛内通保护气氛，对钢模具、锯片胎体、金刚石、基体都有良好的保护作用，可以制得高质量的金刚石锯片。

缺点：

①设备一次性投资较大。

②工作过程中需要通保护气氛，附属设备多，操作复杂。

③烧结过程中，在钟罩炉内加压比较困难，靠模具自重及附属物品加压压力较小，所以烧结过程进展较慢，每炉烧结时间较长，生产效率较低。

10、氨分解炉操作步骤如下：

答：①触媒活化。

②将控温仪调至600℃。

③升温。接通电源约1h即可升温到600℃，达到操作温度，温度自动控制。 ④通氨气。打开放空阀，然后慢慢打开氨阀，使氨通入分解炉，约放空0.5h。

⑤正常送气(氢气)。约放空0.5h后，即可打开氢阀，关闭放空阀，分解炉进入稳定运转状态。进入稳定运转后，应有专人看管。

⑥停机。切断电源后，先关氨阀，再关氢阀。

11、为什么要制粒？

答：节块的冷压，特别是采用自动冷压机冷压往往有两个问题要加以解决，才能保证质量和提高生产效率:

第一，如何保证每一节块（指同批料）中金刚石的量是一致的，以及金刚石在结合剂中分布均匀；

第二，大批量生产时，采用什么样的计量方法既能保证每个节块的计量准确，又能保证效率高。

为解决这两个问题，国内外推出了制粒，即是金刚石与结合剂混合均匀后，再制成颗粒状混合物。

12、制粒过程。：

答：混料机中，金属粉末、金刚石及起粘结作用的人造粘结剂先干混，后加入溶剂再湿混。

混合料从制粒机上部的料斗中，由螺旋输送器连续不断地输入该机器内部容器中，制成粗糙颗粒。

通过机械滚动作用，粗糙颗粒被转变成最终的球状或条状小颗粒。

然后输送到传送带上，经干燥后蒸发掉溶剂。制粒后的成型料流进收集器中备用。

13、制粒成型料冷压法的优点。

答：①金刚石与结合剂不再分离，防止了金刚石的结团或分层；

②由于成型料的流动性改善，减少了节块间的重量误差；

③经过制粒，机器可以无人操作；

④冷压模具的磨损下降至少50% ；

⑤粉末分布均匀，尤其是像三明治式这样的薄粉末层或无金刚石的结合层。

14、夹心节块的特点。

答：第一，中间层金刚石粗，浓度小，上、下层则金刚石细，浓度大；或者三层金刚石颗粒度、浓度都一样，而成型料密度不同，中间层密度小，孔隙多，上、下层密度大，孔隙少。

第二，由于上述结构原因，使节块在使用时，中间层磨损快，上、下层则磨损慢，因此出现中凹形。

第三，这种节块制造时只能采用水平压制的方法，且不能有过渡层，否则会使模具结构复杂，制造效率极低。

15、夹心节块的优点。

答：⑴夹心节块在锯切花岗岩时，工作面逐步拉成凹形，而节块两侧面也相应磨圆，使锯切时接触面积小，切削阻力变小，金刚石刻入岩石较多，因此切割效率较高。

⑵这种锯片稳定性好，因为凹形两侧面所受的力能互相抵消，所以切片厚薄均匀，基体也不易变形，保证了复焊次数。

16、挤压完毕后如何对锯片进行整形处理？

答：整形处理是在专门的滚压机上进行的。锯片套在芯轴上，芯轴的位置是可调的，以适应不同直径锯片的整形，两个辊子分别位于锯片的上面和下面，压力可调（由压力表读出），滚压的部位在锯片离外缘 1/ 3的直径处，经滚压后的锯片一方面比较平整，另一方面具有一定的张力，因此在切割工作时，不产生 “ 飘 ” 的现象。

17、金刚石排锯的优点。

答：⑴产量高，切割效率比加砂大锯提高5～ 10倍，比金刚石大圆锯片切割每立方米荒料多出10m2毛板；

⑵加工出的平板板材表面光洁度高，后续表面加工工序中可以省去粗磨，只需精磨、抛光或直接抛光；

⑶节省能源，单位产量的能耗大大降低。因此，其综合生产成本低，逐渐替代了加砂大锯。

18、金刚石排锯制造时金刚石如何选择？

答：因为金刚石排锯的工作状况与金刚石圆锯片不同，它是随锯机作往复运动，因此，

排锯齿金刚石颗粒的受力情况就不同于圆锯片切割，金刚石颗粒作用面（刃）是在运动方向的前后两个面上，不像圆锯片中金刚石颗粒切割面后面有结合剂凸起，将金刚石牢固地镶嵌着，所以除了需有较强的把持力的结合剂外，还要求金刚石强度高，否则金刚石颗粒切割受力时易破裂，降低切割力。但强度高的金刚石晶形完整率高，表面光滑平整，又难以较长时间地保留在结合剂中，这样就需要使用强度高而表面又粗糙的金刚石。

19、金刚石绳锯的基本构造。

答：绳锯除钢绳外，它的组成部分为：

⑴金刚石串珠；

⑵弹簧；

⑶垫圈；

⑷固定环。

20、金刚石绳锯如何组装？

答：按常用30颗/米串珠的规格，每5颗金刚石串珠组成一切割单元，其组装过程如下： ①按用户要求长度截断钢绳，注意不要将钢缆端头扭松；

②将钢缆一端在砂轮机上打磨成圆锥状，以便于各部件穿入；

③将已准备好的各种部件按有关组装形式从钢缆圆锥端一一穿入并平移至另一端； ④当穿完一切割单元的所有部件后，压紧弹簧，调整好一切割单元的长度；

⑤向前推动固定环使其压紧弹簧，将手钳临时夹住钢缆紧靠固定环处，使其不被移动，将固定环置于专用千斤顶的月牙口内，启动千斤顶，施压，上下压头闭合，使固定环被压变形，紧紧地夹牢钢缆；

⑥重复上述1～5的操作，使第二组单元装配完毕，继续直到整条完成；

⑦在钢缆两端装配上连接用的螺旋接头，涂上防锈油。