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金刚石工具胎体的磨损及结构改造
 

  在金刚石锯片中胎体的作用是包镶金刚石使之正常工作。此外,胎体应随着表面金刚石的磨损、破裂、脱落而逐渐磨耗,使表面层下的金刚石相继出露而进入工作状态。在许多金属元素中,由于钴对金刚石具有优良的包镶性能,所以在传统的金刚石锯片制造业中钴一直作为刀头胎体的重要材料。根据金刚石锯片的不同用途,即锯切不同的材料,胎体中还加入其它金属来调适其硬度,或者说调适其磨耗性能。例如锯切大理石和石灰岩的金刚石锯片,在刀头的胎体中往往加入高比率的青铜;而锯切花岗石等较硬材料的金刚石锯片,在刀头的胎体中则加入低量青铜。有时为了提高金刚石锯片的使用寿命,则在刀头胎体中增大钴的含量,其作用是提高胎体的硬度。

  金刚石锯片的刀头是一种结构复杂的混合体,同时具有两种材料即胎体和金刚石的特性。粉末冶金工艺在刀头成形过程中不可避免存在孔隙性而影响胎体的机械性能。胎体与金刚石这两种截然不同的材料之间存在不可共熔性。但它们在刀头中的作用是相互依存的,有时又是相互制约的。金刚石需要胎体的包镶作用,但随着胎体中金刚石粒度或浓度的加大都会使刀头的冲击韧性降低。刀头冲击韧性的降低可导致金刚石锯片最初切入石材的瞬间受到冲击负荷而产生裂纹。因此,金刚石锯片刀头的磨损状况不是金刚石和胎体磨损机理的简单叠加。在金刚石锯片锯切石材的实践中往往会遇到这种情况,即刀头工作面两边的磨损比中间部位的磨损快,从而使刀头工作面形成弧形,导致石材的锯切面质量变差,增加了后续工序的工作量,提高了生产成本。有一种层式结构的刀头,即制成三层结构,中间层的金刚石浓度低于两侧层的,从而使刀头的工作面在整个使用寿命期内保持磨损面平整,从而提高了锯切质量。但是这种层式结构的刀头生产成本较高。最近出现一种槽式结构的刀头,在刀头的中部开有梯形槽,贯通刀头的全高度,焊接到基片上时槽的方向左右交替错开。这种槽式结构的刀头不但解决了工作面磨损不 均的问题,还有利于冷却液的流通而使刀头的冷却和排屑更有效,可减少金刚石受热损坏,延长锯片使用寿命。


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