石材切割用金刚石串珠等磨损的实现方法与串珠绳磨损机制

金刚石绳锯切割技术是一种资源利用率高，环境影响小，加工效率高的绿色切割新技术，被国际石材加工行业确定为最优先的发展领域。主要用于石材开采和加工、水利工程、钢筋混凝土的拆除、海底或陆上石油管道维修等许多方面。在我国，该技术的应用刚刚开始，许多关键技术仍未解决，特别是串珠的非均匀磨损导致绳锯的过早失效问题，严重的制约了国产绳锯的应用和绳锯技术的发展。本项目提出了解决这一问题的新构想- - 实现绳锯串珠等磨损的新方法：通过构建复合式串珠工作层，使工作层不同部位具有不同的磨耗性能；同时采用磁控溅射方法对金刚石表面镀W，增强结合剂对金刚石的包镶能力；在解决串珠的非均匀磨损的同时，全面提高串珠绳寿命和效率。项目完成后，其成果可为其它金刚石工具设计与制造所借鉴；不仅对柔性切割工具进一步的开发研究具有重要的现实意义；同时还能产生较大的经济效益。对我国金刚石工具行业的技术进步起着重要的推动作用。

金刚石绳锯切割技术是一种资源利用率高，环境影响小，加工效率高的绿色切割新技术，被国际石材加工行业确定为最优先的发展领域。主要用于石材开采和加工、水利工程、钢筋混凝土的拆除、海底或陆上石油管道维修等许多方面。在我国，该技术的应用刚刚起步，许多关键技术仍未解决，特别是串珠的非均匀磨损导致绳锯的过早失效问题，严重的制约了国产绳锯的应用和绳锯技术的发展。本项目提出了解决这一问题的新构想—实现绳锯串珠的等磨损，围绕这个构想进行了以下工作：. 1、冷压、热压模具设计方法研究：分别设计了组合式双向压制冷压模具和双层浮动热压烧结模具，其中对开式和三瓣式双向压制冷压模具均具有冷压效率高、冷压压坯成品率高、模具损耗小以及组装、装料、压制和拆模方便等优点；并且通过钢基体和工作层的整体压制，解决了分体压制时，因钢基体和工作层两者之间存在的空气等不能排尽，导致热压烧结后工作层胎体与钢基体的粘结强度低、实际切割使用时串珠胎体与钢基体剥离这一最突出的问题；双层浮动热压烧结模具，彻底解决了串珠脱模困难等问题，提高了生产效率，也大大地提高了串珠烧结的均匀性，同时保证了串珠基体与胎体的同心性。. 2、串珠胎体配方的试验研究：选用W基和Co基胎体，通过调整金属粉末粒度、活化元素选择、烧结工艺控制等因素，分析了得到串珠胎体的强度、硬度、致密度等性能，发现W基胎体和金刚石产生了化学冶金结合力，有利于金刚石把持力的提升，同时通过Fe、Ni、Sn等活化元素的添加，可以使W基胎体的烧结温度降至1000˚C以下，减少了金刚石磨粒的热损伤。. 3、金刚石绳锯切割性能研究：采用等磨耗的结构设计，制备了新型金刚石串珠，并制备成绳锯，大大的改善了串珠的磨损状态；测量了绳锯上金刚石的出刃高度及磨损形状变化规律，并分析了金刚石出刃高度及磨损形状变化对绳锯切割性能的影响。. 4、异型板材的绳锯切割控制策略初探：现有异形绳锯切割机在加工异形（弧形）板材时，导致曲面过切（中段起槽）的现象，造成昂贵的异形板报废。为了防止过切的发生，发明了一种线弓度的监测及反馈控制装置，通过控制绳锯进给量，实现对绳锯的变形（线弓角）的控制。