金剛石串珠繩鋸技術(shù) 在石材加工中的應用

近年來(lái)，金剛石串珠繩鋸以其準備時(shí)間短、切割靈活、低噪聲、低粉塵、低污染、節能等特點(diǎn)，在石材行業(yè)得到了廣泛的應用。串珠繩本身結合了金剛石超強的剛性和繩索的柔性，使其能適應諸如荒料開(kāi)采，這種獨特鋸切模式，是其它金剛石工具所無(wú)法達到的；另外，串珠繩在長(cháng)度上的幾乎不受限制，使其適用性加強，在一些特殊場(chǎng)合如水下加工、建筑物的拆除等將發(fā)揮獨特的作用。為了促進(jìn)我國石材工業(yè)的發(fā)展，筆者對金剛石串珠繩的應用及一些使用經(jīng)驗進(jìn)行討論，以供石材加工企業(yè)借鑒和參考。

    2金剛石串珠繩鋸的構成與制造

    2.1金剛石串珠繩鋸的構成

    串珠繩的結構如圖1所示。在一根多股鋼絲繩上面按比例穿套有數量的金剛石串珠顆粒，相鄰串珠間由起支撐固定作用的隔離套分隔（類(lèi)似項鏈）。金剛石串珠繩鋸加工是由直接參與切割用的金剛石串珠繩和驅動(dòng)串珠繩運動(dòng)的相應機械設備（即繩鋸機）共同完成，加工前，利用銅套等對接套將長(cháng)度的串珠繩首尾對接，形成閉合圈。加工時(shí)，張緊在繩鋸機導輪組上的閉環(huán)串珠繩，在驅動(dòng)力的帶動(dòng)下串珠繩作高速運動(dòng)，并通過(guò)串珠的磨削運動(dòng)實(shí)現切割。

    2.2金剛石串珠繩的制作工藝

    （1）金剛石串珠

    從金剛石串珠繩發(fā)明到現在，對串珠制作工藝的改進(jìn)從未停止過(guò)。目前金剛石串珠制造工藝還是以電鍍法和熱壓燒結法為主，且后者占主導地位。盡管臺灣有學(xué)者利用釬焊方法成功地制造出釬焊金剛石串珠，但目前尚未實(shí)現大規模工程應用。圖為分別采用這三種工藝制備的金剛石串珠樣品。燒結型串珠具有較高的耐磨性。通過(guò)調整胎體中各金屬成份比例或選用不同品級、粒度、濃度的金剛石磨料可以實(shí)現胎體磨耗速度和金剛石磨料磨損速度的調控，從而制造出具有不同的出刃高度和空間的串珠，以適應不同材質(zhì)的切割。與熱壓燒結串珠相比，電鍍金剛石串珠制作工藝相對簡(jiǎn)單，而且更有利于串珠小直徑化。由于金剛石鍍層較薄，胎體耐磨性較差，其鍍覆金屬對金剛石磨粒的把持力有限，金剛石磨粒易提前脫落，故總體性能不如燒結型串珠，不適合切割花崗石，目前主要用于大理石等較軟材質(zhì)的切割。

    （2）隔離套

    隔離套用于定距隔離和固定相鄰串珠。目前工程中常用的隔離套有三種。彈簧墊圈式是使用的隔離套形式。由于彈簧墊圈式隔離套在加工時(shí)磨屑很容易從串珠、彈簧、墊圈之間的間隙進(jìn)入并在繩鋸彎曲運動(dòng)作用下對鋼絲繩進(jìn)行磨蝕，從而造成串珠繩斷繩失效。尤其在加工含石英成份較高的花崗石時(shí)，由于石英硬度高，對鋼絲繩磨蝕性相當嚴重，因此這種隔離套適用于較軟材質(zhì)的切割。目前已較少采用。為了適應高硬度材質(zhì)切割的需要，發(fā)展了注塑式和注膠式隔離套。注塑、注膠式的隔離套是以耐磨塑料、橡膠充當串珠間的隔離墊。串珠與鋼絲繩之間完全被塑料、橡膠所充填，從而避免了磨屑進(jìn)入串珠與鋼絲繩間而磨蝕鋼絲繩。正是它的出現，使得串珠繩鋸的應用范圍拓展到花崗石類(lèi)高硬度材料的切割加工。其中，注塑式應用較廣，而以壓注橡膠為隔離套的串珠繩鋸則主要用于攝氏零度以下、比較寒冷地區的石材礦區，這是因為橡膠的低溫性能比塑料好，在低溫下仍能保持較好的柔韌性和強度，不致脆裂。