金剛石圓鋸片的應(yīng)用歷史已相當(dāng)悠久,世界上第一片鑲金剛石的圓鋸片直徑達(dá)2m,是法國人Jaeguin 于1885 年制造的,是用每粒0. 8 克拉的粗金剛石制成鋸齒,用手工鑲嵌于帶燕尾槽的基體周邊上,再用鉚釘固定牢。這種制作鋸片的方法差不多沿用了40 年。1930 年以后,由于粉末冶金的方法逐漸成熟,人們才逐步用金屬粉末冶金法制造扇形鋸齒,再用焊接的方法將鋸齒鑲焊于鋼質(zhì)基體上,這就是現(xiàn)在大家熟知的焊接圓鋸片的早期產(chǎn)品形式。
20 世紀(jì)60 年代,圓鋸片的制造技術(shù)獲得了迅速的發(fā)展。適用于各種切割對象、各種不同結(jié)合劑類別、各種不同切割方法的圓鋸片相繼問世,各種制造鋸片的工藝方法也日臻完善,不少國家的鋸片產(chǎn)品已形成完整的產(chǎn)品系列供應(yīng)市場。比較有名的廠家有比利時(shí)的包爾特公司、意大利的布蘭頓公司、美國的諾頓公司、英國的尤尼康公司、日本的大阪工業(yè)公司、德國的溫特公司等。
我國金剛石鋸切工具按其種類而有不同的起始時(shí)間,如20世紀(jì)60 年代研制成功的電鍍內(nèi)圓切割鋸片(硅、鍺、水晶等的切割)和滾壓鋸片(用于鐘表寶石切割);60 年代末70 年代初研制成功的鑲齒鋸片(用于光學(xué)玻璃、地質(zhì)巖芯切割);70 年代初研制成功焊接圓鋸片,最初主要用于絕緣材料、電瓷等的切割,隨后又?jǐn)U展到石材切割圓鋸片。1978 年以后我國石材工業(yè)獲得了全面發(fā)展,從而使石材切割用的金剛石圓鋸片形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,同時(shí)還開發(fā)了用于建筑行業(yè)的金剛石鋸片以及排鋸(又稱框鋸、條鋸)、帶鋸和繩鋸等新的品種。20 世紀(jì)80 年代隨著我國計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展,切割磁頭用的各種超薄金剛石鋸片(無齒鋸)獲得成功,最薄的厚僅0. 04mm,它的結(jié)合劑已不僅僅限于燒結(jié)金屬和電鍍金屬結(jié)合劑,而且有了樹脂結(jié)合劑鋸片。
我國有極為豐富的石材資源且花色品種齊全,努力促進(jìn)石材加工金剛石化是加速發(fā)展我國石材工業(yè)的近期目標(biāo)之一。眾所周知,金剛石具有很高的硬度、耐磨性和強(qiáng)度,因此金剛石加工具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和改革開放進(jìn)程的加快,我國已成為石材生產(chǎn)大國。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)石材產(chǎn)量已達(dá)1 100 萬噸以上,石材消耗量已達(dá)到8 000 萬平方米,已成為僅次于意大利的石材生產(chǎn)和出口大國。20 世紀(jì)80 年代以來我國先后從意大利、日本、德國等國家引進(jìn)石材加工生產(chǎn)線400 多臺套。在引進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了消化吸收和創(chuàng)新,發(fā)展了自己的石材加工裝備工業(yè),使我國石材工業(yè)產(chǎn)值達(dá)200 多億元,就業(yè)人數(shù)達(dá)200 萬人,大理石和花崗巖的板材生產(chǎn)能力達(dá)到1 億多平方米。
為改變我國石材行業(yè)大而不強(qiáng)的局面,增強(qiáng)石材出口競爭能力,除石材行業(yè)自身努力外,金剛石行業(yè)也有責(zé)任承擔(dān)起石材加工用的各種金剛石制品,尤其是鋸切工具的開發(fā)任務(wù)。概括地講,主要有下列產(chǎn)品:
(1)隨著石材拼花、圓柱弧面板等異形石材制品的發(fā)展,我國異形石材加工機(jī)械也得到了發(fā)展,如圓筒鋸機(jī)、串珠繩鋸機(jī)、帶鋸機(jī)和水切割機(jī)床等,這些機(jī)械都要配用金剛石工具。特別是金剛石串珠繩目前多數(shù)靠進(jìn)口,從發(fā)展趨勢來看,多繩式(10 條)金剛石串珠繩鋸機(jī)很可能成為未來的大板鋸取代大型砂鋸。因此,大力開發(fā)金剛石串珠繩鋸等異型石材加工配套金剛石工具是擺在超硬材料行業(yè)面前的重要工作之一。
(2)金剛石排鋸的再開發(fā)。隨著礦山開采技術(shù)水平的提高以及建筑物對裝飾板材塊度大型化的要求,生產(chǎn)大理石大板用的金剛石排鋸的用量會不斷增大,質(zhì)量要求也將提高,為此需致力于金剛石排鋸的再開發(fā),在穩(wěn)定質(zhì)量上做工作。
(3)多鋸片組合圓鋸是超硬材料行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),雖有少數(shù)廠家可以提供,但質(zhì)量不夠穩(wěn)定,產(chǎn)量也少。因此應(yīng)開發(fā)專用的多鋸片組合圓鋸的系列配方、工藝規(guī)程,提高基體質(zhì)量。
(4)其他相關(guān)的金剛石工具,如拋磨工具、天然和人造石材大板校平用的磨輥系列產(chǎn)品等。
從近幾年的發(fā)展來看,金剛石鋸切工具的使用對象和領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大,除傳統(tǒng)的石材、玻璃、半導(dǎo)體等各種硬脆非金屬材料的切割外,還廣泛用于鋼筋混凝土切割(包括水泥預(yù)制件、樓 板、墻板)、機(jī)場跑道防滑縫、公路及廣場伸縮縫(防熱脹冷縮)的切割,有機(jī)物料如膠木板、塑料板的切割,甚至木材、鋁板、鋼纜、石膏水泥板的切割也有了一定進(jìn)展。
目前世界上最大的圓鋸片直徑已達(dá)5m 以上,但使用表明,這種大直徑鋸片的切割并不經(jīng)濟(jì),行家普遍認(rèn)為圓鋸片的直徑達(dá)到3m 就足夠了。
國內(nèi)普遍使用的圓鋸片直徑為Ф2200mm、Ф1800mm、Ф1600mm,而Ф1200mm 和Ф1000mm 用作組合鋸較理想。按設(shè)備和板材要求而定,一般在4. 2-4. 5m 較理想。金剛石帶鋸最長的展開長度為9. 7m。繩鋸視用途不同,長度差異很大,礦山用繩鋸多在30 -50m 左右,切割異型石材的繩鋸長度多在10 -20m 之間。