1引言
硬脆材料是指具有高硬度、高脆性的材料,通常为非导电体或半导体,如各种石材、玻璃、硅晶体、石英晶体、硬质合金、陶瓷等。随着科学技术和现代工业的发展,硬脆材料的应用领域日益扩展,硬脆材料加工技术也不断发展。在各种硬脆材料加工方法中,切割加工占有重要地位。
例如,在建筑装饰板材和岩石材质精密零部件的加工中,锯切加工是机械加工的第一道工序,锯切加工成本占整个加工成本的50%以上。目前,石材等硬脆材料的切割加工主要采用各种金刚石切割工具。由于金刚石是自然界已知的最硬物质,其优异性能决定其在石材等硬脆材料切割加工领域具有广阔的发展前景。
应用金刚石工具锯切硬脆材料的加工方式主要有:圆锯片切割、金刚石带锯切割、金刚石框架锯切割、金刚石串珠锯切割等。尽管每种方法各有其不同特点和应用范围,但其切割机理和金刚石磨损机理都大致相同。
由于岩石切割是金刚石切割工具最主要的用途,因此,深入研究石材锯切机理和金刚石切割工具的磨损机理对于金刚石切割工具的合理制造与正确使用具有重要意义。长期以来,国内外专家学者对金刚石工具锯切花岗岩的加工机理、金刚石工具的磨损机理以及锯切加工过程中的锯切力作了大量试验和研究,取得了令人瞩目的成果,对岩石锯切加工以及金刚石工具的研究开发起到了积极的理论指导作用。
2金刚石切割石材锯切机理的研究
金刚石磨料通常通过烧结或电镀的方式制成切割工具。金刚石工具的切割过程类似于磨削加工,但由于受材质影响,岩石、陶瓷等硬脆材料的加工机理与金属加工机理不同,且加工过程更为复杂。