摘要：金剛石繩鋸已經(jīng)在石材切割和建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 一些新工藝和新方法被用于制作金剛石繩鋸。采用串珠自動(dòng)冷壓成型技術(shù)， 串珠熱等靜壓技術(shù)，使生產(chǎn)效率得到大幅度提高，制作成本大幅下降； 釬焊技術(shù)和金剛石定向排布技術(shù)提高了金剛石繩鋸的綜合性能。 利用這些技術(shù)制作高性能的小直徑繩鋸和工程建筑用繩鋸進(jìn)一步擴(kuò)大了繩鋸的使用范圍。

1、前言

　　金剛石繩鋸作為一種柔性超硬材料切割工具，從面世至今，已有40多年的發(fā)展歷史，從最初的電鍍技術(shù)，發(fā)展到以燒結(jié)、 釬焊技術(shù)為主流的制造技術(shù)；從只能切割軟質(zhì)石材到廣泛應(yīng)用于花崗巖礦山的荒料開(kāi)采、鋼筋混凝土或金屬結(jié)構(gòu)件的切割，在制造技術(shù)推陳出新的同時(shí)，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。目前國(guó)產(chǎn)金剛石繩鋸的綜合性能已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平，且造價(jià)低廉，完全能夠滿足國(guó)內(nèi)石材礦山開(kāi)采和板材加工業(yè)的需求，甚至有許多企業(yè)生產(chǎn)的繩鋸產(chǎn)品已開(kāi)始大量出口歐美等西方國(guó)家。隨著金剛石繩鋸機(jī)械及金剛石繩鋸切割技術(shù)的快速推廣使用，我國(guó)石材荒料開(kāi)采已進(jìn)入金剛石繩鋸時(shí)代，金剛石繩鋸制造企業(yè)得到了空前的發(fā)展。如國(guó)內(nèi)某公司2007 年金剛石繩鋸產(chǎn)量已達(dá)3萬(wàn)多米，產(chǎn)值1500萬(wàn)元，盈利300多萬(wàn)，相對(duì)上一年度，產(chǎn)量、產(chǎn)值、利潤(rùn)等指標(biāo)都實(shí)現(xiàn)了翻番的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)金剛石繩鋸制造企業(yè)通過(guò)自主創(chuàng)新，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)金剛石繩鋸技術(shù)的快速進(jìn)步，為金剛石繩鋸的進(jìn)一步推廣使用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　2、金剛石繩鋸的制作新工藝

　　隨著金剛石繩鋸使用量的增長(zhǎng)和應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，金剛石繩鋸的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，為了順應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)急劇發(fā)展的形勢(shì)，趕上國(guó)際先進(jìn)水平，國(guó)內(nèi)一些公司近幾年不斷引進(jìn)新設(shè)備，研究應(yīng)用新技術(shù)，在生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量、 生產(chǎn)效率也大幅度提高，而制作成本卻在不斷下降。

　　2 1 制粒及容積式自動(dòng)冷壓工藝

　　目前國(guó)內(nèi)繩鋸生產(chǎn)廠家普遍采用不制粒的粉末進(jìn)行手工冷壓串珠生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量易受人為因素影響，且工作環(huán)境粉塵多，不利于人體健康。

　　鑒于使用不制粒粉末進(jìn)行冷壓存在的諸多弊端，國(guó)內(nèi)某公司首先將粉末制粒工藝及配套設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。粉末制粒工藝就是將粉料加入容器中靠攪拌器與切割刀的高速旋轉(zhuǎn)作用并噴射霧化溶劑使粉末形成顆粒，20min可完成10kg粉料的制粒，制粒粉經(jīng)烘干、篩選后，制成30～80目的球狀顆粒，成型率在85%以上。這種方法制作的粉料，流動(dòng)性更好，金剛石經(jīng)過(guò)包衣與制粒粉末混合后，金剛石在工作唇面上的分布更均勻；包衣后的金剛石表面被粉末包裹，在壓制過(guò)程中避免了與模具表面直接接觸，降低了模具的損耗。

　　有了粉末制粒技術(shù)和金剛石包衣技術(shù)以后，國(guó)內(nèi)一些公司引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)的自動(dòng)冷壓機(jī)進(jìn)行串珠的生產(chǎn)，該設(shè)備是根據(jù)容積法（定粉料的量）從裝料到基體和胎體一起冷壓成型，自動(dòng)化程度高，節(jié)省人力，從而大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

　　2 2　熱等靜壓技術(shù)

　　金剛石串珠燒結(jié)是繩鋸生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，直接影響繩鋸的鋸切性能。串珠是圓筒薄壁結(jié)構(gòu)，要求燒結(jié)致密度高，通常的熱壓燒結(jié)方法由于上下壓頭壁太薄，受壓能力差，直接限制了串珠的燒結(jié)致密度，而且壓頭損耗大 ，成本較高。傳統(tǒng)的先冷壓再無(wú)壓燒結(jié)方法，串珠的燒結(jié)致密度更低，嚴(yán)重影響繩鋸的性能。目前最有效的燒結(jié)方式就是采用熱等靜壓（HIP）技術(shù)，在串珠生產(chǎn)中的應(yīng)用就是將燒結(jié)后的串珠置于玻璃套中（也有企業(yè)不放入玻璃套，直接放入熱等靜壓燒結(jié)爐中），放入熱等靜壓機(jī)中，以惰性氣體Ar氣為傳壓介質(zhì)，溫度升到800℃～900℃進(jìn)行等靜壓處理，然后采用滾筒處理或噴丸處理將玻璃套去掉。用該技術(shù)生產(chǎn)的串珠孔隙少，致密度高，能提高串珠的硬度、強(qiáng)度、耐磨性及工作壽命，還能提高基體與胎體之間的粘接強(qiáng)度；由于爐腔大，一次性可以裝幾千粒串珠，利于批量生產(chǎn)。

3、金剛石繩鋸的新技術(shù)

　　3 1　釬焊技術(shù)

　　孕鑲金剛石工具是一種將金剛石顆粒和金屬粉末混合后燒結(jié)制成的特殊復(fù)合材料。金剛石顆粒在胎體中一般呈隨機(jī)狀態(tài)分布，工具工作時(shí)隨著胎體的不斷磨損，使得一層層的金剛石顆粒不斷出露并作為微切削刃刻取被切割物，自身不斷磨損碎裂和脫落，以接力的形式連續(xù)工作，循環(huán)往復(fù)以至消耗完畢。孕鑲燒結(jié)串珠的金剛石在胎體中的分布都是隨機(jī)的，磨粒之間的間隔不均，而胎體又主要是靠機(jī)械力的方式對(duì)金剛石把持，金剛石出刃值低，切割效率低，出刃自銳問(wèn)題難于解決，不能發(fā)揮每一顆金剛石的磨削作用，造成原料的浪費(fèi)。金剛石串珠 “釬焊” 的原理是采用含有活性元素（如Ti、Cr、W 等）的釬料在釬焊的過(guò)程中使活性元素與金剛石表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成一層碳化物，借助于這層碳化物的作用，金剛石、胎體（釬料）、基體三者就能實(shí)現(xiàn)牢固的化學(xué)冶金結(jié)合。國(guó)內(nèi)釬焊串珠主要用鎳基或鈦基釬料，然后在真空條件或氬氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)主要是制作單層金剛石釬焊串珠，多層金剛石釬焊串珠還有待研究。

　　3 2　金剛石定向排布技術(shù)