饮 总〉I金 厅 工 具  金 刚 石 圆 锯 片 基 体 在 石 材 切割 中  如 何 做 到 更 薄 、 更 多 、 更 大  张 云 才 胡 欢  ( 黑 旋 风锯 业 股 份 有 限 公 司 , 湖 北宜 昌44 3 0 03)  引 言  金 刚 石 圆 锯 片 已 广 泛应用 于 石 材 加 工 业 , 传 统 石  材 加 工 主 要 涉 及 到 矿 山 荒 料 的 开 采 、 石 材板材 的 切 割 、 异 型 石 材 制 品 的 加 工 等 , 石 材 加 工 方式涉 及 到 圆  盘 银 、 砂 锯 、 绳 锯 、 框架锯 、 链 臂锯等 , 其分 别在 不 同 的 切 割 领 域都 以 各 自 的 特 点 而 有 所 表 现 , 但 圆 盘 锯  具 有 的 切 割 效 率 高 、 加 工 成 本 低 、 对 金 刚 石 刀 头 的 依 赖 小、 满 足 不 同 场 合 或切 割 对 象 加 工 需 求 的 适应性 强  等 优 势, 使 得 圆 盘 锯 在 硬 脆 材 料 的 切 割 加 工 领 域 仍  能 独 领 风 骚 。 也 正 是 以 圆 盘 锯 为 代表 的 工 具 进 步 , 带  来 了 石 材 开 采 及 加 工 的 彻 底 革 命 , 同 时 也 带 来 了 从 锯  机 到 石 材产 品 这一 产 业 链 中 各 个 流 程 的 标 准 化, 使 得  更 具 性 价 比 优 势 的 石 材 制 品 逐 步替 代 传 统 陶 瓷 板 材 的 前 景 良 好 。 圆 盘 锯 中 最 为 核 心 的 金 刚 石 圆 锯 片 在 传 统 石 材 切 割 中 继续发 挥 着 不 可 替代 的 独 特作 用 , 发 展 前 景 总 体 方 向 是 向 着 产 品 厚 度 减 薄 ( 简 称 更薄 ) 、以 不 同 方式 进行 组 合 的 片 体 更 多 ( 简 称 更 多 ) 、 满 足 大 板  切 割 需 要 的 产 品 直 径 更大( 简 称 更大 ) 的 方 向 快 速 发  展 。 在 圆 盘 银 和 框 架锯 、 绳 锯 、 传 统 砂 锯等 方 式( 质  量 、 效 率 、 成本等 ) 的 加 工 较 量 中, 尤 其 是硬质 石 材  ( 诸 如 花 岗 岩 等) 方 面 , 继 续 发 挥 着 引 领 作用。  “更薄”是 指 : 在薄 型 化方 面 , 在 目 前 市 场 行情  不 景 气 的 背景 下 , 石 材 的 切 割 加 工 进 人 了 以 成 本 为 竞 争 核 心 时 代, 通 过 锯 片 的 进一 步减 薄来提 高 成 材 率,  降 低 加 工 成 本 。  作 者 简 介:张 云 才 , ( 1 9 6 4￣ ) , 教 授 级 高 级 工 程 师 , 现 为 黑 旋 风 锯 业 股 份 有 限 公 司 党 委 书 记 、 董 事 长; 胡 欢, 高 级 工 程 师 , 现 为 湖 北 省  制 锯 工 程 技 术 研 究 中 心 主 任  “更 多”是 指 : 组 合 切 割 锯 片 分 为 宝 塔 形 组 合 和 单 / 双 规 格 多 片 组 这 两 种 主要 形 式, 多 规 格 塔 形 的 组 合 级 别 逐 渐 增 多 , 单 / 双 规格 多 片 组 的 装 片 量 也 大 幅 提  高 , 进一 步提 高了 切 割 效 率 。 “ 更大”是 指 : 在 大 型 化方 面 , 框 架 锯 和 绳 锯在 花 岗 岩大 板 切 割 的 工 程 应 用 仍 未能 产 业 化 应 用 , 而通 过 金 刚 石 锯 片 的 进一 步大 型 化, 从 锯 机 结 构 、 切 割 工 艺 以 及  锯 片 几 个方 面 的 研 究 和 实 践 应用 表 明 , 超 大 直 径 圆 锯 片  切 割 花 岗 岩 大 板 是 最 为 经 济 可 行 的 切 割 方式 。 1 金 刚 石 锯 片 在 石 材 切 割 中 如 何 做 到“更薄 、 更 多 、  更 大”  1. 1 金 刚 石 锯 片 在 石 材 切 割 中 如 何 做 到“更 薄”  1. 1 . 1 “更 薄”的 提 出 背 景 和 实 际 需 求 随 着 以 金 刚 石 锯 片 基 体 为 代表 的 工 具 的 技 术进 步, 推 动 石 材 制 品 加 工 由 传 统 的 粗 放 型 到 门 类齐 全、  分 工 清 晰 的 集约 式 发 展 。 尤 其 是 在 目 前 经 济 进 入 了 “新 常 态”, 市 场行 情 不 景 气 的 背 景 下, 石 材 制 品 的  切 割 加 工 逐 渐 由 传 统 的 以 效 率 为 竞争核 心 的 时 代转 变 为 以 成 本 为 竞 争 核 心 的 时 代 ; 由 传 统 的 仅仅 依 靠 破坏 环 境 、 浪 费 资 源 的 方 式 逐 渐 向 以 通 过 以 连 续 加 工 生 产 线 、 通过 集 成化 和 自 动 化 为 特 征 的 绿 色 环 保 车 间 加 工 的 发 展 方 向 , 具 体 落实 到 金 刚 石 圆 锯 片 上,通 过“更  薄”, 满 足 了 石 材 制 品 的 切 割 加 工 能够 通 过 进一 步减 薄来 提 高 成材 率 , 降 低 加 工 成 本 , 迈 人 环 境 友 好、 资  源 节 约 的 发 展 方 向。  1 . 1 . 2 “更 薄”能 够 带 来 的 突 出 效 益  更 加 薄 型 化 的 金 刚 石 锯 片 是一款 节 能 型 产 品, 主  ? 2 2  ?  S T O N E  201 7  N 〇 9  DOI :牨牥 牨牬牥牫牥牤j cnki scaa 牪牥牨牱 牥牨牳牥 金 刚 石 工 具 I  要 应 用 于 石 材板 材 的 切 割、 矿 山 石 材荒料 的 开 采 等 领  域 。 具 有 诸 多 优 点 , 主 要 表 现 在 : 锯 片 厚 度 在常 规 基  础 上 减薄 , 减 少 了 金 刚 石 刀 头 的 消 耗 、 出 材 率 提 高 、  切 割 阻 力 变 小 、 能 耗 降 低等。 以 传统 锯 片 基 体 厚 度 7 . 3 m m 逐 渐减 少 到 3 . 0 m m  ( 切割 板厚 为 2 0 m m  ) 为例 进 行 成材 率 的 理 论 测 算 , 如 图 1 所 示 。  8  7  6  5  4  3  2 X 锯 片 厚 度( m m )  图 1 成 材 率 测算  1 . 1 . 3 实 现“ 更薄”的 关 键 点与 难 点 控 制 为 使得 锯 片 进一 步减 薄 后 仍 能满 足 实际切割 性能 需 求 , 需 要 从 如下 诸 多 方 面 进行 改进 优化 或 重点 控 制。  (1  ) 针 对 锯 片 基 体 进一步减 薄后 的 所 需 高 性 能  的 原 材料 的 选 型,通 过 优化并 确 定 合 适 的 成 分 配 方、  稳定 的 钢 铁 冶 炼 和 轧 制 工 艺 控 制、 适 当 的 预 处 理 工 艺 , 保 证 原 材 料 成分 与 原 始 金 相 组 织 的 均 匀 性 、 产 品  实 际 切 割 加 工 时 材 料 的刚 性 、 强 钿 性 、 热 稳 定 性 和 抗  疲 劳 性 。  (2) 锯 片 基 体 的 进一 步 减 薄, 对 材 料 热 处 理 技  术 提 出 了 更 高 的 要求。 厚 度 更 薄 将 会 不可 避 免 的 产生  由 于 各 部分 冷 却 速 度 不 同 而 造 成 温 度 差 异 加 大 , 引 起  钢 的 体 积 收 缩 不 均 匀 , 从 而 导 致 热应 力 的 产 生 而 变  形、 开 裂等 。 因 此, 需 结合 材 料 本 身 相 关 特 性 ( 包括  钢 的 奥 氏 体 冷 却相变 C C T 、T T T 曲 线) , 从 绿 色 环 保、  高 效 的 新 型 热处 理 装 备 、 更加 科 学合 理 的 热 处 理 工 艺 、 综合 性 能好 的 淬火冷却 介 质等方 面 着 手 进 行 关 键  技 术 的 开 发 或 突 破 。 ( 3  ) 锯 片 基 体 张 力 预处 理 技术 。 该产 品 在 直径 变  大 、 厚 度减 薄 的 情 况 下 , 刚 性 下降 明 显 。 产 品 刚 性 不  足, 将 直 接 导 致 产 品 不 能 满 足 正 常 的 切 割 。 通 过 应 力  的 调整 及 分 布 来 弥 补项 目 产 品 直 径变 大 、 厚 度 减 薄 而  刚 性 丧 失 的 缺 陷 , 是 弥 补 刚 性 的 关 键 技 术 。 所 以 根据  银 片 切 割 环 境及条 件 的 不 同 , 需要对锯 片 应 力 做 出 不  同 的 应 力 预处 理 。 见 图 2 、图 3 、 图 4、 图 5 、图 6 、 图 7 。 图 4 锯 片 切 割 受 力 示 意 图  《 石 材 》2 0 1 7 年 9 期.23 .   饮 ? 〇 怨金 厅 工 具  图 7 预 置 张 力 应 力 分 布 图  在产 品 的 特 定 位 置 上 , 利 用 碾 压 机( 或 者是 锤  击 ) 锯 片 两 侧 的 固 定 直 径 部位 以 内 , 这 样就 能利 用 膨  胀或不 对 称 所 造成 的 应 力 来对锯 片 做 应 力 预 处 理 。  锯 片 基 体 通 过 预 置 张 力 的 处 理 后 , 能 够减 低 或 抵  消 锯 片 外 部 因 热 效 应 而 产 生 的 负 面影 响 , 提 高 产 品 的  固 有频 率 及 临 界速度 , 从 而 消 除 振 动 现 象 , 提 高 基 体  刚 性, 使金 刚 石 锯 片 的 使 用寿 命、 切 割 品 质 和 切 割 效  率 得 到 根 本提 高 。 (4) 锯 机 切 割 装备 的 进一步 改 进 与 优化 。 对 锯  机 结 构 进 行优化 改 进, 提 高 锯 机 的 整 体 刚 性、 主 轴 的 回 转精 度、 进 给 运 动 的 导 向 精 度 与 稳定 性 ; 增加 高 可  靠 性 传 感 器及 智 能 控 制 系 统, 实 现 锯切 过 程 的 自 动 化  调 整、 故障 诊 断处 理 的 智 能 化 。  ( 5) 锯切 工 艺 的 优 化探 索 。 通 过 智 能 化 系 统 的 检 测 与 加 工 参 数 的 自 适 应 动 态 调 整 , 实 现“慢 速 切 入 - 快 速 工 进 - 慢 速 切出”、“小 进 刀 、 快 走 刀 、 快 转  速”等 切 割 工 艺 的 自 动 化 控 制 , 保 证 锯 片 薄 型 化 后 的  锯 切过 程 的 安 全 可 控 与 稳 定 性 。 ( 6 ) 产 品 整 个 服 役 工 作 期 内 的 服 务 。 对 产 品 焊 接 刀 头、 切 割 使 用 过 程 中 的 产 品 使 用 状 态 的 了 解 和 跟  踪 及 相关 指导 , 产 品 使 用 过 程 中 的 应 力 状 态 和 及 时 的  调 校处 理 。  1. 1. 4 “更 薄”基 体 研 制 的 思 考  金 刚 石锯 片 的 薄 型 化(“薄 无 止 境”) 需从 原 材  料 、 热 处 理 、 锯 片 加 工 及 应 力 调 整 、 锯 机 装备 、 切 割  工 艺 以 及 服 务 等 全 流 程 上 向 精 益 化 方 向 寻 求改 进 或 突 破 ; 同 时 , 应 结 合 不 同 区 域 市 场 的 现 实 需求( 包 括 切 割 对 象 、 切割 方 式 的 变 化) 满 足 并 实 现 个 性化 定 制,  也 必 将 促 使锯 片 及 锯 机 厂 家 由 传统 制 造 也 逐 渐 向 制 造 服务 型 企业 方 向 发 展 。  1 . 2 金 刚 石 锯 片 在 石 材切 割 中 如 何做 到“更 多”  1 . 2 . 1 “更 多”的 提 出 背景 和 实 际 需求  金 刚 石 圆 锯 片 最 早 使 用 是 单 片 切 割 , 后 为 了 提 高 切 割 效 率 , 加大 锯 机 的 功 率 , 在 同一 根轴 上 装 多片 锯  片, 使 锯切效 率 有 了 成 倍 的 提 高。 以 往 悬 臂 锯、 龙  门 锯 单 片 切割 在 规 模化大 生 产 中 已一 去 不 复返, 见 图  9 。