金刚石工具与石材摩擦磨损动态特性分析

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金刚石工具在石材加工领域的应用

关于金刚石工具在石材加工领域的应用一、金刚石工具的简介金刚石工具主要包括锯切工具、磨具、钻探工具、切削刀具等，广泛应用于地质勘探、石材、机械及国防工业等各个领域，产品已形成系列化，品种规格齐全。

少量产品在国际市场上具有一定的竞争力，但大部分产品仍属于低档产品，性价比不高，竞争力较低。

二、石材加工与金刚石工具制造业的发展现状经过近30年的发展，我国金刚石工具制造已经涵盖了石材开采、加工、应用等各个方面，基本满足了国内企业的生产需求。

其中金刚石工具在我国石材加工业中取得了快速发展，同时石材用金刚石工具及石材装备的制造水平也在不断提升。

石材业先后出现上世纪80年代末至90年代初和90年代末至本世纪初两次引进国外先进技术和装备的高潮，在此带动下国产石材工具装备制造水平也迅速提高。

在市场形势方面德、意、日、韩等国生产的金刚石工具品种多、质量高、价格高他们的产品几乎占据了绝大部分的高端石材加工市场。

而中国金刚石工具生产企业的发展速度也很快，从企业的数量来看，生产金刚石工具的的企业近千家，年销售过百亿。

逐步形成了江苏省丹阳市、河北省石家庄市、湖北省鄂州市、福建省泉州市四个整体规模较大的产业基地。

中国生产金刚石工具的企业之多、规模之大是世界上其他国家都无法比较的。

但是中国的金刚石工具生产多数为低价产品，低端产品。

即便是优质的产品，其品质达到或者超过同类产品时也因为是中国制造而卖不出好价钱。

严重影响到中国金刚石制品的形象。

例如以2007年为例，2007年石材加工用金刚石工具销售额在20亿美元以上，其中锯切类工具年产值约占超硬材料制品总产值的60﹪-70﹪，磨削、切削类年产值占15﹪，钻进类占20﹪，其他类占10﹪-20﹪。

从产品分布来说，大多数是中、低档产品，技术含量和售价较低，一些高性能产品所占比例不高。

所以从这一点出发我国的金刚石工具生产只能算是产量大国，但并不是技术强国。

要改变这种状况，必须着眼于新技术和新产品的大量推广应用。

石材锯切机理与金刚石工具磨损机理的研究现状

石材锯切机理与金刚石工具磨损机理的研究现状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。

由于金刚石切割工具最早应用于石材切割，因此对金刚石切割石材的机理研究较多。

国内外学者对金刚石工具锯切花岗岩的加工机理进行了长期研究：从早期应用岩石在压头侵入下的断裂理论、单颗粒金刚石划伤表面形貌观察法逐渐发展到综合应用偏光显微镜和扫描电镜观察岩石加工表面形貌以及裂纹的产生和扩展规律、用声发射信号评价岩石的切削状态等。

2023年我国金刚石工具发展现状分析

我国金刚石工具发展现状分析进展现状金刚石工具广泛应用于地质勘探、石材、机械、汽车及国防工业等各个领域，机械加工用的磨具、地质钻头及石材锯切工具的制造工艺水平已有很大提高。

产品已形成系列化、标准化，品种规格齐全，产品质量稳定，部分产品在国际市场上具有肯定的竞争力。

金刚石单晶绝大多数是用来制作各种金刚石工具，其种类许多。

我国生产的金刚石锯切工具品种规格齐全，质量稳定。

据统计，近几年来金刚石钻探工具的市场需求量约为12~15万支，基本上可满意市场需求；随着建筑业的进展和家用空调的普及，用于管线安装和空调整机安装及旧楼改造，施工用金刚石薄壁工程钻头需求量也在日益增加，用于石油、煤田勘探的PDC钻头的需求量也相应增加，我国所生产的金刚石复合片在质量上还不过关，有待于进一步讨论改进，不断提高产品质量，转变目前PDC钻头依靠进口的局面。

在机械加工中，金刚石砂轮、PCD工具刀具、珩磨油石、修整滚轮、拉丝模等都得到广泛应用：树脂结合剂金刚石砂轮用量很大，年产量约为100万片以上；金刚石聚晶拉丝模的性能优于自然金刚石模和硬质合金模，因此在拉丝行业中应用许多，尤其是CVD金刚石拉丝模的消失，为掌握15mm以下的线材供应了牢靠的拉丝工具。

PCD刀具是主要用于有色金属与非金属材料的加工，据报道，PCD刀具在汽车、摩托车、家用电器、木材加工及通用机械等行业中的需求量逐年增加，据统计，至1997年的需求量已达26000把，尤其是在木材加工，PCD刀具的潜在市场很大，有待我们进一步开发。

金刚石修整滚轮是一种技术含量很高的高科技产品，1997年我国金刚石滚轮的用量为3000支，估计今年的需求量可望达到4500支。

存在的问题尽管我国生产的各种金刚石工具在各行业得到广泛应用，并取得显著的经济效益，但其技术水平与国外同类产品相比还有肯定的差距，主要表现在：整个金刚石工具产业缺乏统一管理和宏观调控。

由于盲目进展，整个金刚石工具生产布局消失散而乱、遍地开花的局面，工具销售市场产品质量不稳定，竞争无序，价格混乱。

石材锯切机理与金刚石工具磨损机理的研究现状

的５％以上… ０１。目前，材等硬脆材料的切割加工石
作了大量试验和研究，得了令人瞩目的成果，岩取对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
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石材高效加工用金刚石磨粒工具关键技术及应用

石材高效加工用金刚石磨粒工具关键技术及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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金刚石锯片胎体与大理石摩擦磨损的离散元模拟研究

金刚石锯片胎体与大理石摩擦磨损的离散元模拟研究张聪;谭援强;姜胜强;郭桦【摘要】建立圆锯片胎体与大理石摩擦磨损的离散元模型,并通过压痕试验验证胎体模型的模型参数,模拟并观察不同载荷下胎体与大理石磨损过程中的磨损量的动态变化规律.结果表明:随着载荷增加,胎体的磨损量不断增加,然后逐渐趋于平稳,磨损率呈先增加后下降的趋势.离散元模拟与试验结果具有较好的一致性,验证了离散元法模拟磨损是可行的.%A discrete element model of friction and wear between diamond saw blade matrix and marble is established.The parameters of the matrix model are verified by indentation test, and the dynamic variation law of abrasion loss is simulated under different loads in the course of wear between the matrix and the marble.The results show that the abrasion loss of matrix increases as loads increase, then gradually stabilizes, and that the wear rate increases first and then decreases.The simulation of discrete element is in better agreement with the experimental results, which proves that the discrete element simulation method is feasible for simulating wear.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】7页(P15-21)【关键词】金刚石锯片;胎体;磨损性能;离散元模拟【作者】张聪;谭援强;姜胜强;郭桦【作者单位】华侨大学制造工程研究院, 福建厦门 361021;华侨大学制造工程研究院, 福建厦门 361021;湘潭大学机械工程学院, 湖南湘潭 411105;华侨大学制造工程研究院, 福建厦门 361021;石材加工研究福建省高校重点(开放)实验室, 福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TG74石材荒料的开采、切割都需要用到金刚石圆锯片。

基于正交实验金刚石工具耐磨损性研究

表明，对金刚石工具磨损量影响的主要参数是切削深度，其次是进给速度，最后是主轴转速。
工具底面磨损比侧面严重，底面磨损主要以脱落为主，侧面主要以冲击破碎为主。
关键词：石材加工；正交实验法；金刚石工具中图分类号：Ｔ５Ｇ８文献标识码：Ａｄｉ０３６／．ｓ．０ — ６３２１．．７ｏ：．９９ｉｓｎ１２６７．００００２１ｉ０４
ｏｕｔｉｇｔｏ，ｓｃｎｓｆｅｐｅｎａｔｉｒｔｔｅｓｅｄｏｒｎｃｐａａｉ．ｅｗｅｒｏａｏｌｉｏｅｅｉｕｈｎｒｉｅｆｃｔｎｏｌｅｏｄｉｅｄｓｅｄａｄｌｓｓｏａｉｐｅｆｐｉｉｌｘｓｖＴｈａｆｄｍｎｄｍｉｓｍｒｓｒｏｓｏｎｔｅｕｄｅｓｄｉｌｔａｎｓｄ．ＷｏｒｏｍｎｏｔｍｓｍａＭｙｄａｈｎｏｉｅｎｆｒｏｂｔｏｉｉｉｍｏｎａｌｎｏｏｎｉｅｉｉｌｒｓｅｉｍｏ．ｄｆｌｆｂｎｄａｄｓｄｓｍａｎｙｃａｈｄｄａｎｄｅＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｓｏｅｐｏｅｓｎｔｎｒｃｓｉｇ；ｏｒｈｇａｘｐｒｍｅｔｌｅｈｔｏｏｎｌｅｅｉｎａｍｔｏｄ；ｄａｏｎｏｏｉｍｄｔｌ
ｐｅｓＯｉａｌＳｆｎｈｅｔｒｐｏｃｓｉｇｐａａｔｒｎｎｃｅｓｏｕｔｆｃｅｃｒｓ，ＳｔｃｎｈｅｐＵｄｔｅｂｔｅｒｅｓｎｒｍｅｅｓａｄｉｒａｅｐｒｄｃｉｅｉｎｙ．ＩｈｅｅｐｒｍｅｔｗｅｕｅｔｅＬ００ＣＮＣｉｏｎｉｎｔｘｅｉｎｓｈＫ６９ｍａｈｉｅｔｃｔｉｇｓｏｎ．Ｔｈｏｈｈｅｄｓｎｏｒｈｏａｐｒｍｅｔｌｄｆｒｎｒｃｓｉｇｐａａｔｒｒｄｓｇｅ．ＴｈｅｗｏｒａｓｏｃｎｏｕｔｎｔｅｒｕｇｔｅｉｆｏｔｏｇｎＥｘｅｉｎａｉｅｅｔｐｏｅｓｎｒｍｅｅｓａｅｅｉｎｄｇｌｎｍｓｆｄａｏｌｉｅｓｒｄｏｈｅｐｅｉｅｂａａｅｉｍｎｄｍｉｓｍａｕｅｎｔｒｃｓｌｎｃ．Ｔｈｅｅｐｅｉｅａａｓｏｓｔａｈｅｃｔｉｇｄｐｈｉｔｒａｅｔｉｆｕｎｅｏｎｗｏｒｅｇｔｌｘｒｍｎｔｄｔｈｗｈｔｔｕｔｅｔｓｈｅｇｅｔｓｎｅｃｎｌｎｗｉｈ

金刚石串珠绳锯切花岗岩的振动与磨损实验研究

金刚石串珠绳锯切花岗岩的振动与磨损实验研究同传统金刚石圆锯片相比，金刚石绳锯加工具有加工效率高，使用灵活方便，对环境的影响相对较小等一系列的优势，属于绿色加工。

金刚石绳锯的柔性结构使得金刚石绳锯在锯切过程中会产生振动现象，但金刚石串珠绳的振动与金刚石串珠磨损之间的关系尚还没有被研究。

本文针对此问题开展了研究。

本课题利用激光位移传感器测量金刚石串珠绳在锯切过程中的振动信号，同时利用视频系统跟踪了金刚石串珠的磨损。

首先研究了加工参量对金刚石串珠绳振动的影响，在此基础是选择了两组振动有明显差别的加工参数，跟踪观察了金刚石串珠在两种明显不同振动状态下的磨损规律。

得出了以下主要结论：1、线速度对锯切过程中的串珠绳的振动频率有明显的影响，锯切过程中的一阶振动主频为串珠绳线速度与单位长度串珠个数的乘积。

相比而言，进给速度，张紧力及导轮间距对锯切过程中的串珠绳振动频率几乎没有影响。

2、加工参量对串珠绳的振动幅度有明显的影响，振动幅值随着进给速度和线速度以及张紧力的增大而减小，但是随着导轮间距的增大而减小，其中张紧力的改变对串珠绳幅值的影响最大。

3、比较两组不同参数下串珠绳振动随加工过程的变化可以发现，串珠绳的振动频率几乎不随加工过程而发生变化，但是其振动幅值会随着加工过程的进行而随之增大。

4、两组不同参数下，串珠具有大致相同的磨损规律，串珠前端的磨损会大于其中后端，而串珠表面的金刚石磨粒的出露高度大致维持稳定，而串珠表面的金刚石磨粒的磨损状态在经过初期的剧烈后，也基本维持着稳定的状态。

5、比较两组不同参数下的串珠绳振动与串珠磨损情况，可以发现串珠绳振
动大，其串珠磨损也更为剧烈，串珠绳的切割寿命更少一些。

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２０１３年５月第３８卷第５期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴ１０ＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｍａｙ２０１３Ｖｏ１．３８Ｎｏ．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４— ０１５０．２０１３．０５．０１１
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｉｃｒｔｉｏｎａｎｄｗｅａｌ＂ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄｄｉａｍｏｎｄｔｏｏｌｓａｇａｉｎｓｔｓｔｏｎｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｏｎＭＭＷ－１ｖｅｔｉｒｃａｌ
金
赵民曹瑞元张云凤武斌
（沈阳建筑大学交通与机械学院
辽宁沈阳１１０１６８）
摘要：以电镀金刚石工具和石材为摩擦副，在ＭＭＷ一１型立式万能摩擦磨损试验机上测试金刚石工具在室温条件下
的干摩擦磨损性能，用Ｈｖ一１０００显微硬度计测量石材的显微硬度。应用随机过程中的相关性从自相关函数、功率谱密度函数两方面对测得的摩擦因数进行分析。结果表明，石材硬度越大，摩擦因数越大；摩擦因数随着主轴转速和所施加的载荷的增加而增加，当转速大于２００ｒ／ｍｉｎ时，摩擦因数为平稳随机过程；载荷对摩擦因数的功率谱密度影响较小，主轴转速对摩擦因数的功率谱密度影响较大。关键词：金刚石工具；石材；摩擦因数；自相关函数；功率谱密度函数
中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４— ０１５０（２０１３）５— ０５１ — ４
ＳｔｕｄｙｏｎＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆＦｒｉｃｔｉｏｎａｎｄ