岩石加工的干式金刚石小锯片研究

摘要

金刚石锯片的使用条件是影响和制约金刚石锯片发展的重要因素之一。目前国内外生产的金刚石锯片大多数都适用于湿切。湿切在某些缺水的地区应用比较困难，并且有一些特殊材料不宜加冷却液进行切割。而且湿切过程中携带大量废屑的冷却废液处理比较麻烦，容易造成环境污染。因此能实现在金刚石工作层高度范围内从开始到寿命结束全过程干切的金刚石小锯片，将有较重要的研究意义和实用价值。 本课题主要对以下几个方面内容进行了研究： （1）从理论上探讨了金刚石锯片的干切机理，以及切割过程中金刚石与工件、胎体与工件、切屑与金刚石及胎体之间的摩擦磨损性能特征；求解了锯切过程中金刚石因摩擦热而上升的温度，并分析了其影响因素，寻找出能实现全工作层高度干切岩石等材料的新型锯片的研究方向，为干切式金刚石锯片的设计起到了指导作用。 （2）分析了金刚石表面处理对金刚石锯切性能、受损性能等多方面的影响，以及对锯片实现干切的有利作用。试验了采用表面镀钛金刚石制造的金刚石锯片的干切情况。 （3）研究了采用预合金粉末合理设计胎体配方及金刚石参数。胎体粉末预合金化，能有效改善金刚石锯齿的烧结工艺和机械性能。通过合理设计预合金粉末配方来提高胎体对金刚石的把持力，并经过金刚石粒度、浓度等参数选择，来确定适合干式加工岩石等材料的小直径金刚石锯片配方。 （4）通过切割试验选定适合切割不同材料（花岗石、陶瓷、混凝土）的干式金刚石小锯片配方，并对试切结果进行分析，进一步探讨了干式金刚石小锯片配方的优化设计。 （5）通过锯片干湿切试验对比，发现相同锯片采用干切寿命要优于湿切，明显提高了金刚石锯片的利用率。并分析金刚石小锯片干、湿切的不同切割作用机理，从理论高度指导干切金刚石锯片的研制，分析了干式金刚石小锯片的优越性及实际研究意义所在。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1金刚石圆锯片概述

1.1.1金刚石圆锯片的定义及分类

1.1.2金刚石圆锯片的发展与应用

1.2金刚石圆锯片设计制造技术

1.3金刚石锯片使用性能影响因素分析

1.4干切式金刚石锯片的研究现状

1.5本课题研究的意义及内容

1.5.1课题研究目的及意义

1.5.2课题研究的主要内容

第二章金刚石锯片锯切性能分析

2.1锯片节块受力分析

2.1.1锯片节块受力计算

2.1.2单颗金刚石受力分析

2.2锯片磨损分析

2.2.1金刚石磨损形态及机理

2.2.2胎体的磨损机理

2.3不同切割条件对金刚石锯片切割性能的影响

2.3.1干湿切摩擦系数差异分析

2.3.2干湿切条件下单颗金刚石刻岩效率差异分析

2.3.3干湿切条件下单颗金刚石所受力矩差异分析

2.3.4干湿切条件下岩粉对胎体磨损差异的影响

2.4锯切规程对金刚石锯片切割性能的影响

2.4.1锯切深度对锯切性能的影响

2.4.2给进速度对锯切性能的影响

2.4.3锯片转速对锯切性能的影响

2.5本章小结

第三章金刚石小锯片干切机理探讨

3.1干切式锯片介绍

3.1.1干切式锯片发展概况

3.1.2金刚石锯片干切过程中存在的问题

3.2金刚石小锯片干切岩石的摩擦磨损理论

3.2.1干摩擦理论

3.2.2金刚石锯片干切岩石机理

3.2.3干切过程中金刚石锯片的磨损机理

3.3摩擦热对干切过程中会刚石小锯片性能的影响

3.3.1摩擦热对金刚石与胎体的影响分析

3.3.2摩擦热对基体的影响

3.3.3锯切过程中摩擦热量的计算

3.4提高金刚石与胎体结合强度的措施

3.5本章小结

第四章干切花岗岩的金刚石小锯片研制

4.1花岗岩的锯切性能分析

4.1.1花岗岩的组成成份及物理力学性能

4.1.2花岗岩的可锯加工性分析

4.2干切花岗岩的金刚石小锯片设计与试验

4.2.1配方设计

4.2.2试验条件

4.2.3锯片制造

4.2.4试验过程与结果

4.2.5结果分析与讨论

4.3本章小结

第五章干切陶瓷的金刚石小锯片研制

5.1陶瓷的锯切性能分析

5.1.1陶瓷简介

5.1.2建筑陶瓷的组成成份及物理力学性能

5.1.3建筑陶瓷的可加工性能

5.2干切陶瓷的金刚石小锯片设计与试验

5.2.1试验设计与条件

5.2.2试验过程与结果

5.2.3结果分析与讨论

5.3本章小结

第六章干切混凝土的金刚石小锯片研制

6.1混凝土的锯切性能分析

6.1.1混凝土的组成成份及物理力学性能

6.1.2混凝土的可锯加工性分析

6.2干切混凝土的金刚石小锯片设计与试验

6.2.1试验设计

6.2.2试验结果

6.2.3结果讨论与分析

6.3本章小结

第七章课题结论与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果