影響金剛石圓鋸片效率和壽命的因素有鋸切工藝參數(shù)和鋸片工藝參數(shù)。鋸切工藝參數(shù)有鋸片線速、鋸切深度、進(jìn)刀速度、冷卻程度和鋸切機(jī)精度等。鋸片工藝參數(shù)有金剛石的粒度、濃度、結(jié)合劑硬度等。
一、鋸切工藝參數(shù)
(1)鋸片線速度：在實(shí)際工作中，金剛石圓鋸片的線速度受到設(shè)備條件、鋸片質(zhì)量和被鋸切石材性質(zhì)的限制。從最佳鋸片使用壽命與鋸切效率來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)不同石材的性質(zhì)選擇鋸片的線速度。鋸切花崗石時(shí)，鋸片線速度可在25m～35m/s范圍內(nèi)選定。對(duì)于石英含量高而難于鋸切的花崗石，鋸片線速度取下限值為宜。在鋸切花崗石面磚時(shí)，使用的金剛石圓鋸片直徑較小時(shí)，線速度可以達(dá)到35m/s。
(2)鋸切深度：鋸切深度是涉及金剛石磨耗、有效鋸切、鋸片受力情況和被鋸切石材性質(zhì)的重要參數(shù)。一般來(lái)講，當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較高時(shí)，應(yīng)選取小的切削深度，從目前技術(shù)來(lái)說(shuō)，鋸切石材的深度可在1mm～10mm之間選擇。通常用大直徑鋸片鋸切花崗石荒料時(shí)，鋸切深度可控制在1mm～2mm之間，與此同時(shí)應(yīng)降低進(jìn)刀速度。當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較大時(shí)，應(yīng)選取大的切削深度。當(dāng)在鋸機(jī)性能和刀具強(qiáng)度許可范圍內(nèi)，應(yīng)盡量取較大的切削深度進(jìn)行切削，以提高切削效率。當(dāng)對(duì)加工表面有要求時(shí)，則應(yīng)采用小深度切削。
(3)進(jìn)刀速度：進(jìn)刀速度即被鋸切石材的進(jìn)給速度。它的大小影響鋸切效率、鋸片受力以及鋸切區(qū)的散熱情況。它的取值應(yīng)根據(jù)被鋸切石材的性質(zhì)來(lái)選定。一般來(lái)講，鋸切較軟的石材，如大理石，可適當(dāng)提高進(jìn)刀速度。若進(jìn)刀速度過(guò)低，金剛石刃容易被磨平，不利于提高鋸切效率。鋸切細(xì)粒結(jié)構(gòu)的、比較均質(zhì)的花崗石，可適當(dāng)提高進(jìn)刀速度。當(dāng)鋸切粗粒結(jié)構(gòu)、軟硬不均的花崗石時(shí)，應(yīng)降低進(jìn)刀速度，否則會(huì)引起鋸片振動(dòng)導(dǎo)致金剛石碎裂而降低鋸切率，同時(shí)加工表面的崩口加大影響鋸切質(zhì)量。鋸切花崗石的進(jìn)刀速度一般在9m～12m/min范圍內(nèi)選定。
(4)力效應(yīng)、溫度效應(yīng)及磨破損：金剛石圓鋸片在切割石材的過(guò)程中，會(huì)受到離心力、鋸切力、鋸切熱等交變載荷的作用。
由于力效應(yīng)和溫度效應(yīng)而引起金剛石圓鋸片的磨損和毀壞。
力效應(yīng)：在鋸切過(guò)程中，鋸片要受到軸向力和切向力的作用。由于在圓周方向和徑向力的作用，使得鋸片在軸向呈波浪狀，在徑向呈碟狀。這兩種變形都會(huì)造成巖石切面不平直、石材浪費(fèi)多、鋸切時(shí)噪音大、振動(dòng)加劇，造成金剛石結(jié)塊早期破損、鋸片壽命降低。力效應(yīng)與鋸切機(jī)的精度和穩(wěn)定性息息相關(guān)。
溫度效應(yīng)：傳統(tǒng)理論認(rèn)為：溫度對(duì)鋸片過(guò)程的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是導(dǎo)致結(jié)塊中的金剛石石墨化；二是造成金剛石與胎體的熱應(yīng)力，而導(dǎo)致金剛石顆粒過(guò)早脫落。新研究表明：切割過(guò)程中產(chǎn)生的熱量主要傳入刀頭，刀頭中心區(qū)溫度不高，一般在40～120℃之間。而磨粒磨削點(diǎn)溫度卻較高，一般在250～700℃之間。而冷卻液只降低刀頭的平均溫度，對(duì)冷卻磨粒的作用較小。這樣的溫度不致使金剛石石墨炭化，卻會(huì)使磨粒與工件之間摩擦性能發(fā)生變化，并使金剛石與結(jié)合劑之間發(fā)生熱應(yīng)力，而導(dǎo)致金剛石失效機(jī)理發(fā)生根本性變化。研究表明，溫度效應(yīng)是鋸片破損的最大影響因素，有效的冷卻是避免溫度效應(yīng)的前提，同時(shí)要根據(jù)石材的性質(zhì)，調(diào)整合適的鋸片線速、鋸切深度、進(jìn)刀速度。
磨破損：由于力效應(yīng)和溫度效應(yīng)，鋸片經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用往往會(huì)產(chǎn)生磨破損。磨破損的形式主要有以下幾種：磨料磨損、局部破碎、大面積破碎、脫落、結(jié)合劑沿鋸切方向的機(jī)械擦傷。磨料磨損：金剛石顆粒與工件不斷摩擦，棱邊鈍化成平面，失去切削性能，摩擦力增大，鋸切熱會(huì)使金剛石顆粒表面出現(xiàn)石墨化薄層，金剛石硬度大大降低，加劇磨損。局部破碎：金剛石顆粒表面承受交變的熱應(yīng)力，同時(shí)還承受交變的切削應(yīng)力，就會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋而局部破碎，顯露出銳利的新棱邊，是較為理想的磨損形態(tài)。大面積破碎：金剛石顆粒在切入切出時(shí)承受沖擊載荷，交變的切削力使金剛石顆粒在結(jié)合劑中不斷的被晃動(dòng)而產(chǎn)生松動(dòng)，比較突出的顆粒和晶粒過(guò)早消耗掉而脫落。脫落：鋸切過(guò)程中的結(jié)合劑本身的磨損和鋸切熱使結(jié)合劑軟化，這就使結(jié)合劑的把持力下降，當(dāng)顆粒上的切削力大于把持力時(shí)，金剛石顆粒就會(huì)脫落。無(wú)論哪一種磨損都與金剛石顆粒所承受的載荷和溫度密切相關(guān)。而這兩者都取決于鋸切工藝和冷卻潤(rùn)滑條件。
二、鋸片工藝參數(shù)
(1)金剛石粒度：常用的金剛石粒度在30/35#～60/80#范圍內(nèi)。巖石愈堅(jiān)硬，宜選取用較細(xì)的粒度。因?yàn)樵谕葔毫l件下，愈細(xì)愈多顆金剛石參與切割，有利于切入堅(jiān)硬的巖石。另外，一般大直徑的鋸片要求鋸切效率高，宜選取用較粗的粒度，如30/40#，40/50#；小直徑的鋸片鋸切的效率低，要求巖石鋸切截面光滑，宜選用較細(xì)的粒度，如50/60#，60/80#。
(2)刀頭濃度：所謂金剛石濃度，是指金剛石在工作層胎體中分布的密度(即單位體積內(nèi)所含金剛石的重量)。“金剛石濃度”規(guī)定，每立方厘米工作胎體中含4.4克拉的金剛石時(shí)，其濃度為100%，含3.3克拉的金剛石時(shí)，其濃度為75%。體積濃度表示結(jié)塊中金剛石所占體積的多少，并規(guī)定，當(dāng)金剛石的體積占總體積的1/4時(shí)的濃度為100%。增大金剛石濃度可以延長(zhǎng)鋸片的壽命，因?yàn)樵黾訚舛燃礈p小了每粒金剛石所受的平均切削力。增大金剛石濃度將降低鋸片的鋒利度，因?yàn)樵黾訚舛燃礈p小了每粒金剛石所受的平均切削深度。增加深度必然增加鋸片的成本，因而存在一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的濃度，既保證鋒利度又有合適的使用壽命。
(3)刀頭結(jié)合劑的硬度：一般來(lái)說(shuō)，結(jié)合劑的硬度越高，其抗磨損能力越強(qiáng)。因而，當(dāng)鋸切研磨性大的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜高；當(dāng)鋸切材質(zhì)軟的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜低；當(dāng)鋸切研磨性大且硬的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜適中。
