金刚石圆锯片的切割性能研究及切割机降尘设计
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摘要
金刚石圆锯片在石材加工、建筑等行业中应用最为广泛的工具之一。针对面前金刚石圆锯片的切割效率、使用寿命、切割产生的粉尘等问题。切割性能方面,胎体材料能否有效地把持金刚石颗粒,使其充分发挥切割能力;在金刚石颗粒失效时,胎体材料能否产生适当的磨损,保证金刚石颗粒的及时出刃,这两个因素将直接影响金刚石圆锯片的切割性能和使用寿命。因此,改善和提高胎体材料对金刚石的粘结性能是金刚石圆锯片研究中的重要方向之一。在切割过程中产生的石材粉尘不仅对操作者的身体产生极大的伤害,而且对周围的环境产生污染。
本课题在原锯片的基础上添加了碳化钨、钴和稀土元素铈,对新刀头锯片的锯切性能进行对比实验和分析研究,添加元素改善胎体材料的性能,以适当地提高胎体的硬度、对金刚石颗粒的把持力、适当的磨损性能。并对切割机切割部分进行改进设计以降低由切割引起的粉尘对操作者的身体伤害和环境污染。
本文在大量理论和实验研究的基础上成功研制出了一种锯切效率高、使用寿命长、成本低的铜铁基结合剂金刚石圆锯片,并对以下几方面进行了研究和实验:
1.研究锯切力的影响因素及金刚石的失效规律,分析其在各阶段的对切割性能的影响。
2.进行花岗岩锯切实验,测定切割体积、磨损量,采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计等仪器,研究刀头的工作表面形貌及不同配方对金刚石出刃、刀头表面形貌和锯片使用寿命的影响。发现加入适量的碳化钨、钴和稀土元素铈,提高了胎体材料的硬度、对金刚石的把持力、出刃性、致密度,细化了刀头的晶粒度。
3.研究切割机的机构,并对切割机切割部分进行降尘机构设计,以达到降低粉尘对操作者的身体伤害。
Diamond saw blades are one of the most extensively used tools in industries, such as rock processing and architecture. Aiming at problems of cutting efficiency, life-span, dust of saw blade, there are two factors which influence cutting capacity and life-span of diamond saw blade. One is whether or not matrix material can bind diamond grains together and show good cutting properties, and the other is whether or not matrix materials can be abrasive suitably, guaranteeing the blade of diamond saw blade came out. Therefore, improvement of binding properties of matrix materials is one researching direction of importance. In cutting procedure, dust of rock not only does harm to the operator, but also pollutes ambient environment.
On the basis of original saw blade, add tungsten carbide, cobalt and thulium Cerium, do contrast test and analytical research for cutting properties of new saw blades; and add some elements to improve properties of matrix materials for improving matrix materials' hardness, hold force to diamonds and wear-resistance properties; and do some modification in design of cutting section for reducing dust and environmental pollution.
This paper combines a lot of theories and tests, develops a high-efficient, long-life span and low-cost Cu-Fe based diamond saw blade, and do several aspects of research and experiment as following:
1. Checking affective factors of cutting capacity and failure discipline of diamond, analyze effect of cutting property in their corresponding phases.
2. Carrying out granite sawing experiment, measure cutting volume and wear capacity, and investigate working surface morphology and different prescriptions those influence diamond edge came out, segments surface morphology and life of saw blades by PE, SEM and Sclerometer. The result shows that fit amount of tungsten carbide, cobalt and rear earth Cerium increases hardness, hold force to diamonds, protrusion properties and density of matrix materials, while refines granularity of knot.
3. Researching cutting framework and design falling-dust framework for cutter's cutting part, in order to reduce dust and harm to workers.
本课题在原锯片的基础上添加了碳化钨、钴和稀土元素铈,对新刀头锯片的锯切性能进行对比实验和分析研究,添加元素改善胎体材料的性能,以适当地提高胎体的硬度、对金刚石颗粒的把持力、适当的磨损性能。并对切割机切割部分进行改进设计以降低由切割引起的粉尘对操作者的身体伤害和环境污染。
本文在大量理论和实验研究的基础上成功研制出了一种锯切效率高、使用寿命长、成本低的铜铁基结合剂金刚石圆锯片,并对以下几方面进行了研究和实验:
1.研究锯切力的影响因素及金刚石的失效规律,分析其在各阶段的对切割性能的影响。
2.进行花岗岩锯切实验,测定切割体积、磨损量,采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计等仪器,研究刀头的工作表面形貌及不同配方对金刚石出刃、刀头表面形貌和锯片使用寿命的影响。发现加入适量的碳化钨、钴和稀土元素铈,提高了胎体材料的硬度、对金刚石的把持力、出刃性、致密度,细化了刀头的晶粒度。
3.研究切割机的机构,并对切割机切割部分进行降尘机构设计,以达到降低粉尘对操作者的身体伤害。
Diamond saw blades are one of the most extensively used tools in industries, such as rock processing and architecture. Aiming at problems of cutting efficiency, life-span, dust of saw blade, there are two factors which influence cutting capacity and life-span of diamond saw blade. One is whether or not matrix material can bind diamond grains together and show good cutting properties, and the other is whether or not matrix materials can be abrasive suitably, guaranteeing the blade of diamond saw blade came out. Therefore, improvement of binding properties of matrix materials is one researching direction of importance. In cutting procedure, dust of rock not only does harm to the operator, but also pollutes ambient environment.
On the basis of original saw blade, add tungsten carbide, cobalt and thulium Cerium, do contrast test and analytical research for cutting properties of new saw blades; and add some elements to improve properties of matrix materials for improving matrix materials' hardness, hold force to diamonds and wear-resistance properties; and do some modification in design of cutting section for reducing dust and environmental pollution.
This paper combines a lot of theories and tests, develops a high-efficient, long-life span and low-cost Cu-Fe based diamond saw blade, and do several aspects of research and experiment as following:
1. Checking affective factors of cutting capacity and failure discipline of diamond, analyze effect of cutting property in their corresponding phases.
2. Carrying out granite sawing experiment, measure cutting volume and wear capacity, and investigate working surface morphology and different prescriptions those influence diamond edge came out, segments surface morphology and life of saw blades by PE, SEM and Sclerometer. The result shows that fit amount of tungsten carbide, cobalt and rear earth Cerium increases hardness, hold force to diamonds, protrusion properties and density of matrix materials, while refines granularity of knot.
3. Researching cutting framework and design falling-dust framework for cutter's cutting part, in order to reduce dust and harm to workers.
引文
铩颷1]周满元.铁基金刚石圆锯片制造工艺及锯切性能研究[D].广西大学硕士学位论文,2000
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