金刚石工具是指用结合剂把金刚石(一般指人造金刚石)制作成一定形状、结构、尺寸,并用于加工的工具产品,广泛应用在建筑、建材、石油、地质、冶金、机械、电子、陶瓷、木材和汽车等行业。金刚石工具按照用途可分为金刚石锯切工具,金刚石绳锯、线锯,金刚石磨削工具,金刚石刀具,金刚石钻探工具和金刚石拉丝模等。
1.金刚石锯切工具
金刚石锯切工具按照形状分为金刚石圆锯片、金刚石排锯和金刚石带锯。
金刚石圆锯片是目前石材、建筑行业使用最普遍的锯切工具,广泛应用于大理石、花岗岩、混凝土和陶瓷等制品的切割。为适应节约资源、环境友好的发展要求,金刚石圆锯片向多片组合锯方向发展。采用多组锯自动化程度高、可实现无人看管自动运行、连续加工,减少了传统的锯切技术所浪费的时间,提高了生产效率,不仅能加工大块荒料,还能很容易地加工不规则、小尺寸的荒料。
金刚石排锯又称框锯、条锯,用于将低硬花岗岩或大理石荒料加工成金刚石磨削工具板材。排锯是将若干金刚石锯条(30~80根)等距并排安装在锯机的框架上,切割效率比通常使用的加砂大锯提高5~10倍,切出的板料截面光滑平整,减少了磨抛工作量。
金刚石带锯的基本形状类似于锯木板的木工带锯,所不同的是金刚石带锯是在钢带一侧钎焊有金刚石锯齿,钢带两个端头焊合成一体,形成闭合环带,故称带锯。带锯是生产花岗岩、大理石板材的常用机械设备,特别适合生产大尺寸板材。优点是:锯切速度快,刀具材料消耗少,噪音小。缺点是:锯口大、切割精度低,对荒料要求规整,不能进行多片切割。
2.金刚石绳锯、线锯
金刚石绳锯的应用从花岗岩、大理石矿山的荒料开采,钢筋混凝土或金属结构件的切割逐步过渡到异形石材和板材的加工。金刚石串珠锯不但能切割直面,而且还能切割曲面,切割板料时,还可进行多道串珠锯切割,生产效率非常高,其用途非常广泛。但受到串珠直径影响,切缝比较宽,通常在数毫米以上,不适于精密成形切割加工和贵重材料的切割加工。目前,小直径金刚石绳锯(串珠直径一般为5.5~7.5mm)和无压烧结串珠成了新的发展方向。
金刚石线锯能够对硬脆材料进行精密、窄锯缝切割,广泛应用于半导体和光电池切片加工,并在陶瓷、石英和木材等加工中显示出独特优势。
3.金刚石磨削工具
金刚石磨削工具指使用金刚石为磨料,用各种不同结合剂将其黏结成具有一定几何形状的磨料的总称,如磨轮、砂轮、油石、砂布、砂纸和研磨膏等磨具,磨削光洁度高、工作效率高、加工成本低、产品的使用寿命长。
4.金刚石刀具(www.xing528.com)
金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦因数、高弹性模量、高热导和低线胀系数,以及与非铁金属亲和力小等优点。可用于非金属硬脆材料,如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其他韧性有色金属材料的精密加工。金刚石刀具类型繁多,性能差异显著,不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。
5.金刚石钻探工具
金刚石钻进是目前钻探工艺中一种比较先进的钻进方法,由于这种方法的钻进效率比较高,钻孔质量好,施工劳动强度比较低,钻探成本比较低,因此得到了越来越广泛的应用。金刚石钻头按用途主要分为地质勘探、工程勘探、民用建筑和专用钻头等。
6.金刚石拉丝模
拉丝模通常指各种拉制金属线的模具。金刚石拉丝模是指使用了天然金刚石、多晶金刚石和CVD金刚石制成的拉丝模芯。
金刚石工具按照结合剂的不同可分为金属结合剂金刚石工具、电镀结合剂金刚石工具、陶瓷结合剂金刚石工具和树脂结合剂金刚石工具等。
1)金属结合剂金刚石工具。金属结合剂金刚石工具是以金刚石为切磨材料,以金属粉末为结合剂,利用粉末冶金的方法,经过压制成形、烧结以及必要的加工而成的粉末冶金制品。金属结合剂金刚石工具是各类金刚石制品中出现最早的一类,也是目前品种最多、用量最大及用途最广的一类。
2)电镀金属结合剂金刚石工具。电镀金属结合剂金刚石工具是通过电镀的方法,经过金属电沉积过程,将一层至数层金刚石牢固地镶在金属基体上的一种制品。该类制品具有效率高、寿命长和磨削精度高的特点,主要产品有电镀金刚石什锦锉、电镀锯片、电镀薄壁钻头和电镀牙科钻头等。
3)陶瓷结合剂金刚石工具。陶瓷结合剂金刚石工具是利用磨料(金刚石、碳化硅等)、玻料(硼酸、氧化锌、石英和云母等)、非玻料(黏土、Al2O3等)、着色剂(红色加Fe2O3、绿色加Cr2O3等)及临时黏结剂(糊精、水玻璃、高分子树脂等)混合物,经过成形、烧结、修整和修锐等制造工艺形成的一种金刚石磨削加工工具。其特点是化学稳定性好,弹性变形小,脆性大,硬度允许变化范围宽。
4)树脂结合剂金刚石工具。树脂结合剂金刚石工具是以树脂粉为黏结材料,并加入填充材料,经过热压、固化及机加工等工艺制成的具有一定形状的金刚石磨削加工工具。树脂结合剂金刚石模具具有弹性好、耐冲击、自锐性好及磨削效率高等特点,这类金刚石工具在机械加工行业得到了广泛应用。
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