金剛石鋸片中金剛石粒度與切割瓷磚崩邊效果的關系

張健瓊，劉一波，楊志威，陳克鑫，2

（1．安泰科技股份有限公司，北京 100022；2．鋼鐵研究總院，北京 102200）

超硬材料及制品由于其出色的性能被廣泛地應用于建筑、地質、機械等領域，是切削、鉆探、打磨石材、瓷磚、玉石、玻璃及混凝土等非金屬硬脆材料的高效工具。瓷磚因具有花樣形式多變、沒有天然石材的輻射等特點，受到廣大消費者的青睞。伴隨著中國瓷磚行業的高速增長，其對加工工具、特別是專業切割工具的需求也呈高速增長趨勢。金剛石鋸片便是切割瓷磚的主要工具｛1｝。由于瓷磚材質的不同，用戶對切割后瓷磚崩邊的需求也不同，這勢必對金剛石鋸片的選擇提出不同的要求。金剛石鋸片上的金剛石粒度，不僅對鋸片的切割鋒利度和使用壽命有著決定性作用，更決定著切割對象的切割效果和崩邊情況［2，3］。由此，根據瓷磚材質，如何選擇合適金剛石粒度的鋸片則是鋸片生產廠家必須要給客戶做出的指導［4，5］。

1 實驗過程

本研究采用安泰鋼研超硬新近開發的一種專門用于切割瓷磚的高鋒利度胎體，使用不同粒度金剛石，制成相同規格金剛石燒結鋸片。金剛石粒度分別為1＃（60／70）、2＃（70／80）、3＃（80／100）、4＃（100／120）、5＃（120／140）。金剛石燒結鋸片規格為直徑254mm，刀頭厚度1．6mm，基體厚度1．2mm，刀頭高度7mm。使用手推式瓷磚切割機，切割不同種類瓷磚，包括玻化磚，稍硬的仿古磚，稍軟的仿古磚，陶土釉面磚等4種瓷磚。考察瓷磚切割后表面崩邊情況及其與鋸片金剛石粒度的關系。

2 實驗結果與討論

使用5種不同粒度金剛石1＃（60／70）、2＃（70／80）、3＃（80／100）、4＃（100／120）、5＃（120／140），采用熱壓燒結工藝，制成直徑254mm、刀頭厚度1．6mm、基體厚度1．2mm的金剛石鋸片，刀頭高度7mm。金剛石鋸片對應標號即為1、2、3、4、5。圖1至圖5分別1＃～5＃金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖，a為玻化磚，b為稍硬的仿古磚，c為稍軟的仿古磚，d為陶土釉面磚。圖片為1．5mm瓷磚使用數碼顯微鏡放大20倍得到的。

圖1 1＃（60／70）金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖Fig．1 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 1＃ （60／70）

圖2 2＃（70／80）金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖Fig．2 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 2＃ （70／80）

圖3 3＃（80／100）金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖Fig．3 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 3＃ （80／100）

圖4 4＃（100／120）金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖Fig．4 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 4＃ （100／120）

圖5 5＃（120／140）金剛石鋸片切割不同瓷磚的崩邊效果圖Fig．5 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 5＃ （120／140）

使用數碼顯微鏡中的測量功能，測量圖中各個圖片的崩邊數量和大小，按照0．5mm以上、0．4～0．5mm、0．3～0．4mm、0．2～0．3mm、0．1～0．2mm、0．1mm以下區分，分別統計上述尺寸崩邊占全部崩邊數量的百分比，得出表1至表4的結果。表1為地磚玻化崩邊結果，表2為稍硬的仿古磚崩邊結果，表3為稍軟的仿古磚崩邊結果，表4為陶土釉面磚崩邊結果。

根據表1中數據可以得出，切割玻化磚，使用60／70金剛石粒度的鋸片，崩邊多集中在0．5mm以上，使用70／80金剛石粒度的鋸片，崩邊效果明顯變好，多集中在0．3～0．4mm，隨著金剛石粒度的進一步減小，當金剛石粒度為80／100時，崩邊的大小多集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的也有較大一部分，而金剛石粒度降低到100／120時，雖然崩邊仍多數集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的崩邊明顯減少，0．1mm以下的增多，而當金剛石粒度降低到120／140時，崩邊尺寸全為0．2mm以下的，而且基本看不到明顯的崩邊了。當然隨著金剛石粒度的降低，鋸片的鋒利度也明顯降低，而地磚非常堅硬，因此，根據客戶需求，以及工作效率的需要來綜合考慮，選擇70／80粒度的金剛石鋸片較為合適。

表1 不同粒度金剛石鋸片切割玻化磚的崩邊效果統計（%）Table 1 Cutting edge effect of vitrified tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

表2 不同粒度金剛石鋸片切割稍硬的仿古磚崩邊效果統計（%）Table 2 Cutting edge effect of slightly hard antique tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

根據表2中數據可以得出，切割稍硬的仿古磚的崩邊效果與切割玻化磚明顯不同，使用60／70金剛石粒度的鋸片，崩邊多集中在0．5mm以上，而使用70／80金剛石粒度的鋸片，崩邊效果稍有轉好，多集中在0．4mm以上，隨著金剛石粒度的進一步減小，當金剛石粒度為80／100時，崩邊效果變好，大多集中在0．3～0．5mm，而金剛石粒度降低到100／120時，雖然崩邊仍多數集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的仍然很多，而當金剛石粒度降低到120／140時，崩邊全部為0．3mm以下的，大多集中在0．1～0．2mm。使用相同粒度金剛石鋸片，與切割玻化磚的崩邊效果相比，切割仿古磚的崩邊明顯偏大，這是由于仿古磚表面的釉面，更加容易損壞，但因其磚體不硬，所以切割仿古磚時，可以選擇稍細粒度的80／100金剛石鋸片。

根據表3中數據可以得出，切割較軟的仿古磚的崩邊效果與表2趨勢大體相同，只是磚體更軟，可以選擇更細粒度的100／120金剛石鋸片。

表3 不同粒度金剛石鋸片切割稍軟的仿古磚崩邊效果統計（%）Table 3 Cutting edge effect of slightly soft antique tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

表4 不同粒度金剛石鋸片切割陶土釉面磚崩邊效果統計Table 4 Cutting edge effect of clay glazed tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

根據表4中數據可以得出，切割陶土釉面磚崩邊效果與上述的切割玻化磚和仿古磚的大體趨勢相同，都是隨著金剛石粒度變細，崩邊尺寸減小，但又有所差別，就是較粗粒度（60／70）的金剛石鋸片切割出的崩邊沒有集中在0．5mm以上，而是集中在0．4～0．5mm，同時崩邊尺寸的覆蓋范圍也有所變寬，從0．3mm以上變為0．2mm以上，即使金剛石粒度繼續變細到80／100時仍有0．5mm以上的崩邊出現，而且金剛石即使細到120／140時，崩邊最小仍為0．1mm以上。這就說明由于陶土釉面磚的表面材質與玻化磚、仿古磚的有所差別，表面的玻璃釉相對玻化磚表面雖然不容易產生較大崩邊，但是又極易被破壞，所以在選擇鋸片的金剛石粒度上就要慎重，建議采用120／140以細的金剛石鋸片。

3 結論

（1）切割玻化磚，使用60／70金剛石粒度的鋸片時，崩邊較大，當金剛石粒度降至70／80時，崩邊效果明顯變好，多集中在0．3～0．4mm，當金剛石粒度降低到120／140時，崩邊尺寸全為0．2mm以下，基本看不出明顯崩邊。由于隨著金剛石粒度的降低，鋸片的鋒利度也明顯降低，因此綜合考慮，70／80粒度金剛石鋸片較為合適。

（2）切割稍硬的仿古磚，與切割地磚的崩邊效果相比，崩邊明顯偏大，但因其磚體不硬，所以切割較硬釉面墻磚時，可以選擇稍細粒度的80／100金剛石鋸片。而切割稍軟的仿古磚，則可以選擇更細粒度的100／120金剛石鋸片。

（3）切割陶土釉面磚崩邊效果也是隨著金剛石粒度變細，崩邊尺寸減小，但又有所差別，表面的玻璃釉相對玻化磚表面雖不容易產生較大崩邊，但極易被破壞，所以建議采用120／140以細的金剛石鋸片。

［1］ 時會彬，王成軍，董小雷，等．焊接型切割瓷磚用金剛石鋸片的研制［C］．第五屆鄭州國際超硬材料及制品研討會，2008：233－238．

［2］ 牟娟，陳燕，徐九華，等．不同粒度的金剛石套料鉆鉆削碳纖維復合材料時軸向力及出入口質量的影響［J］．金剛石與磨料磨具工程，2012，32（6）：15－19．

［3］ 胡映寧，武明洲，胡珊珊，等．單顆粒金剛石平面劃擦大理石的實驗研究［J］．金剛石與磨料磨具工程，2010，30（5）：38－43．

［4］ 胡珊珊，王成勇，盧錫泉，等．單顆粒金剛石劃擦脆硬材料的表面形貌影響因素的研究［J］．金剛石與磨料磨具工程，2010，30（1）：1－4．

［5］ 黃波，高玉飛，葛培琪．金剛石線鋸切割單晶硅表面缺陷與鋸絲磨損分析［J］．金剛石與磨料磨具工程，2011，31（1）：53－57．