Алмазный диск — это пильный диск, на кромке которого закреплены алмазы для резки твердых или абразивных материалов. Существует множество типов алмазных дисков, и они имеют множество применений, включая резку камня, бетона, асфальта, кирпичей, угольных шаров , стекла и керамики в строительной отрасли ; резку полупроводниковых материалов в полупроводниковой промышленности ; и резку драгоценных камней , включая алмазы, в ювелирной промышленности.
Алмазные диски доступны в различных формах:
Алмазные диски, предназначенные для специальных целей, включают мрамор, гранит, бетон, асфальт, каменную кладку и резку драгоценных камней. Также доступны диски общего назначения.
Лезвия, в которых алмазы встроены в металлическое покрытие, обычно из никеля , нанесенного гальваническим способом на стальную основу лезвия, можно сделать очень тонкими — толщина лезвий может составлять десятки микрометров , что позволяет выполнять точную резку.
Вакуумно -паянные алмазные пильные диски изготавливаются путем припаивания синтетических алмазных частиц к внешнему краю дисковой пилы в вакуумной печи для пайки . Все алмазные частицы полностью обнажены и закреплены на внешнем режущем крае диска, а не встроены в смесь металла и алмаза. В зависимости от рекомендуемого производителем применения диска, вакуумно-паянные диски могут резать широкий спектр материалов, включая бетон , каменную кладку , сталь , различные виды железа , пластик , плитку , дерево и стекло .
Более мелкие синтетические алмазные зерна уменьшат сколы плитки и заусенцы стали и обеспечат более гладкую отделку. Более крупные алмазные зерна обеспечат более высокую скорость резки, но с большей вероятностью вызовут сколы, заусенцы или трещины. Пожарные службы иногда используют пильные полотна, спаянные вакуумом, и требуют, чтобы полотна были сделаны с очень крупным алмазным зерном, чтобы быстро прорезать материал. Промежуточный размер зерна используется в производственной отрасли. [1]
Спеченные металлизированные алмазные диски являются наиболее распространенным типом дисков. Эти диски состоят из стального сердечника (основа — стальная пластина, в отличие от проводов, используемых в алмазных канатных пилах ) и алмазных сегментов , которые изготавливаются путем соединения синтетических алмазных кристаллов с металлическим порошком и последующего их спекания . Алмазные сегменты также известны как «режущие зубья» диска. [2]
Стальной сердечник может иметь разную конструкцию. Некоторые сердечники имеют промежутки (известные как пазы) между сегментами для охлаждения и удаления шлама , в то время как другие имеют один сплошной обод для более плавной резки. Тип сердечника, который можно использовать, зависит от типа материалов, для резки которых предназначен алмазный диск.
Как правило, существует три типа алмазных дисков с металлосвязью в зависимости от метода их изготовления: полностью спеченные алмазные диски, алмазные диски с серебряной пайкой и алмазные диски с лазерной сваркой.
Полностью спеченный алмазный диск изготавливается путем помещения стального сердечника вместе с алмазами и металлическими связующими материалами в форму, а затем спекания в оборудовании для спекания. Следовательно, диаметр полностью спеченных алмазных дисков не очень большой, обычно не более 400 миллиметров (16 дюймов). Поскольку он участвует в процессе спекания, стальной сердечник не может быть закален, поэтому твердость и прочность сердечника не очень высоки. Это означает, что эти типы алмазных дисков могут деформироваться в процессах резки с высокой нагрузкой и высокой интенсивностью и могут демонстрировать низкую эффективность резки.
Серебряно-паянные и лазерно-сваренные алмазные лезвия не имеют этого недостатка, поскольку их алмазные сегменты и стальной сердечник обрабатываются отдельно. Стальной сердечник может быть закален и обработан другими видами термической обработки, поэтому его твердость и прочность могут быть высокими, что означает, что лезвие может использоваться в процессах резки с высокой нагрузкой и высокой интенсивностью с высокой эффективностью резки и меньшей степенью деформации.
Алмазные сегменты алмазных дисков с серебряной пайкой припаиваются к стальному сердечнику с помощью серебряного припоя. Эти диски можно использовать только при влажной резке. Если они используются при сухой резке, серебряный припой может расплавиться, и сегменты могут оторваться от стального сердечника и стать серьезной угрозой безопасности. Лазер расплавляет и соединяет металл алмазного сегмента и стальной сердечник, создавая более прочный сварной шов, который может удерживать сегменты даже при высоких температурах, что означает, что алмазные диски с лазерной сваркой можно использовать для резки многих видов камня без водяного охлаждения. Однако при резке очень твердых или абразивных материалов, например, бетона, содержащего арматурную арматуру, алмазные диски с лазерной сваркой также следует использовать с достаточным количеством воды. В противном случае возможно разрушение самого алмазного сегмента или износ и разрушение стального сердечника под сегментом, что создает серьезную угрозу безопасности.
Алмазный диск шлифует, а не режет материал. Лезвия обычно имеют прямоугольные зубья (сегменты), которые содержат алмазные кристаллы, встроенные по всему сегменту, для шлифования очень твердых материалов.
Связка — это термин, используемый для обозначения мягкости или твердости порошкового металла, используемого для формирования сегментов. Порошковые металлы удерживают алмазы на месте. Связка контролирует скорость, с которой алмазные сегменты изнашиваются, позволяя новым алмазам выходить на поверхность для продолжения шлифования с «острой» кромкой. Важным шагом при выборе лезвия является подбор связки для конкретного материала, который будет разрезаться. Дополнительные факторы, которые следует учитывать, — это тип и мощность используемого оборудования и наличие воды. Более твердые материалы нуждаются в более мягком связанном сегменте, чтобы обеспечить непрерывное воздействие алмаза. Более мягкие материалы, такие как асфальт или свежезалитый бетон, могут использовать более твердый сегмент, чтобы противостоять повышенному износу, который создают более мягкие абразивные материалы. [ необходимо разъяснение ] Кроме того, зернистость (размер), прочность и концентрация алмазов также должны соответствовать природе материала, который будет распиливаться. Например, при резке твердых материалов алмазы должны быть меньше.
Есть и другие факторы, которые следует учитывать при выборе алмазного диска для конкретного применения. К ним относятся тип (метод изготовления) диска, наличие воды в процессе резки, мощность пилы и приемлемый уровень шума, создаваемого пилой. Например, если мощность пильного станка большая, концентрация алмазов алмазного диска должна быть выше или связка должна быть тверже. Более высокая концентрация алмазов уменьшит воздействие на каждый отдельный алмаз при работе, в то время как более твердая связка будет удерживать алмазы прочнее.
Многие лезвия предназначены для работы как в мокром, так и в сухом состоянии. Однако алмазные инструменты и лезвия работают лучше во влажном состоянии, а сухая резка должна быть ограничена ситуациями, в которых вода не может или не должна использоваться. Вода предотвратит перегрев лезвия, значительно сократит количество вредной пыли, образующейся при резке, удалит шлам из реза и продлит срок службы лезвия, поскольку алмаз не способен выдерживать усилия, возникающие при повышенных температурах, возникающих при сухой резке керамических и абразивных материалов, и будет подвержен быстрому износу инструмента и возможному выходу из строя.
Если вода не может быть использована (например, в электрических пилах), следует принять меры, чтобы оператор не вдыхал пыль, образующуюся в процессе, что может вызвать силикоз — серьезное заболевание легких. При сухой резке лезвию следует периодически давать остыть. Охлаждение можно усилить, позволив лезвию свободно вращаться вне разреза. OSHA имеет строгие правила в отношении кремниевой пыли и требует респиратор N95, одобренный NIOSH, на рабочих площадках, где присутствуют опасные количества кремниевой пыли. [3] [4]