金刚石锯片中金刚石粒度与切割瓷砖崩边效果的关系

张健琼，刘一波，杨志威，陈克鑫，2

（1．安泰科技股份有限公司，北京 100022；2．钢铁研究总院，北京 102200）

超硬材料及制品由于其出色的性能被广泛地应用于建筑、地质、机械等领域，是切削、钻探、打磨石材、瓷砖、玉石、玻璃及混凝土等非金属硬脆材料的高效工具。瓷砖因具有花样形式多变、没有天然石材的辐射等特点，受到广大消费者的青睐。伴随着中国瓷砖行业的高速增长，其对加工工具、特别是专业切割工具的需求也呈高速增长趋势。金刚石锯片便是切割瓷砖的主要工具｛1｝。由于瓷砖材质的不同，用户对切割后瓷砖崩边的需求也不同，这势必对金刚石锯片的选择提出不同的要求。金刚石锯片上的金刚石粒度，不仅对锯片的切割锋利度和使用寿命有着决定性作用，更决定着切割对象的切割效果和崩边情况［2，3］。由此，根据瓷砖材质，如何选择合适金刚石粒度的锯片则是锯片生产厂家必须要给客户做出的指导［4，5］。

1 实验过程

本研究采用安泰钢研超硬新近开发的一种专门用于切割瓷砖的高锋利度胎体，使用不同粒度金刚石，制成相同规格金刚石烧结锯片。金刚石粒度分别为1＃（60／70）、2＃（70／80）、3＃（80／100）、4＃（100／120）、5＃（120／140）。金刚石烧结锯片规格为直径254mm，刀头厚度1．6mm，基体厚度1．2mm，刀头高度7mm。使用手推式瓷砖切割机，切割不同种类瓷砖，包括玻化砖，稍硬的仿古砖，稍软的仿古砖，陶土釉面砖等4种瓷砖。考察瓷砖切割后表面崩边情况及其与锯片金刚石粒度的关系。

2 实验结果与讨论

使用5种不同粒度金刚石1＃（60／70）、2＃（70／80）、3＃（80／100）、4＃（100／120）、5＃（120／140），采用热压烧结工艺，制成直径254mm、刀头厚度1．6mm、基体厚度1．2mm的金刚石锯片，刀头高度7mm。金刚石锯片对应标号即为1、2、3、4、5。图1至图5分别1＃～5＃金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图，a为玻化砖，b为稍硬的仿古砖，c为稍软的仿古砖，d为陶土釉面砖。图片为1．5mm瓷砖使用数码显微镜放大20倍得到的。

图1 1＃（60／70）金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图Fig．1 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 1＃ （60／70）

图2 2＃（70／80）金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图Fig．2 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 2＃ （70／80）

图3 3＃（80／100）金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图Fig．3 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 3＃ （80／100）

图4 4＃（100／120）金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图Fig．4 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 4＃ （100／120）

图5 5＃（120／140）金刚石锯片切割不同瓷砖的崩边效果图Fig．5 Cutting edge effect of different ceramic tiles by diamond saw blade 5＃ （120／140）

使用数码显微镜中的测量功能，测量图中各个图片的崩边数量和大小，按照0．5mm以上、0．4～0．5mm、0．3～0．4mm、0．2～0．3mm、0．1～0．2mm、0．1mm以下区分，分别统计上述尺寸崩边占全部崩边数量的百分比，得出表1至表4的结果。表1为地砖玻化崩边结果，表2为稍硬的仿古砖崩边结果，表3为稍软的仿古砖崩边结果，表4为陶土釉面砖崩边结果。

根据表1中数据可以得出，切割玻化砖，使用60／70金刚石粒度的锯片，崩边多集中在0．5mm以上，使用70／80金刚石粒度的锯片，崩边效果明显变好，多集中在0．3～0．4mm，随着金刚石粒度的进一步减小，当金刚石粒度为80／100时，崩边的大小多集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的也有较大一部分，而金刚石粒度降低到100／120时，虽然崩边仍多数集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的崩边明显减少，0．1mm以下的增多，而当金刚石粒度降低到120／140时，崩边尺寸全为0．2mm以下的，而且基本看不到明显的崩边了。当然随着金刚石粒度的降低，锯片的锋利度也明显降低，而地砖非常坚硬，因此，根据客户需求，以及工作效率的需要来综合考虑，选择70／80粒度的金刚石锯片较为合适。

表1 不同粒度金刚石锯片切割玻化砖的崩边效果统计（%）Table 1 Cutting edge effect of vitrified tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

表2 不同粒度金刚石锯片切割稍硬的仿古砖崩边效果统计（%）Table 2 Cutting edge effect of slightly hard antique tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

根据表2中数据可以得出，切割稍硬的仿古砖的崩边效果与切割玻化砖明显不同，使用60／70金刚石粒度的锯片，崩边多集中在0．5mm以上，而使用70／80金刚石粒度的锯片，崩边效果稍有转好，多集中在0．4mm以上，随着金刚石粒度的进一步减小，当金刚石粒度为80／100时，崩边效果变好，大多集中在0．3～0．5mm，而金刚石粒度降低到100／120时，虽然崩边仍多数集中在0．1～0．2mm，但0．2～0．3mm 的仍然很多，而当金刚石粒度降低到120／140时，崩边全部为0．3mm以下的，大多集中在0．1～0．2mm。使用相同粒度金刚石锯片，与切割玻化砖的崩边效果相比，切割仿古砖的崩边明显偏大，这是由于仿古砖表面的釉面，更加容易损坏，但因其砖体不硬，所以切割仿古砖时，可以选择稍细粒度的80／100金刚石锯片。

根据表3中数据可以得出，切割较软的仿古砖的崩边效果与表2趋势大体相同，只是砖体更软，可以选择更细粒度的100／120金刚石锯片。

表3 不同粒度金刚石锯片切割稍软的仿古砖崩边效果统计（%）Table 3 Cutting edge effect of slightly soft antique tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

表4 不同粒度金刚石锯片切割陶土釉面砖崩边效果统计Table 4 Cutting edge effect of clay glazed tile by diamond saw blades with different particle size of diamond

根据表4中数据可以得出，切割陶土釉面砖崩边效果与上述的切割玻化砖和仿古砖的大体趋势相同，都是随着金刚石粒度变细，崩边尺寸减小，但又有所差别，就是较粗粒度（60／70）的金刚石锯片切割出的崩边没有集中在0．5mm以上，而是集中在0．4～0．5mm，同时崩边尺寸的覆盖范围也有所变宽，从0．3mm以上变为0．2mm以上，即使金刚石粒度继续变细到80／100时仍有0．5mm以上的崩边出现，而且金刚石即使细到120／140时，崩边最小仍为0．1mm以上。这就说明由于陶土釉面砖的表面材质与玻化砖、仿古砖的有所差别，表面的玻璃釉相对玻化砖表面虽然不容易产生较大崩边，但是又极易被破坏，所以在选择锯片的金刚石粒度上就要慎重，建议采用120／140以细的金刚石锯片。

3 结论

（1）切割玻化砖，使用60／70金刚石粒度的锯片时，崩边较大，当金刚石粒度降至70／80时，崩边效果明显变好，多集中在0．3～0．4mm，当金刚石粒度降低到120／140时，崩边尺寸全为0．2mm以下，基本看不出明显崩边。由于随着金刚石粒度的降低，锯片的锋利度也明显降低，因此综合考虑，70／80粒度金刚石锯片较为合适。

（2）切割稍硬的仿古砖，与切割地砖的崩边效果相比，崩边明显偏大，但因其砖体不硬，所以切割较硬釉面墙砖时，可以选择稍细粒度的80／100金刚石锯片。而切割稍软的仿古砖，则可以选择更细粒度的100／120金刚石锯片。

（3）切割陶土釉面砖崩边效果也是随着金刚石粒度变细，崩边尺寸减小，但又有所差别，表面的玻璃釉相对玻化砖表面虽不容易产生较大崩边，但极易被破坏，所以建议采用120／140以细的金刚石锯片。

［1］ 时会彬，王成军，董小雷，等．焊接型切割瓷砖用金刚石锯片的研制［C］．第五届郑州国际超硬材料及制品研讨会，2008：233－238．

［2］ 牟娟，陈燕，徐九华，等．不同粒度的金刚石套料钻钻削碳纤维复合材料时轴向力及出入口质量的影响［J］．金刚石与磨料磨具工程，2012，32（6）：15－19．

［3］ 胡映宁，武明洲，胡珊珊，等．单颗粒金刚石平面划擦大理石的实验研究［J］．金刚石与磨料磨具工程，2010，30（5）：38－43．

［4］ 胡珊珊，王成勇，卢锡泉，等．单颗粒金刚石划擦脆硬材料的表面形貌影响因素的研究［J］．金刚石与磨料磨具工程，2010，30（1）：1－4．

［5］ 黄波，高玉飞，葛培琪．金刚石线锯切割单晶硅表面缺陷与锯丝磨损分析［J］．金刚石与磨料磨具工程，2011，31（1）：53－57．