我國石材總產(chǎn)量、石材出口量和石材消耗量均達到世界位：有石材加工企業(yè)2萬多家，從業(yè)人員近500萬，年產(chǎn)石料600萬立方米，年產(chǎn)板材1.2億平方米，年創(chuàng)產(chǎn)值超過800億元，擁有先進生產(chǎn)線500多條，進出口總額超過12億美元，成為名符其實的石材生產(chǎn)大國。 我國在上述幾方面雖已跨入大國行列，但還不是強國。隨著全球經(jīng)濟一體化，我國進入WTO，如何使我國成為生產(chǎn)金剛石工具的強國，這是擺在我國同行面前的一項重要課題。根據(jù)我們的實踐與考察，僅就提高我國金剛石工具質(zhì)量的問題，提出一些看法。 1.為金剛石工具制造提供批量生產(chǎn)性能穩(wěn)定、粗顆粒、熱穩(wěn)定性好的高強度金剛石 金剛石的品級質(zhì)量、粒度和濃度對金剛石工具有決定性的作用。我國在金剛石合成方面，六面頂小噸位高強工藝已趨成熟，六面頂大噸位大腔體工藝不斷完善，兩面頂合成金剛石也初具規(guī)模，粉末觸媒合成、碳素、葉臘石塊原材料生產(chǎn)不斷完善。因此針對我國金剛石工具制造，批量合成性能穩(wěn)定、粗顆粒、熱穩(wěn)定性能好的高強金剛石是完全可能的。國外的金剛石公司，除推出SDA+、SDB、DSN、MBS、ISD系列外，DeBeers針對國市場推出BKI、BK30、BK60、BK70金剛石，韓國日進公司推出六面頂合成的SDS系列金剛石，都值得我國同行借鑒。 2.采用強碳化物形成元素，提高金剛石把持力 提高金剛石鋸片切割效率與壽命的一個關(guān)鍵因素是提高胎體對金剛石的把持力。胎體對金剛石有好的把持力，金剛石就不會過早脫落，并具有*大的凸出高度，切割時鋒利，效率高。 3.采用超細粉末與預(yù)合金化粉末 在生產(chǎn)專用鋸片時，宜采用超細金屬粉末與預(yù)合金化粉末。金屬粉末細化有利于降低燒結(jié)溫度、提高硬度。采用預(yù)合金化粉末，可防止低熔點金屬過早流失與偏析，有利于燒結(jié)制品的彈性*限和屈服強度，增加對金剛石的把持力，還可降低燒結(jié)溫度與保溫時間。我國上海材料所、北京人工晶體所、長沙冶金材料所與南工大粉冶所都在這方面做了大量工作。韓國在生產(chǎn)高檔鋸片時，廣泛使用BASF，UM，INCO，F(xiàn)um-tungstene,Kennametal等公司的超細粉末與預(yù)合金粉末。 4.在刀頭生產(chǎn)推廣制粒工藝 制粒工藝在我國的硬質(zhì)合金、陶瓷生產(chǎn)已廣泛地被采用，近年來在金剛石刀頭生產(chǎn)也獲得了廣泛應(yīng)用與發(fā)展。粉末制粒的優(yōu)點是，金剛石的偏析減少，分布更為均勻，改善了刀頭的切割性能，增加粉末的流動性，使容積式冷壓工藝應(yīng)用成為可能，普通冷壓工藝性更好，減少了粉塵對工人的危害。其缺點是增加了投資與工藝程序，制粒時要添加粘結(jié)劑，后者對焊接、燒結(jié)和胎體性能可能有不利的影響。各種制粒方法的優(yōu)缺點比較見下表。 缺點：需清洗，不含金剛石，僅一種金屬，設(shè)備大。 滾動法：優(yōu)點：易于操作，石蠟粘結(jié)性好，球形。缺點：制粒工藝不穩(wěn)定，含金剛石，制粒困難，需過篩。 擠壓篩分法：優(yōu)點：速度快，粘結(jié)劑用量少，易于操作。缺點：不含金剛石，需篩分，形狀不均一，合格率20%～40%。 手工篩分法：優(yōu)點：簡單，投資少，可含金剛石，生產(chǎn)量小。缺點：難以選擇粘結(jié)劑，所需勞動繁重，形狀不規(guī)則。 壓力搓篩與滾動法：優(yōu)點：工藝穩(wěn)定，易于清洗，可自動化，可含金剛石，一次制粒量任選。缺點：難以選擇粘結(jié)劑，需用較多熔劑。 低速攪拌高速斬切法：優(yōu)點：可自動化，粒度大小可人為控制。缺點：不含金剛石，一次制粒量不能太少，合格率70%～80%。 德國飛羽公司推出GA180、GA240制粒機，其制粒工藝由于混→加粘結(jié)劑攪拌→刮板搓篩→滾動制粒構(gòu)成。采用此法使刀頭冷壓速度提高3倍，模具壽命提高1倍，冷壓成本降低2/3。 韓國迪愛克斯公司推出CA-10制粒機，其工藝由加粘結(jié)劑干混→外圓低速攪拌(25～28r/min)→心高速斬切(2300～2800r/min)構(gòu)成。 為了制粒，德國研制了GB300、400、500型粘結(jié)劑，韓國使用Olycox，我國南京思尚科貿(mào)心研制成的WS-120造粒劑為白色團體球狀粉末，密度為1.068g/cm3，熱分解溫度320～350℃，燒結(jié)后殘留灰分＜0.01%，已取代進口粘結(jié)劑，已在各金剛石工具廠得到廣泛應(yīng)用。 5.燒結(jié)工藝推廣真空保護氣氛熱壓燒結(jié)工藝與設(shè)備 燒結(jié)是金剛石鋸片生產(chǎn)一道關(guān)鍵工藝，它的好壞將影響鋸片的刀頭密度、硬度與切割性能，燒結(jié)設(shè)備的技術(shù)性能也影響鋸片生產(chǎn)成本、產(chǎn)品與質(zhì)量。*近我們對金剛石鋸片整體燒結(jié)爐進行了調(diào)研，用幾種有代表性的爐型同時采用同一配方粉末進行對比燒結(jié)試驗，其結(jié)果表明： (1)氫氣保護、無壓燒結(jié)并式爐與鐘罩爐適于生產(chǎn)低檔小尺寸鋸片，它單次產(chǎn)量大，但鋸片壽命較低； (2)CSF500熱壓燒結(jié)爐，爐溫分布均勻，氮氣保護加壓燒結(jié)鋸片硬度高，密度大。鋸切時鋒利、壽命長，可生產(chǎn)高檔鋸片，并能生產(chǎn)多規(guī)格多品種鋸片； (3)RYL系列頻氣氛保護熱壓燒結(jié)爐設(shè)計性能優(yōu)越，適于單一規(guī)格鋸片的大批量生產(chǎn)，但對于多品種的適應(yīng)性差，爐溫分布有待進一步完善； (4)SF500、ZBRY-2型燒結(jié)爐經(jīng)過完善后，是一種有發(fā)展前途的燒結(jié)設(shè)備。 6.金剛石繩鋸生產(chǎn)采用熱等靜壓與高溫釬焊工藝 近十年來，金剛石繩鋸在采石與建筑工程得到了創(chuàng)造性的應(yīng)用，使金剛石繩鋸從采石場到石材加工廠，從大塊切割到修整成形，從板材切割到異形制品的加工以及建筑工程多種應(yīng)用，在世界范圍的石材切割占有10%的份額，并且還有不斷增長的趨勢。 在發(fā)展進程有幾個主要特點： (1)串珠生產(chǎn)方法由電鍍單層與雙層金屬金剛石串珠，到熱壓燒結(jié)及高溫釬焊串珠，使繩鋸應(yīng)用范圍由大理石擴大到花崗巖與混凝土。 (2)繩鋸直徑由10～12mm減小到6～8mm，提高了加割效率，降低了材料消耗。 (3)CNC控制的繩鋸機的發(fā)展，使多繩鋸成為可能，從而使繩鋸機進入板材廠，可有效切割板材與異形制品，可取代框架鋸與橋式板材鋸機。 (4)將熱等靜壓工藝用于串珠生產(chǎn)，提高串珠的密度、硬度、強度與使用壽命。 熱等靜壓(HIP)是將燒結(jié)好的制品，置于熱等靜壓機，以惰性氣體Ar(氬氣)為傳壓介質(zhì)，溫度升至1320～1400℃，氣體受熱膨脹產(chǎn)生80～150MPa壓力，將串珠置于玻璃包套處理一定時間即可。 熱等靜壓可降低制品的孔隙度，提高密度、強度、沖擊韌性及使用性能。我國北京鋼鐵研究院、南工大粉冶所、北京有色金屬研究總院、株洲硬質(zhì)合金廠都有熱等靜壓設(shè)備。 (5)采用單層高溫釬焊金剛石串珠 該工藝是我國臺北臺灣砂輪制造公司(KNIKInc.)推出的*新技術(shù)，高溫釬焊串珠金剛石排列規(guī)則，分布合理，化學(xué)鍵合與冶金結(jié)合并存，金剛石把持力強、突出高。其金剛石使用量可節(jié)省一半，鋸切速度為普通鋸片的2～4倍，切割壽命相當，鋸片成本下降。