进行金刚石锯片设计的目的是为了使其在使用过程中表现出理想的工作效率和使用寿命。金刚石锯片切割效率的高低和使用寿命的长短与刀头的配方有着密切的关系,而刀头配方主要取决于所选金刚石的参数、胎体参数等。
金刚石刀头的性能主要包括两个方面,锋利度和耐磨度,其中锋利度代表了切割的速度以及锯片实际使用过程中的效率,而刀头的耐磨性则决定了刀头的使用寿命长短,一般来说,刀头的耐磨度并非越高越好,也不是越低越好,而是存在着与金刚石相匹配的适用性。当然,正常来说,在锯切过程中,锋利度表现为切割效率的高低,耐磨度则表现为锯片使用寿命的长短。效率高低和寿命长短是衡量金刚石刀头综合性能的两大重要指标。在实际的使用过程中,人们发现一个问题,同一张锯片,当效率提高的时候,寿命不可避免的会减少,而如果想要提高切割寿命,那么效率降低似乎也是唯一的选择。
所以,在金刚石刀头发展的近些年的时间,大部分的刀头设计测试都是围绕这两个因素而采取的措施,目的是为了使其在使用过程中表现出理想的工作效率和使用寿命。金刚石锯片切割效率的高低和使用寿命的长短与刀头的配方有着密切的关系,而刀头配方主要取决于所选金刚石的参数、胎体参数等。以上说的是正常情况下金刚石刀头锋利度和耐磨度的关系,但是有三种因素会导致金刚石刀头的锋利度和耐磨度都受到影响:
第一,金刚石的参数取决于金刚石刀头的浓度,正常情况下,如果刀头胎体表面,也就是工作面上金刚石的平均分布密度越大,则刀头的耐磨度越好,因为刀头中的金刚石不断参与切割,刀头的使用寿命自然也就越长;相反,如果金刚石切割面积越小,由于对石材切割能力减弱,则耐磨度也就表现的越差,刀头使用寿命自然也就越短。在效率方面,如果金刚石刀头的浓度越高,在一定范围值内,金刚石的刀头切割效率也会得到提高,但是当金刚石加至超过金刚石浓度零界点时,刀头开始出现锋利度下滑的情况,而寿命在有限程度上升之后,开始不在增加。
第二,除了金刚石的浓度,包镶强度也是影响金刚石刀头锋利度和耐磨度的重要影响因素,包镶强度是指金刚石与胎体结构的结合强度,也称为把持力,胎体对金刚石的把持力越高,金刚石充分切割能力越强,这是金刚石切割石材过程中的原理:金刚石刀头的锋利度与胎体表面工作层中包含的金刚石颗粒裸露速度有关,裸露速度越快,切割过程中金刚石颗粒与被切割材料的接触摩擦频率就越高,刀头就越锋利。而颗粒的裸露速度是被刀头胎体结合剂的把持力所决定的。胎体把持力越强,金刚石颗粒裸露和脱落速度越慢,反之,胎体把持力越弱,金刚石颗粒裸露和脱落的速度越快。由此可知,金刚石锯片胎体的把持力越强,刀头锋利度越弱,胎体把持力越弱,刀头锋利度越强。切割效率和切割寿命都可以得到大幅度的提高,但是如果把持力不够,那么刀头的锋利度和寿命往往会非常短。
第三个影响刀头锋利度和耐磨度的因素是刀头的粒度,粒度越大,在切割硬度较高石材的过程中会因素相互的冲撞而导致金刚石承受剧烈的冲撞力,从而导致刀头中的金刚石快速的破碎,大颗粒的金刚石破碎面尤其大,这样的情况下,刀头自然就会出现锋利度和耐磨度大幅度缩短的情况。简单来说金刚石颗粒的裸露速度越快,摩擦磨损和冲击磨损就越严重,所以颗粒脱落速度也随之变快,刀头胎体工作层内金刚石的纵向密度变小的速率也越快,金刚石胎体工作层内金刚石层数变少,刀头的使用寿命变短。
虽然上面表达的是金刚石刀头和锋利度都受到影响的情况,但是也可以看,金刚石刀头的锋利度与 耐磨度的关系是互相制约、此消彼长的,如果降低刀头的金刚石浓度,那么刀头开始会出现锋利 力,也可以 力的胎体结合剂结合在一起,就会出现寿命高,但是锋利度低的结果。所以正常情况下,刀头遵循这样的规律:锋利度越高,耐磨度越低:反之,耐磨度越高,锋利度越低。