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石材切割用金刚石串珠等磨损的实现方法与串珠绳磨损机制
  • 项目名称:石材切割用金刚石串珠等磨损的实现方法与串珠绳磨损机制
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:51175193
  • 申请代码:E050901
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:郭桦
  • 依托单位:华侨大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

金刚石绳锯切割技术是一种资源利用率高,环境影响小,加工效率高的绿色切割新技术,被国际石材加工行业确定为最优先的发展领域。主要用于石材开采和加工、水利工程、钢筋混凝土的拆除、海底或陆上石油管道维修等许多方面。在我国,该技术的应用刚刚开始,许多关键技术仍未解决,特别是串珠的非均匀磨损导致绳锯的过早失效问题,严重的制约了国产绳锯的应用和绳锯技术的发展。本项目提出了解决这一问题的新构想- - 实现绳锯串珠等磨损的新方法通过构建复合式串珠工作层,使工作层不同部位具有不同的磨耗性能;同时采用磁控溅射方法对金刚石表面镀W,增强结合剂对金刚石的包镶能力;在解决串珠的非均匀磨损的同时,全面提高串珠绳寿命和效率。项目完成后,其成果可为其它金刚石工具设计与制造所借鉴;不仅对柔性切割工具进一步的开发研究具有重要的现实意义;同时还能产生较大的经济效益。对我国金刚石工具行业的技术进步起着重要的推动作用。

结论摘要:

金刚石绳锯切割技术是一种资源利用率高,环境影响小,加工效率高的绿色切割新技术,被国际石材加工行业确定为最优先的发展领域。主要用于石材开采和加工、水利工程、钢筋混凝土的拆除、海底或陆上石油管道维修等许多方面。在我国,该技术的应用刚刚起步,许多关键技术仍未解决,特别是串珠的非均匀磨损导致绳锯的过早失效问题,严重的制约了国产绳锯的应用和绳锯技术的发展。本项目提出了解决这一问题的新构想—实现绳锯串珠的等磨损,围绕这个构想进行了以下工作 1、冷压、热压模具设计方法研究分别设计了组合式双向压制冷压模具和双层浮动热压烧结模具,其中对开式和三瓣式双向压制冷压模具均具有冷压效率高、冷压压坯成品率高、模具损耗小以及组装、装料、压制和拆模方便等优点;并且通过钢基体和工作层的整体压制,解决了分体压制时,因钢基体和工作层两者之间存在的空气等不能排尽,导致热压烧结后工作层胎体与钢基体的粘结强度低、实际切割使用时串珠胎体与钢基体剥离这一最突出的问题;双层浮动热压烧结模具,彻底解决了串珠脱模困难等问题,提高了生产效率,也大大地提高了串珠烧结的均匀性,同时保证了串珠基体与胎体的同心性。 2、串珠胎体配方的试验研究选用W基和Co基胎体,通过调整金属粉末粒度、活化元素选择、烧结工艺控制等因素,分析了得到串珠胎体的强度、硬度、致密度等性能,发现W基胎体和金刚石产生了化学冶金结合力,有利于金刚石把持力的提升,同时通过Fe、Ni、Sn等活化元素的添加,可以使W基胎体的烧结温度降至1000?C以下,减少了金刚石磨粒的热损伤。 3、金刚石绳锯切割性能研究采用等磨耗的结构设计,制备了新型金刚石串珠,并制备成绳锯,大大的改善了串珠的磨损状态;测量了绳锯上金刚石的出刃高度及磨损形状变化规律,并分析了金刚石出刃高度及磨损形状变化对绳锯切割性能的影响。 4、异型板材的绳锯切割控制策略初探现有异形绳锯切割机在加工异形(弧形)板材时,导致曲面过切(中段起槽)的现象,造成昂贵的异形板报废。为了防止过切的发生,发明了一种线弓度的监测及反馈控制装置,通过控制绳锯进给量,实现对绳锯的变形(线弓角)的控制。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
  • 1
  • 0
  • 2
  • 0
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