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本文介紹了新型釬焊工具在石材、建材等材料加工上的應用。特別強調了新型釬焊工具產品與傳統工具相比所具備的明顯的社會效應和環境效應，并詳細的指出了該類產品在非傳統領域的廣泛應用。
關鍵詞：新型釬焊 石材加工 綠色 高效 應用

1 釬焊接金剛石工具原理簡介
釬焊金剛石工具，自個世紀80年代末開始探索研究。目前，歐洲、日本和國內一些廠家（包括我國臺灣地區在內）已經批量生產，屬于新興的金剛石工具。
電鍍金剛石工具和釬焊金剛石工具都具有單層金剛石的特點；電鍍法制備金剛石工具是通過金屬的電沉積，將松散的金剛石顆粒固結在電鍍層中，使金剛石顆粒具有切削能力。電鍍工具上的鍍層金屬根本無法起到磨具行業嚴格意義上的“結合劑”的作用。由于電沉積的鍍層金屬在其與磨料和磨具基體的界面上均不存在牢固的化學冶金結合，鍍層厚度必需高達磨料本身顆粒直徑2/3以上，才能保證基體對金剛石有較強的鑲嵌力，這種工具具有比較一致的磨粒出露高度，保證了被加工工件的表面質量。但只有1/3顆粒直徑的出露高度，見圖1，工具在加工過程中隨著磨粒的磨損，切削刃逐漸變鈍，工具的加工效率和使用壽命都不理想。釬焊金剛石工具采用在金剛石表面鍍覆某些活性元素或釬焊合金中含有一定量的活性元素 (如Ti、Cr、W等)，并與金剛石發生化學反應在表面形成碳化物。通過這層碳化物的作用，金剛石、結合劑、基體三者就能通過釬焊實現牢固的化學冶金結合，從而實現真正的金剛石表面金屬化，見圖1。
與電鍍金剛石工具相比，釬焊金剛石工具由于其結合強高，對金剛石的把持力強，容屑空間大，功率消耗小，切削力小，加工效率高，使用壽命長、金剛石的利用率高，可以實現金剛石磨料的優化排布等優越性。更重要的是，生產過程無污染，適應當今綠色生產的理念。
目前，北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司依托中國鋼鐵研究總院及安泰科技的強大技術實力，釬焊金剛石工具已經掌握了兩層，甚至多層技術。

2 釬焊工具在石材加工各個工序的應用
2.1 荒料開采——釬焊金剛石繩鋸
金剛石繩鋸問世以來，是繩鋸制造工藝不斷革新的過程，也是繩鋸不斷發展和擴大應用過程。研究表明，金剛石串珠仍然是金剛石繩鋸切割中成本與效益的主要因素。因此，國內外圍繞串珠制造工藝做了一系列革新。目前串珠種類形成了燒結、電鍍與高溫釬焊多個產品種。
傳統的燒結金剛石繩鋸的使用性能在一定程度上取決于胎體對切割材料的匹配性，需要針對各種用途設計相應的胎體，如砂巖、板巖、大理石和花崗石等等，相同的石材不同的產地，硬度等指標也不相同。因此，難以制造通用性強的金剛石繩鋸，要求繩鋸的制作必須具有較強的針對性，生產出具有不同性能的繩鋸以滿足不同的使用要求。
釬焊金剛石繩鋸是單層金剛石結構，加工范圍廣，不受石材類型限制；金剛石出露高度高，鋒利度高，切割效率遠遠高于燒結繩鋸；普通燒結繩鋸的最小直徑大約為8mm，釬焊繩鋸的最小直徑為6mm，資源浪費更小，這種串珠目前在世界上廣泛用來加工名貴石材和復雜形狀的石材產品。通過在美國、德國、意大利和臺灣等地的廣泛試驗，獲得令人滿意的切削效果。
2.2 板材料的磨、拋——釬焊金剛石磨輪
隨著世界建筑業及裝飾業的發展，裝飾材料的需求量越來越大。異型工藝石線產品無疑是最大量的。異型工藝板材的種類很多，其中磨邊產品占了相當大的比重。所謂磨邊，就是用成型磨邊輪手工或機器將板材的一條邊或幾條邊磨成具有幾何形狀的一種石材加工工藝，見圖2。

圖2 用金剛石磨邊輪磨出的各種異型邊
判斷金剛石磨輪使用效果的好壞，主要依據三項指標，即磨削效率、使用壽命、加工質量。現在世界范圍內通用的石材磨邊工具是電鍍金剛石磨邊輪，此工具磨削壽命低、能耗大、生產過程污染嚴重，使用過程噪音大。隨著現代制造業的發展，這種傳統的石材磨邊工具也越來越面臨巨大挑戰。
釬焊低噪音金剛石磨輪采用鋼基體和環氧樹脂基體兩種材料組合的方式，鋼基體的易加工性可以根據實際需要加工成各種復雜曲面形狀，環氧樹脂中心孔用于連接磨削設備。采用鋼基體與環氧樹脂基體相結合的方式，減輕了磨削工具重量，實現降低工作能耗，符合世界范圍內的節能減排大趨勢；減小工作過程的振動，實現降低噪音的效果，減少對操作人員的傷害，見圖3。

2.3 玉石的藝術創作——釬焊雕刻針，見圖4。

玉石雕塑工具
中國的琢玉以高超精巧的技藝稱譽世界，玉及其雕琢的特技，是中國人的天才創造和杰出的貢獻。俗話說得好：“人巧莫如家什妙”、“三分手藝七分家什”。新型釬焊雕刻針、鋒利度高、雕琢玉時形準、規矩、利落、流暢，方寸之間可變化無窮。
2.4 板材修復——釬焊鉆頭
人造石材是采用天然石材碎料加其他材料粘結合成，廢棄的碎料的使用導致人造石材不可避免的存在著缺陷，采用釬焊鉆頭取芯填補法完全可以修補起缺陷，具體操作步驟如圖5。

1－人造石；2－人造石破損；3－釬焊鉆頭；
4－釬焊鉆取芯；5－料芯

在人造石材板上找到缺陷位置并標記；
用釬焊打孔鉆去掉去掉缺陷位置；
在備用人造石板無缺陷位置處用釬焊取芯鉆取芯；
在缺陷孔里涂樹脂膠，把取出的去缺陷芯放入孔里。
新型釬焊鉆頭尺寸精度高，保證了芯塊和孔的配合精度；金剛石出露高度高，不會被人造石中的樹脂堵塞，見圖6。

圖6 釬焊金剛石薄壁鉆頭
2.5 破壞施工——釬焊鋸片
隨著全球氣候的變暖，地殼活動進入一個相對活躍期，再加上隨著社會經濟的不斷進步和發展，重大工程開工建設等人類活動的影響，世界各國正在遭受前所未有的地質災害威脅。地震、崩塌、滑坡、泥石流、雨雪冰凍等突發性地質災害日益增加。在地質環境災害突然降臨的時候，搶險應急產品能最大限度地搶救人民群眾的生命和財產，將災害對人類的危害和損失減少到最低程度。而高速鋸片則是其中常用工具之一。
新型釬焊鋸片在300?500m/s以上直至1000m/s的超高速切削中唯一可以安全使用的高效金剛石鋸片，見圖7。

來源：石材雜志