다이아몬드 날의 효율과 수명에 영향을 미치는 요인으로는 절삭 기술 매개변수, 다이아몬드 입자 크기, 농도, 결합 경도 등이 있습니다.
절삭 매개변수는 날 회전 속도(RPM), 절삭 집중도 및 이송 속도입니다.
1. 절단 매개변수:
(1)날의 선속도: 실제 작업에서날의 선속도는 장비 조건,날의 품질 및 석재 재질에 의해 제한됩니다. 최적의날 절삭 수명과 절삭 효율을 위해 석재의 성질에 따라날의 선속도를 선택해야 합니다.
화강암을 절단할 때 날의 직선 속도는 25m~35m/s 범위 내에서 선택해야 합니다.
석영 함량이 높고 절삭이 어려운 화강암의 경우, 날의 선속도는 하한값으로 설정해야 합니다.
화강암 타일을 생산할 때는 사용되는 날의 직경이 더 작아야 하며, 직선 속도는 35m/s에 도달할 수 있습니다.
(2) 절삭 깊이: 절삭 깊이는 다이아몬드 마모, 유효 절삭, 날 응력 조건, 석재의 특성 등과 관련된 중요한 매개변수입니다. 일반적으로 다이아몬드 톱날의 선형 속도가 높을수록 절삭 깊이를 작게 선택하는 것이 좋습니다. 현재 기술로는 절삭날의 절삭 깊이는 1mm~10mm 사이로 선택하는 것이 좋습니다.
일반적으로 화강암 블록을 절단할 때는 직경이 큰 날을 사용하고, 절단 깊이는 1mm~2mm 사이로 조절하며 이송 속도를 줄여야 합니다. 다이아몬드 날의 선속도가 클 경우에는 절단 깊이를 크게 설정하십시오.
하지만 톱의 성능과 톱날의 강도가 허용 범위 내에 있을 때는 절단 효율을 높이기 위해 절단 깊이를 크게 선택하는 것이 좋습니다.
가공 표면에 대한 요구 사항이 있을 경우, 절삭 깊이를 최소화해야 합니다.
(3) 이송 속도: 이송 속도는 절단석의 이송 속도입니다. 이송 속도의 크기는 절단 효율, 날 응력 및 날 영역의 냉각 조건에 영향을 미칩니다. 이송 속도는 석재의 특성에 따라 선택해야 합니다. 일반적으로 대리석과 같은 연질 석재를 절단할 때는 이송 속도를 높여야 하며, 이송 속도가 낮을수록 절단 효율이 향상됩니다.
미세한 입자 구조와 균질한 화강암을 절삭할 때는 이송 속도를 높여야 합니다. 이송 속도가 낮으면 절삭날이 마모되기 쉽습니다. 반대로 거친 입자 구조와 연질 및 경질의 불균일한 화강암을 절삭할 때는 이송 속도를 낮춰야 합니다. 그렇지 않으면 날이 흔들리고 다이아몬드가 파손되어 절삭 효율이 저하될 수 있습니다.
화강암 절단 시 이송 속도는 일반적으로 9m~12m/min 범위 내에서 선택됩니다.
2. 기타 영향 요인
(1) 다이아몬드 입자 크기: 일반적인 다이아몬드 입자 크기는 30/35～60/80 범위입니다.
돌이 단단할수록 고운 입자를 선택해야 합니다. 동일한 압력 조건에서 다이아몬드 입자가 고울수록 더 날카로워지며, 단단한 돌을 연마하는 데 유리하기 때문입니다. 또한, 일반적으로 대구경 블레이드는 높은 연마 효율이 요구되므로 30/40, 40/50과 같은 거친 입자를 선택해야 합니다. 소구경 블레이드는 연마 효율이 낮고 돌의 단면이 매끄러워야 하므로 50/60, 60/80과 같은 고운 입자를 선택해야 합니다.
(2) 세그먼트 농도: 세그먼트 농도는 작업 레벨 본드(다이아몬드 중량을 포함하는 평균 단위 면적)의 다이아몬드 분포 밀도입니다. "표준"은 작업 본드에 센티미터당 4.4캐럿의 다이아몬드가 포함되어 있을 때 농도가 100%이고, 3.3캐럿이 포함되어 있을 때 농도가 75%라고 규정합니다.
부피 농도는 세그먼트 부피에서 다이아몬드가 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것으로, 전체 부피의 1/4이 다이아몬드로 채워질 때 농도가 100%가 됩니다. 다이아몬드 농도를 높이면 다이아몬드 하나당 평균 절삭력이 감소하여 날의 수명이 연장될 것으로 예상되지만, 깊이가 증가하면 날 가격이 상승하게 됩니다. 따라서 가장 경제적인 농도가 존재하며, 절삭 효율을 높이면서 농도를 증가시키는 것이 바람직합니다.
(3) 세그먼트 결합의 경도: 일반적으로 결합의 경도가 높을수록 내마모성이 높아집니다. 따라서 마모성이 높은 석재를 절단할 때는 결합의 경도가 높아야 하고, 연질 석재를 절단할 때는 결합의 경도가 낮아야 하며, 마모성이 높고 단단한 석재를 절단할 때는 결합의 경도가 중간이어야 합니다.
(4) 힘의 영향, 온도의 영향 및 연삭 손상: 다이아몬드 원형 톱날은 석재 절단 과정에서 원심력, 절단력, 절단열의 교대 하중을 받게 됩니다. 힘과 온도의 영향으로 인해 다이아몬드 톱날이 마모되어 손실이 발생합니다.
(a) 힘의 영향: 절단 과정에서 톱날은 축 방향 힘과 접선 방향 힘을 받습니다. 원주 방향과 반경 방향 힘이 작용하여 톱날이 축 방향으로는 물결 모양으로 휘어지고 반경 방향으로는 변형됩니다. 이러한 변형은 암석 절단면의 직선성을 저해하고, 암석 손실을 증가시키며, 절단 소음과 진동을 심화시켜 조기에 암석 덩어리가 파손되고 톱날의 수명을 단축시킵니다.
(b):온도 영향: 기존 이론에 따르면, 절삭 공정에 미치는 온도의 영향은 주로 두 가지 측면이 있습니다. 첫째, 다이아몬드 흑연화의 응집을 유발합니다. 둘째, 열력으로 인해 다이아몬드와 기지 및 다이아몬드 입자가 조기에 떨어져 나갑니다.
새로운 연구 결과에 따르면 절삭 과정에서 발생하는 열이 응집 현상을 유발하는 것으로 나타났습니다. 아크 온도는 일반적으로 40~120℃ 정도로 높지 않지만, 연마재의 연삭점 온도는 일반적으로 250~700℃로 더 높습니다. 냉각액은 아크 영역의 평균 온도만 낮출 뿐, 연마재 온도에는 큰 영향을 미치지 않습니다.
따라서 온도는 흑연의 탄화를 유발하는 것이 아니라, 연마재와 공작물 사이의 마찰로 인한 성능 변화, 그리고 다이아몬드와 첨가제 사이의 열 응력을 유발하여 다이아몬드의 근본적인 굽힘 파손 메커니즘으로 이어지는 것입니다.
이는 온도 변화가 칼날 파손에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.
(c) 마모 손상: 힘과 온도 스트레스로 인해 톱날은 일정 기간 절단 후 마모 손상을 입습니다. 마모 손상은 다음과 같은 형태로 나타납니다: 연삭 마모, 국부 파쇄, 넓은 면적 파쇄, 절단면 분리, 절단 속도 방향을 따라 발생하는 기계적 마모로 인한 결합 손상.
마모: 다이아몬드 입자가 가공물과 지속적으로 마찰하면서 모서리가 평면으로 마모되어 절삭 성능이 저하되고 마찰이 증가합니다. 절삭열로 인해 다이아몬드 입자 표면에 얇은 흑연층이 형성되어 경도가 크게 감소하고 마모가 증가합니다. 마모: 다이아몬드 입자 표면은 교번하는 열응력과 교번하는 절삭 응력을 모두 견뎌야 하므로 피로 균열이 발생하여 부분적으로 파손되고 날카로운 새 모서리가 드러나는 것이 이상적인 마모 패턴입니다. 넓은 면적 파손: 다이아몬드 입자가 충격 하중을 견디면서 돌출된 입자와 입자가 조기에 마모됩니다. 탈락: 교번하는 절삭력으로 인해 결합제 내의 다이아몬드 입자가 흔들리면서 분리됩니다. 동시에 절삭 과정에서 결합제가 마모되고 절삭열로 인해 결합제가 연화됩니다. 이로 인해 결합제의 고정력이 감소하고, 입자에 가해지는 절삭력이 고정력보다 커지면 다이아몬드 입자가 떨어져 나갑니다. 다이아몬드 입자의 마모 유형은 하중과 온도를 견디는 데 밀접한 관련이 있습니다. 둘 다 절삭 공정과 냉각 및 윤활 조건에 따라 달라집니다.