Os fatores que influenciam a eficiência e a vida útil de uma lâmina diamantada são os parâmetros tecnológicos de corte, a granulometria do diamante, a concentração, a dureza da liga, etc.
Os parâmetros de corte são a rotação da lâmina (RPM), a concentração de corte e a velocidade de avanço.
1. Parâmetro de corte:
(1) Velocidade linear da lâmina: Na prática, a velocidade linear da lâmina é limitada pelas condições do equipamento, pela qualidade da lâmina e pelo tipo de pedra. A seleção da velocidade linear da lâmina deve levar em consideração a natureza da pedra, visando a melhor vida útil e eficiência de corte.
Ao cortar o granito, a velocidade linear da lâmina deve ser selecionada na faixa de 25 m a 35 m/s.
Para granito com alto teor de quartzo e corte difícil, a velocidade linear da lâmina deve ser considerada no limite inferior.
Para a produção de ladrilhos de granito, o diâmetro da lâmina utilizada deve ser menor, e a velocidade linear pode atingir 35 m/s.
(2) Profundidade de corte: a profundidade de corte está relacionada à abrasão do diamante, ao corte efetivo, à condição de tensão da lâmina, à natureza da pedra e a outros parâmetros importantes. Geralmente, quando se utiliza uma velocidade linear mais alta em uma lâmina de serra diamantada, deve-se selecionar uma profundidade de corte menor. De acordo com a tecnologia atual, a profundidade de corte da lâmina deve ser escolhida entre 1 mm e 10 mm.
Normalmente, para cortar blocos de granito com uma lâmina de grande diâmetro, a profundidade de corte deve ser controlada entre 1 mm e 2 mm, e a velocidade de avanço reduzida. Quando a velocidade linear da lâmina diamantada for alta, selecione uma profundidade de corte maior.
No entanto, quando o desempenho da serra e a resistência da lâmina estiverem dentro dos limites permitidos, selecione uma grande profundidade de corte para melhorar a eficiência do corte.
Quando houver necessidade de processamento da superfície, deve-se adotar uma profundidade de corte pequena.
(3) Velocidade de alimentação: a velocidade de alimentação é a velocidade de avanço da pedra a ser cortada. Seu tamanho afeta a eficiência do corte, a tensão na lâmina e as condições de resfriamento da área da lâmina. Seu valor deve ser escolhido de acordo com a natureza da pedra. Geralmente, para cortar pedras macias, como mármore, deve-se aumentar a velocidade de alimentação; se a velocidade de alimentação for menor, será melhor para melhorar a eficiência do corte.
Para cortar granito homogêneo e com estrutura de grãos finos, deve-se aumentar a velocidade de avanço. Se a velocidade de avanço for baixa, o segmento se desgastará mais facilmente. Já para cortar granito com estrutura de grãos ásperos e irregularidades, tanto macio quanto duro, deve-se reduzir a velocidade de avanço. Caso contrário, a lâmina pode vibrar e quebrar o diamante, diminuindo a eficiência do corte.
A velocidade de alimentação para corte de granito é normalmente selecionada na faixa de 9m a 12m/min.
2. Outros fatores de influência
(1)Grão de diamante: os grãos de diamante comuns estão na faixa de 30/35～60/80.
Se a pedra for mais dura, deve-se selecionar uma pedra de grão fino. Isso porque, sob a mesma pressão, quanto mais fino o diamante, mais afiado ele se torna, o que beneficia o corte de pedras duras. Além disso, geralmente, para obter alta eficiência de corte em lâminas de grande diâmetro, deve-se selecionar grãos grossos, como 30/40 ou 40/50; já para lâminas de pequeno diâmetro, que têm menor eficiência de corte e exigem uma superfície lisa na seção transversal da pedra, deve-se selecionar grãos finos, como 50/60 ou 60/80.
(2) Concentração do segmento: A concentração do segmento é a densidade de distribuição de diamantes na liga de nível de trabalho (média da área unitária contida no peso do diamante). O “padrão” estabelece que, com um diamante de 4,4 quilates por centímetro na liga de trabalho, a concentração é de 100%, e quando contém 3,3 quilates, a concentração é de 75%.
A concentração volumétrica indica a porcentagem de diamante no volume do segmento, sendo considerada 100% quando o volume de diamante ocupa 1/4 do volume total. Espera-se que o aumento da concentração de diamante prolongue a vida útil da lâmina, pois, com o aumento da concentração, a força de corte média de cada diamante diminui. No entanto, o aumento da profundidade certamente aumentará o custo da lâmina. Portanto, existe uma concentração mais econômica, e o aumento da concentração resultará em maior eficiência de corte.
(3) Dureza da ligação do segmento: Geralmente, quanto maior a dureza da ligação, maior a capacidade de resistência ao desgaste. Portanto, ao cortar pedra altamente abrasiva, a dureza da ligação deve ser maior; ao cortar pedra mais macia, a dureza da ligação deve ser menor; ao cortar pedra altamente abrasiva e dura, a dureza da ligação deve ser média.
(4) Efeitos da força, efeitos da temperatura e danos por retificação: as lâminas de serra circular diamantadas, durante o processo de corte de pedra, ficam sujeitas à força centrífuga, à força de corte e ao calor de corte, que atuam alternadamente como cargas. Os efeitos da força e da temperatura causam desgaste na lâmina de serra diamantada, resultando em perdas.
(a): Efeito da força: no processo de serragem, a lâmina está sujeita à força axial e à força tangencial. Na direção circunferencial, também atuam forças radiais, fazendo com que a lâmina de serra sofra uma deformação axial e radial. Ambas as deformações resultam em cortes irregulares na rocha, desperdício de pedra, ruído de corte, vibração intensificada, quebra prematura dos aglomerados de diamante e redução da vida útil da lâmina.
(b): Efeito da temperatura: a teoria tradicional: o impacto da temperatura no processo de corte se dá principalmente em dois aspectos: primeiro, causar a aglomeração da grafitização do diamante; segundo, a força térmica causada pelo diamante e pela matriz e o desprendimento prematuro das partículas de diamante.
O novo estudo mostra que: o calor gerado no processo de corte se aglomera. A temperatura do arco não é alta, geralmente entre 40 e 120 °C. A temperatura do ponto de retificação do abrasivo é mais alta, geralmente entre 250 e 700 °C. O líquido refrigerante apenas reduz a temperatura média da zona do arco, sendo a temperatura do abrasivo pouco afetada.
Assim, a temperatura não resulta na carbonização do grafite, mas causa atrito entre o abrasivo e a peça de trabalho, alterando seu desempenho, e entre o diamante e os aditivos, provocando tensão térmica, o que leva ao mecanismo fundamental de falha do diamante por flexão.
Isso indica que o efeito da temperatura é o fator que mais impacta na quebra da lâmina.
(c): Danos por retificação: devido à força e ao estresse térmico, a lâmina de serra sofrerá desgaste após um período de corte. Os danos por retificação podem se manifestar como: desgaste abrasivo, esmagamento localizado, esmagamento em grande área, lascamento e abrasão mecânica na direção da velocidade de corte.
Desgaste abrasivo: o atrito constante das partículas de diamante com as peças de corte leva à passivação das arestas, resultando na perda de desempenho de corte e no aumento do atrito. O calor do corte cria uma fina camada de grafitização na superfície das partículas de diamante, reduzindo significativamente a dureza e aumentando o desgaste. A superfície das partículas de diamante é submetida a tensões térmicas alternadas, além de suportar o estresse do corte alternado, podendo causar fissuras de fadiga e rompimento parcial, expondo uma nova aresta afiada. Este é um padrão de desgaste típico. Grande área de ruptura: as partículas de diamante, ao suportarem a carga de impacto, sofrem desgaste prematuro, resultando no consumo excessivo de partículas e grãos. Desprendimento: a força de corte alternada faz com que as partículas de diamante se soltem do aglomerante. Ao mesmo tempo, o aglomerante se desgasta e o calor do corte amolece o aglomerante durante o processo de corte. Isso diminui a força de retenção do aglomerante, fazendo com que, quando a força de corte sobre as partículas for maior que essa força, as partículas de diamante se desprendam. Independentemente do tipo de desgaste, a carga e a temperatura que as partículas de diamante suportam estão intimamente relacionadas. Ambas dependem do processo de corte e das condições de refrigeração e lubrificação.