Riepilogo e analisi della durata delle lame diamantate

Le lame diamantate sono strumenti indispensabili nell'estrazione e nella lavorazione della pietra.

La loro efficienza e durata sono determinate da molti fattori, che possono essere riassunti e analizzati per includere i seguenti parametri:

 

 

 

• (1) Velocità lineare della lama della sega: Nel lavoro pratico, la velocità lineare di una lama per sega circolare diamantata è limitata dalle condizioni dell'attrezzatura, dalla qualità della lama e dalle proprietà della pietra da segare. Per una durata ottimale della lama e un'efficienza di taglio, la velocità lineare deve essere selezionata in base alle proprietà delle diverse pietre. Quando si sega il granito, la velocità lineare della lama può essere selezionata entro un intervallo compreso tra 25 e 35 m/s. Per il granito con un alto contenuto di quarzo difficile da segare, è preferibile il limite inferiore della velocità lineare della lama. Quando si producono piastrelle di granito, il diametro della lama della sega circolare diamantata utilizzata è relativamente piccolo e la velocità lineare può raggiungere i 35 m/s.
• (2) Profondità di taglio: La profondità di taglio è un parametro importante che riguarda l'usura del diamante, l'efficacia del taglio, la sollecitazione della lama e le proprietà della pietra da segare. In generale, quando la velocità lineare di una lama per sega circolare diamantata è elevata, è necessario selezionare una profondità di taglio ridotta. Attualmente la profondità di taglio per il taglio del diamante può essere scelta tra 1 mm e 10 mm. Quando si segano blocchi di granito con una lama da sega di grande-diametro, la profondità di taglio può solitamente essere controllata tra 1 mm e 2 mm e la velocità di avanzamento deve essere ridotta. Quando la velocità lineare della lama della sega circolare diamantata è elevata, è necessario selezionare una profondità di taglio elevata. Tuttavia, entro l'intervallo consentito di prestazioni della segatrice e resistenza dell'utensile, è necessario utilizzare una densità di taglio maggiore per migliorare l'efficienza di taglio. Quando vi sono requisiti per la superficie lavorata, è necessario utilizzare una profondità di taglio ridotta.
• (3)Velocità di avanzamento: La velocità di avanzamento è la velocità di avanzamento della pietra da segare. La sua grandezza influenza la velocità di taglio, la forza sulla lama e la dissipazione del calore nella zona di taglio. Il suo valore dovrebbe essere selezionato in base alle proprietà della pietra da segare. In generale, quando si segano pietre più tenere, come il marmo, è possibile aumentare opportunamente la velocità di avanzamento. Se la velocità di avanzamento è troppo bassa, è più opportuno migliorare la velocità di taglio. Per segare granito a grana fine-relativamente omogeneo, è possibile aumentare opportunamente la velocità di avanzamento. Se la velocità di avanzamento è troppo bassa, il tagliente diamantato si usura facilmente. Tuttavia, quando si sega granito a grana grossa-con durezza non uniforme, la velocità di avanzamento dovrebbe essere ridotta; in caso contrario, la lama della sega vibrerà, causando la rottura del diamante e riducendo la velocità di taglio. La velocità di avanzamento per la segatura del granito viene generalmente selezionata entro un intervallo compreso tra 9 e 12 m/min.

 

 

 

 

• (1) Granulometria del diamante:Le dimensioni della grana del diamante comunemente utilizzate sono comprese tra 30/35 e 60/80. Quanto più dura è la roccia, tanto più fine deve essere selezionata la grana. Questo perché, alle stesse condizioni di pressione, più il diamante è fine, più è affilato, il che è vantaggioso per tagliare le rocce dure. Inoltre, le lame per sega di grande-diametro richiedono generalmente un'elevata efficienza di taglio e devono essere selezionate con grana più grossa, come 30/40 o 40/50; le lame per sega di piccolo-diametro hanno una bassa efficienza di taglio e richiedono tagli di roccia lisci, quindi dovrebbero essere selezionate con grana più fine, come 50/60 o 60/80.
• (2) Concentrazione di diamanti: La concentrazione dei diamanti si riferisce alla densità dei diamanti distribuiti nella matrice di lavoro (cioè il peso dei diamanti per unità di superficie). La "Specifica" stabilisce che quando ci sono 4,4 carati di diamanti per centimetro cubo di matrice di lavoro, la concentrazione è del 100%, e quando ci sono 3,3 carati di diamanti, la concentrazione è del 75%. La concentrazione in volume indica il volume occupato dai diamanti nell'agglomerato e si stabilisce che quando il volume dei diamanti occupa 1/4 del volume totale, la concentrazione è del 100%. Aumentando la concentrazione del diamante è possibile prolungare la durata della lama della sega perché aumentando la concentrazione si riduce la forza di taglio media su ciascun diamante. Tuttavia, aumentando la profondità di taglio aumenta inevitabilmente il costo della lama. Esiste quindi una concentrazione ottimale, che aumenta con la velocità di taglio.
• (3) Durezza dell'agente legante: In generale, maggiore è la durezza del legante, maggiore è la sua resistenza all'usura. Pertanto, quando si segano rocce altamente abrasive, è preferibile un'elevata durezza del legante; quando si segano rocce tenere è preferibile una bassa durezza del legante; e quando si segano rocce dure e altamente abrasive, è preferibile una durezza moderata del legante.
• (4) Effetto della forza, effetto della temperatura e usura: Durante il processo di taglio della pietra, le lame circolari diamantate sono soggette a carichi alternati come forza centrifuga, forza di taglio e calore di taglio.

 

I danni da usura delle lame circolari diamantate sono causati da effetti di forza e temperatura.

a, effetto della forza:

• Durante il processo di taglio la lama della sega è sottoposta a forze assiali e tangenziali. A causa delle forze che agiscono nelle direzioni circonferenziale e radiale, la lama della sega è ondulata in direzione assiale e a forma di disco in direzione radiale. Entrambe queste deformazioni provocano tagli irregolari nella roccia, aumento degli scarti di pietra, livelli di rumore più elevati durante il taglio e vibrazioni intensificate, con conseguente cedimento prematuro dell'agglomerazione del diamante e riduzione della durata della lama.

 

b, effetto della temperatura:

• La teoria tradizionale suggerisce che la temperatura influisce sul processo della lama della sega principalmente in due modi: in primo luogo, provoca la grafitizzazione del diamante all'interno degli agglomerati; in secondo luogo, crea uno stress termico tra il diamante e la matrice, provocando il distacco prematuro delle particelle di diamante. Nuove ricerche indicano che il calore generato durante il taglio viene trasferito principalmente agli agglomerati. La temperatura della zona dell'arco non è elevata, generalmente compresa tra 40 e 120 gradi. Tuttavia, la temperatura del punto di macinazione dell'abrasivo è molto più elevata, generalmente compresa tra 250 e 700 gradi. Il refrigerante abbassa soltanto la temperatura media della zona dell'arco, con scarso effetto sulla temperatura dell'abrasivo. Tali temperature non causano la carbonizzazione della grafite, ma alterano le proprietà di attrito tra l’abrasivo e il pezzo e creano stress termico tra il diamante e gli additivi, alterando radicalmente il meccanismo di rottura del diamante. La ricerca mostra che l'effetto della temperatura è il fattore più significativo che influenza la rottura della lama della sega.

 

c, Usura:

• A causa degli effetti della forza e delle variazioni di temperatura, le lame delle seghe spesso subiscono usura dopo un periodo di utilizzo. Le principali forme di usura includono: usura abrasiva, rottura localizzata, rottura su vasta-area, distacco e abrasione meccanica del legante lungo la direzione della velocità di taglio. Usura abrasiva: l'attrito continuo tra le particelle di diamante e il pezzo in lavorazione smussa i bordi, riducendone le prestazioni di taglio e aumentando l'attrito. Il calore della segatura provoca la formazione di un sottile strato grafitato sulla superficie delle particelle di diamante, riducendo significativamente la durezza ed esacerbando l'usura. La superficie delle particelle di diamante è sottoposta a stress termico alternato e a stress da taglio alternato, che portano a cricche da fatica e rotture localizzate, rivelando nuovi bordi affilati: un modello di usura più ideale. Rottura su vasta-area: le particelle di diamante sono soggette a carichi d'urto durante l'entrata e l'uscita, causando il consumo prematuro di particelle e grani prominenti. Distacco: forze di taglio alternate fanno sì che le particelle di diamante vengano costantemente scosse all'interno del legante, con conseguente allentamento. Allo stesso tempo, l'usura del legante stesso e il calore della segatura ammorbidiscono il legante. Ciò riduce la forza di tenuta del legante e quando la forza di taglio sulle particelle supera la forza di tenuta, le particelle di diamante cadranno. Entrambi i tipi di usura sono strettamente correlati al carico e alla temperatura a cui sono sottoposte le particelle di diamante. Entrambi dipendono dal processo di taglio e dalle condizioni di raffreddamento/lubrificazione.