國內玉石、寶石的加工機械技術和加工方式簡介

目前，國內、國際優質石材及玉石的市場發展活躍，經濟發展前景很廣闊，因而刺激和帶動了相關加工工業的飛速發展。就加工難度而言，玉石的加工難度最大。一般珍貴石材如綠松石等莫氏硬度為3～4.5,而玉石中軟玉的莫氏硬度為4.5～5.5，硬玉如緬甸翡翠等的硬度為6.5～7。通俗地講，玉料愈珍貴，其加工難度愈大。因為除了硬度高這一原因外，珍貴玉料都有要求切縫細、切面美觀、玉料損失削地的苛刻要求。
　　國際國內玉石、寶石等硬質貴重材料的切割鋸片產品制造通常有下述兩類技術途徑：

　　（1）粉末冶金熱壓和焊接的工藝方法：即將金剛石顆粒與青銅等金屬粉末混合后熱壓成切割耐磨環（或塊），然后將耐磨環焊接于鋸片基體上。這種鋸片用于切割玉料存在著切割效率低、切縫粗大、玉料磨損嚴重等致命弱點。

　　（2）電鍍金剛石鋸片：即在鋸片基體外緣開槽后，均勻灑上金剛石，然后用電鍍的方法使基體與金剛石結合。這種方法生產的鋸片可以切割所有玉料，工作效率也很高。但存在如下缺點：①電鍍時金剛石顆粒會附著在鋸片基體的非邊緣處，使鋸片厚度增加，切縫加寬，從而加大了玉料損耗；②由于電鍍槽的限制，無法制造大尺寸的鋸片；③電鍍工藝存在嚴重的環境污染問題。

　　本文簡單介紹我公司自行研制的加工玉石、寶石用金剛石壓牙鋸片的技術路線。

　　2　項目的技術路線

　　本項目采用自行研制的粘結劑將選好的人造金剛石顆粒粘結成團片狀，置入經精確設計計算的鋸片基體邊緣銑槽中，采用科學合理的壓延工藝使鋸片邊緣金屬有適當程度的塑性變形，從而對金剛石單晶起到很好的固定作用。這種不采用電鍍固定的方法，可以做大直徑片又避免了電鍍對環境的污染。

　　3　研制簡介

　　3．1 磨料選擇

　　本項目研制的壓牙鋸片是用人造金剛石作為切割銳體的，需根據加工技術要求選擇金剛石磨料的粒度和濃度。由于切割硬玉的鋸片尺寸不同，對金剛石的粒度、濃度便有不同的要求。我公司生產的鋸片直徑從Φ200～Φ1250，共有13個分檔。我們對每個尺寸都預選出3個粒度號和2種濃度進行對比試驗篩選，從而確定了13種不同尺寸的產品和金剛石粒度。

　　3．2 基體選擇與加工

　　鋸片基體既要求有一定的強度，又要求有相應的韌性和塑性。在鋼種選擇后依據鋸片尺寸進行力學計算，確定厚度以滿足應用上要求的強度。強度要求的另一個作用是保證切割效率，而塑性和韌性則要提供鋸片在進行壓牙壓延時足夠的金屬變形度，以牢固支持金剛石顆粒團片而保證切削。

　　經詳細計算和試驗，選定用日本進口的優質冷軋薄鋼板作為基體材料。其化學成份為：C＜0.08%，Mn=0.30%～0.45%，Al=0.02%～0.07%,力學性能為“бb=260～350N/mm2、бS＜240mm2、δ10≥39％”，有了這些性能保證，基體在進行車削、憲削、壓延時均能符合技術要求。

　　3．3 粘結劑試制

　　經過10～15個品類的試驗對比，確定了YJ204專用粘結劑。該粘結劑能使金剛石顆粒柔性粘連，既保證粘結強度，又能耐受壓延工藝的金屬擠壓力。從顯微鏡下觀察，粘結的人造金剛石團粒之間有一層半固化的油脂粘結膜。在未經受壓延應力時，粘結膜厚度較大；經受壓延擠壓后粘結膜面積擴大，厚度變小，但始終保持很好的團粒結合。

　　3．4 壓延工藝

　　為了便于壓延操作，我們自行設計出適合各種產品尺寸的相應模具，模具的形狀與鋸片軸孔、邊槽均有很好的配合。有了模具的保證，可使基體金屬的壓延變形基本集中在牙槽部分。變形的牙槽與內包的人造金剛石團片緊密結合在一起呈凸球波動連接狀，這樣的牙型最有利于硬玉的鋸切。

　　針對壓延工藝參數的選擇，我們在力學計算的基礎上進行了上百次的壓延試驗，對各種壓力強度下的變形量進行了精確的測定和記錄。目前在生產工藝上選用的壓延力學參數與鋸片的直徑有很好的對應性。

　　4　結論

　　本公司自行研制的新型專利金剛石壓牙鋸片成功克服了其它兩類切割硬質材料所用鋸片的缺點。其特點為：

　　（1）本項目產品能切割玉料特別是硬玉等珍貴玉石（切割其它硬質材料也無問題），切割效率高、導向性好。

　　（2）壓牙鋸片不受電鍍工藝限制，所做鋸片大、薄（直徑1250mm的鋸片厚度僅為2.5mm）,切縫細、切面美觀，使玉料損失小。

　　（3）避免了電鍍工藝對環境的污染。