金刚石锯片的应用及市场前景

第２ｏ卷第５期　２００８年１Ｏ月　超　硬　材　料　工　程　ＳＵＰＥＲＨＡＲＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖ０１．２Ｏ　Ｏｃｔ　２００８　金刚石锯片的应用及市场前景①　谢志刚，徐文娟　（桂林特邦新材料有限公司，广西桂林５４１００４）　摘要：金刚石锯片作为第一大类金刚石工具，对金刚石行业的发展影响较大，文章介绍了金刚石锯片应用　领域的一些基本知识，同时对金刚石锯片应用现状进行了分析，并对其应用前景作了预测，意欲使业内人士　掌握金刚石锯片发展中存在的问题，了解金刚石锯片的发展方向，为金刚石锯片研究开发提供一些帮助。　关键词：金刚石锯片；应用综述，市场前景　中图分类号：ＴＱ１６４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—１４３３（２００８）０５－－００３０－－０４　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｒｋｅｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　ＸＩＥ　Ｚｈｉ—ｇａｎｇ，ＸＵ　Ｗｅｎ－ｊｕａｎ　（Ｇｕｉｌｉｎ　Ｔｅｂｏｎ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｃｏ．　．，Ｇｕｉｌｉｎ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｕｓｅｄ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｔｏｏｌｓ，ｄｉａｍｏｎｄ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅｓ　ｈａｖｅ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｉｎ－　ｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｔｏｏｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｇｉｖｅｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｔｒｅｎｄ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｕｌｄ　ｈｅｌｐ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｅｌｐ　ｐｏｉｎｔ　ｏｕｔ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉａｍｏｎｄ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｒｅｖｉｅｗ；ｍａｒｋｅｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　金刚石锯片现已广泛应用于石材、玻璃、陶瓷、晶　体、宝石、铸铁等材料的加工以及房屋、道路、桥梁等工　程施工中，随着金刚石锯片制作技术的不断进步及成　本持续降低，它的应用领域还在扩大，需求量继续增　加，目前它已成为金刚石工具的重要组成部分，是消耗　金刚石最多的金刚石工具。　常是使用￣Ｐ５ＯＯｍｍ以下的、多见于冷压烧结和热压烧结　的连续边锯片。由于玻璃脆而且易碎，因此要求金刚石　锯片尽可能薄，并且对锯片的机械精度也有很高要求，　这增加了锯片的制作难度，而且也影响了金刚石锯片在　玻璃加工中的应用。陶瓷加工用金刚石锯片市场尤其是　国内市场潜力大，但陶瓷加工多采用自动化连续生产设　金刚石锯片的生产方法与其应用有关，生产方法　不同影响锯片的应用范围和使用性能，目前主要采用　压制烧结方法制作金刚石锯片，也有少量锯片采用电　镀方法生产，压制烧结方法常见有冷压烧结、热压烧结　和烧结焊接三种主要方法。焊接锯片又有高频焊接和　激光焊接之分。　备，对金刚石锯片性能门槛值要求高，再加上陶瓷具有　硬度高且研磨性强的特点，因此陶瓷加工用金刚石锯片　是具有高技术含量又有很好市场前景的产品。　石材加工就复杂一些，按照加工方式不同，有切割　板材锯片、切边锯片和造型锯片。切板锯片一般是　￣Ｐ９００ｍｍ以上的焊接锯齿锯片，目前最大直径可达　０５０００ｍｍ，此类锯片市场需求量大，占锯片市场的主　要份额。目前，在国际市场上，单片锯仍有较高的占有　１金刚石锯片在石材、玻璃、陶瓷等建　材加工中的应用　在玻璃和陶瓷中的应用主要是用于切边和切断，通　率，而国内市场上都是采用不同直径相同厚度的多片　锯片组合的组锯，这种组锯对锯机和锯片要求都高，生　产效率高，但生产成本也较高。但组锯对金刚石锯片的　①收稿日期：２ＯＯ８一Ｏ５—２６　作者简介：谢志刚（１９６７一），男，高级工程师，现任桂林特邦新材料有限公司总经理。　３Ｏ　锋利度要求不高，和过去的单片锯相比大幅度提高了　生产效率，还降低了综合成本，极大提高了中国产石材　的国际竞争力。切边锯片多见于ｑ￣３００ｍｍ至ｑｂ５００ｍｍ　的焊接型锯片，国际市场对这种锯片的锋利度要求高，　在加工材质为耐磨铸铁以及铸铁件的白口层、孕沙层　时，这类工具表现出明显的不适应。在市场需求的推动　下，近年来人们投入大量人力物力研究开发铸铁加工　用金刚石工具，开发的金刚石锯片已经能满足铸铁的　开槽、切断等切割要求。对比传统工具，金刚石锯片在　加工质量、使用寿命、加工效率等方面都成倍的提高，　表现出高效、低耗、安全的特点。在市场销售方面，这两　年欧美市场增长较快，但国内市场几乎还是空白，预计　未来几年国内会很快形成庞大市场。　这种锯片都采用锯齿形式，最初是用电镀法生产，　同时兼顾锯片的寿命和价格，国内市场则过分强调价　格，因而锯片的性能较低。造型类锯片大量使用于日式　墓碑加工和室内装修中，以ｑ￣３５０ｍｍ以下的小规格锯　片为主。目前各种方法生产的锯片都在使用，但仍以热　压烧结锯片为多。此外，按照石材的种类又有大理石锯　片、砂岩锯片、花岗石锯片及人造石材锯片之分，花岗　石锯片消耗量最大，但高档的大理石切边锯片技术难　度最高，人造石材锯片的需求正在逐渐扩大之中。　从建材加工类锯片的市场来看，陶瓷锯片的需求　会有所增长，以中高等级的锯片为主流。石材锯片仍将　会较快增长，新型的石材矿山开采锯片的局限性较大，　发展不会太快，仍将是石材类锯片的辅助产品；切板锯　片的需要仍然会旺盛，尤其是中国、中东、南亚、南美等　地区，厚度减薄是切板锯片开发的主要内容，金刚石定　向排布和功能性结构是提高切板锯片性能的重要方　向；切边锯片市场仍将分散，锯片的精度要求会越来越　高，消音锯片将逐渐普及，在所有市场中切割效率仍会　成为金刚石锯片的第一性能，大理石锯片仍将是本类　锯片的技术难关；造型类锯片市场增长较慢，这种锯片　的安全性能越来越重要，预计今后激光焊接锯片份额　会越来越大。　２在晶体、宝石加工中的应用　在金刚石加工领域的晶体材料常指功能性晶体，　如压电水晶、单晶硅、ＫＴＰ等，大多数宝石都是晶体材　料，它们对锯片性能要求相似，由于这些材料大部分比　较贵重，因而要求锯片尽可能薄，而且机械精度要求　高，以减少切割过程中材料的损耗。这类锯片多见连续　边，有一部分是用冷压烧结或热压烧结或碾压方法制　作，这些生产方法制造的锯片较厚，只能用来加工比较　便宜的晶体，而对于贵重晶体材料加工是采用电镀方　法制作的内圆切割锯片，厚度可以达Ｎｏ．１ｍｍ。由于这　种锯片的制作难度较大，规格局限性大，近年来逐渐被　线锯取代。　３在铸铁加工中的应用　由于金刚石工具加工铁基材料时会出现金刚石石　墨化现象，过去很少开展铸铁加工用金刚石工具的研　究，因此用于加工铸铁的工具主要为硬质合金刀具、刚　玉（或碳化硅）磨具等，这些工具在使用中普遍存在着　加工效率低、加工质量差、工具安全性低等缺点，尤其　现在采用烧结焊接和电镀相结合的方法制作，锯片刀　头采用热压烧结，然后激光焊接在基体上，再在锯片基　体侧面镀上粒度为７０／８０的金刚石，用来保护基体，同　时减少切割中的磨擦热。　图１切铸铁用金刚石锯片　Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｍｏｎｄ　ｂｌａｄｅ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｄｕｃｔｉｌｅ　ｉｒｏｎ　４在工程施工中的应用　工程施工用金刚石工具是仅次于石材金刚石工具　的第二大类金刚石工具，西方发达国家尤其是美国在　工程旋工中很早就使用金刚石工具，到目前已经十分　普及且形成了众多品种。就金刚石锯片品种而言，可以　从使用设备或加工对象或使用范围等不同角度分类，　本文将锯片简化分为通用锯片、专业锯片和其它锯片，　专业锯片再根据加工对象分类，常见的有老水泥锯片、　新水泥锯片、沥青锯片、墙锯片等。　４．１通用锯片　通用锯片适用范围广，它既能适应不同的加工对　象，也能适用不同的使用者，常用于手持锯机。锯机的　种类繁多，有电动锯机、汽油机、液压动力机等，设备功　率一般在１Ｏ马力以下，锯机转速较高，一般在１７５０转／　ｍｉｎ以上，最高可达６０００转／ｒａｉｎ。这类锯片直径大多在　（Ｐ４５０ｍｍ以下。由于对这类锯片的安全性能和机械精　度要求较高，因此烧结锯片的市场份额在逐渐下降，激　光焊接锯片的市场份额在持续上升。　３１　通用锯片使用性能指标量化不具体，技术设计针　对性不强，市场竞争的热点更多集中在价格及外观上，　４５ＨＰ级）和大功率（５Ｏ～７５ＨＰ），个别地区甚至还有超　大功率锯机（１２０ＨＰ级），施工时一般是根据工程的特　点选用不同的设备，相应要选用不同的锯片，这些锯片　的差异较大，不能互换。　近年来在价格不断降低的情况下，锯片外观花样层出　不穷，集中体现在刀头结构、水口样式和基体表面孔的　分布上。通用锯片是工程旋工用锯片中消耗数量最多　的，占７Ｏ　以上，但因其价格较低，销售金额却低于销　售总金额的５Ｏ　。　老水泥锯片、新水泥锯片和沥青锯片，三种锯片有　许多相同之处：它们都是采用焊接工艺的锯片，锯片直　径多在￣１２００ｍｍ以下（在发达国家，小功率锯机使用　的锯片规格在￣７５０ｍｍ以下，中功率锯机多用　￣９００ｍｍ以下的锯片，大功率锯机一般用￣５００～　￣１２００ｍｍ的锯片）；这些锯片都有很强的针对性，根据　各自加工对象的硬度和研磨性差异，都有相适应的锯　片配方（三种锯片的配方等技术设计绝不相同，不能互　用），以便达到最佳的加工效果。不同的是老水泥锯片　是钥匙孔基体，可以不用保护齿；新水泥锯片采用钥匙　孔和Ｕ水槽的基体都可以，常用高低或斜刀头保护；沥　青锯片基本采用Ｕ水槽基体，不但采用斜齿保护还要　图２多孔通用片　Ｆｉｇ．２　Ｇｅｎｅｒａｌ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｂｌａｄｅ　ｗｉｔｈ　ｈｏｌｅｄ　ｃｏｒｅｓ　采用合金保护。　图４推式路面切割机施工图　Ｆｉｇ．４　Ｗｏｒｋｉｎｇ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｐｕｓｈ　ｔｙｐｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃｕｔｔｅｒｓ　图３波纹齿通用片　Ｆｉｇ．３　Ｇｅｎｅｒａｌ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｂｌａｄｅ　ｗｉｔｈ　ｔｕｒｂｏ　ｓｅｇｍｅｎｔｓ　４．２专业锯片　专业锯片除了是专业工程人员使用的锯片外，它　还具有针对性的特点，需要对不同的加工对象进行不　同的技术设计，强调加工效率、质量和成本，以求达到　最佳使用效果。在发达国家，这类产品不但已经广泛使　用，而且已经完全细分，但在国内市场上，无论设备还　是锯片都表述得十分笼统，锯片过分强调价格，所以使　用效果差。随着我国经济的进一步发展，人力成本、环　图５手持切割机施工图　Ｆｉｇ．５　Ｗｏｒｋｉｎｇ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｃｕｔｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｈａｎｄｈｅｌｄ　ｓａｗｓ　境资源、工程质量要求等方面都发生了变化，专业金刚　石锯片市场将逐渐形成，并且有望发展为全球最大的　专业金刚石锯片市场。　４．２．２金刚石墙锯　金冈４石墙锯在发达国家应用得比较多，一是发达　国家为了保证新建建筑的完整性和安全性，墙体上预　留孔较少，相当部分采用后加工；二是在老建筑改造　时，尽可能少用人工，多用现代施工方法和工具。　金刚石墙锯常见的规格为　４５Ｏ～　１６Ｏ０ｍｍ，由于　４．２．１老水泥锯片、新水泥锯片和沥青锯片　这几种锯片大量在道路、桥梁、机场、港口等工程　施工中使用。在发达国家，使用的设备多种多样，常常　按功率分类，有小功率（２０ＨＰ以下），中功率（２５～　３２　受搬运和安装的限制，通常功率不高，因此要求锯片锋　利，而且能切割钢筋。近年来金刚石绳锯的快速发展，对　金刚石墙锯形成强大的竞争压力，限制了金刚石墙锯的　发展。图６和图７为金刚石墙锯片及切割使用图。　图８路面研磨组锯　Ｆｉｇ．８　Ｍｕｌｔｉ—ｂｌａｄｅ　ｓａｗ　ｆｏｒ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　图６金刚石墙锯片　Ｆｉｇ．６　Ｄｉａｍｏｎｄ　ｗａｌｌ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　图９金刚石圈锯　ｉＦｇ．９　Ｄｉａｍｏｎｄ　ｒｉｎｇ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　图７墙锯切割使用图　Ｆｉｇ．７　Ｇｒａｐｈ　ｏｆ　ｗａｌｌ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　ｃｕｔｔｉｎｇ　４．２．３研磨组锯　研磨组锯用于水泥路面的打磨修整，使得不同部　图１Ｏ圈锯切割使用圈　分的路面具有相同高度并使各部分之间的过渡平缓，　Ｆｉｇ．１０　Ｇｒａｐｈ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｒｉｎｇ　ｓａｗ　ｂｌａｄｅ　ｃｕｔｔｉｎｇ　从而减少因路面不平引起的汽车轮胎损耗及交通事　故。～般使用　３ｏＯ～　４５Ｏｍｍ锯片，有独特的中孔，每　５结束语　组锯片２００－－－３００片。这类锯片的切割效率十分重要，　同时要求锯片性能稳定性及机械精度尤其是同心度　金刚石锯片在发达国家的应用相当广泛，技术和　高，该类锯片的市场规模不大。　标准比较成熟，产品及市场已经细分，但随着金刚石锯　４。３其它锯片　片技术的进一步发展，金刚石锯片的应用会继续拓展，　金刚石圈锯一般用于手持式气动锯机上，目前只　市场仍会继续增长。国内金刚石锯片市场已经成为世　有￣３５０ｍｍ一种规格，切割深度可达２６０ｍｍ，用于切门　界最大的市场，但锯片的等级、品种、应用范围以及制　窗预留框及切厚度超过１５０ｍｍ的水泥或砖块时非常　造技术等方面仍与发达国家存在较大差距，无论技术　实用．使用时由内外三个驱动轮配合，可以切超过锯片　还是市场都有很大的发展空间，希望行业有志之士继　半径的深度。　续努力，将上述差距尽早消除。　３３