很多研究者,對于金剛石制品的金剛石包鑲強度很重視。例如,在金剛石表面鍍金屬膜,以提高胎體對金剛石的包鑲強度。但這種方法的效果如何,看法并不一致。有人說提高了包鑲強度,有人則持相反的看法。之所以產生這種結果,主要原因是由于缺少一個另人信服的、直接的客觀判斷標準。作者提出以下方法供參考。
作者認為,可以用胎體工作面出露的金剛石數來判斷金剛石的包鑲強度,根據如下:
1 金剛石在胎體中的密度
胎體中每cm3體積由金剛石粒數(即金剛石密度ρ3)為
1000×C
ρ3= —————— (1)
0.76×d3
式中:
C ——金剛石濃度%;
0.76 ——計算系數;
d ——金剛石粒度mm。
2、胎體工作面上金剛石密度N
如果金剛石在胎體中均勻分布,則有如圖1一樣的分布。但是金剛石不可能是分布在一個理想平面上,而是有如圖2一樣的分布,在理想平面范圍內上下浮動。可以在胎體工作面上看到的每cm2金剛石粒數,不是ρ2而是小于ρ2。
當一個新的胎塊開始磨損時,金剛石隨著胎體的不斷磨損,不斷出露。胎體工作面上金剛石粒數也不斷增加。當金剛石數量增加到最大值N時,金剛石數就不再增加。因為這時,在新金剛石出露的同時,老金剛石也不斷脫落。如果出露的與脫落的金剛石數量相等,N值就保持不變。對于金剛石分布均勻的胎體,N值應當基本上不變。所以我們可以認為胎體工作面上,每出露一顆新的金剛石,就會脫落一顆老的金剛石。
由于胎體中的金剛石密度為ρ3
則一個cm厚的胎體中有ρ層金剛石。一層金剛石的厚度H為:
10
H = —— mm (2)
ρ
式中:
H —— 一層金剛石的理論厚度。
從圖上可看出,一層有ρ2顆金剛石。如沿途向每隔△Y分布一顆金剛石,則,
10/ρ 10
△Y = —— = —— mm (3)
ρ2 ρ3
這個計算的根據是,胎體表面的金剛石數,在磨損過程中是保持不變的,每出露一個金剛石就會有一顆金剛石脫落。這個假設在宏觀上是可以成立的。
如果金剛石的脫落高度為h,則胎體表面上的金剛石數N應當為:
h
N= ———— (4)
△Y
3、N值與包鑲強度的關系
h值越大,N值也越大。
如用包鑲強度表示h值。則:
d
h= ———— (5)
β
β —— 包鑲強度余數。Β值越小,包鑲強度越高;相反,包鑲強度越低。
將(3)(5)式代入(4)式,則
d/β d•ρ3
N=———— = ———— (6)
10/ρ3 10×β
d•ρ3
或 β= —————— (7)
10×N
式(6)(7)給出了N與β的關系。N值越大,β值越小,包鑲強度越大;相反,包鑲強度越低。
作者建議,用驗算N值的方法,對比不同鋸片(d值與ρ值相同)的β值。這就可判斷你所采用的提高包鑲強度的措施是否有效,及有多大的效果。
如果鍍金屬膜的金剛石鋸片,N值高于非鍍膜鋸片,則說明包鑲強度提高了。且β值越小,包鑲強度提高得越多。
這種方法比其它方法更直接。
5、舉例
作者根據美國GE公司產品說明書中提出的一些數據(表1、2),計算它們的β值,列于表3。從表3中的β值,可以看出粒度越大,β值越小,也即包鑲強度越高。