對金剛石工具切割石材等硬脆材料時的鋸切機理、鋸切過程中金剛石工具的磨損機理以及鋸切力的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及各種觀點進行了綜合評述。由于石材等硬脆材料鋸切過程的復雜性，對鋸切機理的認識迄今尚不統(tǒng)一，對金剛石工具磨損機理和鋸切力的理論研究也亟待深入。

    硬脆材料是指具有高硬度、高脆性的材料，通常為非導電體或半導體，如各種石材、玻璃、硅晶體、石英晶體、硬質(zhì)合金、陶瓷等。隨著科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，硬脆材料的應用領(lǐng)域日益擴展，硬脆材料加工技術(shù)也不斷發(fā)展。在各種硬脆材料加工方法中，切割加工占有重要地位。例如，在建筑裝飾板材和巖石材質(zhì)準確零部件的加工中，鋸切加工是機械加工的靠前道工序，鋸切加工成本占整個加工成本的50%以上。目前，石材等硬脆材料的切割加工主要采用各種金剛石切割工具。由于金剛石是自然界已知的較硬物質(zhì)，其優(yōu)異性能決定其在石材等硬脆材料切割加工領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。

    應用金剛石工具鋸切硬脆材料的加工方式主要有：圓鋸片切割、金剛石帶鋸切割、金剛石框架鋸切割、金剛石串珠鋸切割等。盡管每種方法各有其不同特點和應用范圍，但其切割機理和金剛石磨損機理都大致相同。由于巖石切割是金剛石切割工具較主要的用途，因此，深入研究石材鋸切機理和金剛石切割工具的磨損機理對于金剛石切割工具的合理制造與正確使用具有重要意義。長期以來，國內(nèi)外相關(guān)人士學者對金剛石工具鋸切花崗巖的加工機理、金剛石工具的磨損機理以及鋸切加工過程中的鋸切力作了大量試驗和研究，取得了令人矚目的成果，對巖石鋸切加工以及金剛石工具的研究開發(fā)起到了積較的理論指導作用。

    金剛石切割石材鋸切機理的研究

    金剛石磨料通常通過燒結(jié)或電鍍的方式制成切割工具。金剛石工具的切割過程類似于磨削加工，但由于受材質(zhì)影響，巖石、陶瓷等硬脆材料的加工機理與金屬加工機理不同，且加工過程更為復雜。由于金剛石切割工具較早應用于石材切割，因此對金剛石切割石材的機理研究較多。國內(nèi)外學者對金剛石工具鋸切花崗巖的加工機理進行了長期研究：從早期應用巖石在壓頭侵入下的斷裂理論、單顆粒金剛石劃傷表面形貌觀察法逐漸發(fā)展到綜合應用偏光顯微鏡和掃描電鏡觀察巖石加工表面形貌以及裂紋的產(chǎn)生和擴展規(guī)律、用聲發(fā)射信號評價巖石的切削狀態(tài)等。但由于巖石等硬脆材料的切割狀態(tài)及切割過程非常復雜，因此對其切割機理的研究至今尚未形成統(tǒng)一的認識。

    與磨削加工的研究類似，人們首先研究了切割加工時單顆金剛石顆粒與石材之間的作用機理。早期的試驗研究表明：單顆粒金剛石在不同條件下切削花崗巖時，巖石的破壞方式主要以脆性崩碎為主；同時，根據(jù)不同的礦物成分，巖石中仍有塑性變形產(chǎn)生。