由于金剛石圓鋸片具有良好的切削和加工性能，隨著當(dāng)今社會(huì)發(fā)展，金剛石圓鋸片的應(yīng)用愈加廣泛，需求量也日趨增大。1885年，法國人Jaeguin發(fā)明并制成世界上第一片手工鑲嵌式金剛石鋸片，1930年隨著現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和人造金剛石的合成成功，金剛石圓鋸片制造業(yè)得到迅速發(fā)展，在工程方面的應(yīng)用也日趨廣泛。隨著當(dāng)今社會(huì)人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對(duì)工業(yè)建筑、建筑裝飾、交通運(yùn)輸發(fā)展的迫切需求，石材及混凝土在建筑行業(yè)的使用占有越來越重要的地位，由此帶動(dòng)金剛石圓鋸片制品產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。
       1.金剛石圓鋸片近期發(fā)展現(xiàn)狀
       1.1　關(guān)鍵技術(shù)取得突破和發(fā)展
       近些年來，隨著新型預(yù)合金粉、柔性加工、激光焊接等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)較大突破，在石材、建筑、地質(zhì)、石油、礦山、電力、交通、國防等領(lǐng)域，金剛石圓鋸片都取得了更多重要的應(yīng)用。目前國內(nèi)的金剛石圓鋸片產(chǎn)品已經(jīng)部分代替進(jìn)口同類產(chǎn)品，基本由黑旋風(fēng)、玉田、海恩等幾家生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)，這幾家企業(yè)生產(chǎn)的鋸片占整個(gè)石材市場容量的85%以上，在國際市場上也具備了一定的競爭優(yōu)勢。隨著合成技術(shù)的進(jìn)步，更多性能優(yōu)異的金剛石圓鋸片將被人們研究和應(yīng)用，促進(jìn)其進(jìn)步與升級(jí)。
       1.2　產(chǎn)品品種的多樣化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化
       金剛石圓鋸片有各種種類，用途廣泛。依據(jù)其應(yīng)用分為：石材切割用圓鋸片、木材切割用圓鋸片、瀝青及混凝土切割用圓鋸片、耐火材料切割用圓鋸片及新興起的藝術(shù)圖案雕刻用圓鋸片等;其直徑的大小從小手工切割片(Φ105mm)到大的圓盤鋸片(Φ2500mm)，分別應(yīng)用在不同規(guī)格材料切割上。從生產(chǎn)工藝來區(qū)分：激光焊接金剛石圓鋸片、電鍍類圓鋸片、粉末燒結(jié)類鋸片等。如今，在石材加工、陶瓷切割、家庭裝修等方面，金剛石圓鋸片形成了豐富多樣的產(chǎn)品系列，在每一個(gè)產(chǎn)品系列中，又能根據(jù)切割對(duì)象的不同形成一個(gè)全新完整的產(chǎn)品體系，并且都形成了規(guī)模化、專業(yè)化的生產(chǎn)。
       1.3　我國金剛石圓鋸片研究狀況
       據(jù)市場調(diào)研分析，目前在使用金剛石圓鋸片的各個(gè)工程領(lǐng)域，仍然以普通基體金剛石圓鋸片應(yīng)用最為廣泛，由此也可以發(fā)現(xiàn)普通基體金剛石圓鋸片能滿足大部分的切割需要，但圓鋸片仍然存在著許多問題，影響著鋸片成本的降低和切割質(zhì)量的提高。
       針對(duì)目前圓鋸片存在的諸多問題，有人研究了刀頭胎體成分、鈷含量、金剛石、不同碳化鎢粉料以及燒結(jié)工藝對(duì)鋸片鋒利性和壽命等方面的影響，研制出了一種既鋒利又耐切的混凝土專用圓鋸片。有一些人通過分析金剛石圓鋸片的節(jié)塊工作面上的金剛石的分布狀態(tài)和鋸片工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，求出了鋸片節(jié)塊工作面上出刃金剛石之間的距離和金剛石的運(yùn)動(dòng)軌跡，據(jù)此推導(dǎo)出單顆金剛石切削厚度的計(jì)算公式，并討論了切削厚度與鋸切參數(shù)和節(jié)塊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。還有一些人綜合介紹了國內(nèi)外優(yōu)化金剛石圓鋸片基體及鋸齒結(jié)構(gòu)的有關(guān)成果，分析了各種防側(cè)面磨損防應(yīng)力變形、改善冷卻性能的鋸片基體及鋸齒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、生產(chǎn)價(jià)值及存在問題。
       在競爭日益激烈的今天，特色化、多樣化的金剛石圓鋸片產(chǎn)品無疑會(huì)具有更強(qiáng)的生命力和吸引力，更具市場號(hào)召。行業(yè)相關(guān)企業(yè)須經(jīng)營好自己的特色，同時(shí)緊跟市場發(fā)展與要求，才能在市場中站住腳。
       2　金剛石圓鋸片發(fā)展展望
       2.1　提高切割質(zhì)量和鋸片使用壽命
       為了節(jié)約石材，減小對(duì)環(huán)境的污染，金剛石圓鋸片正向薄型方向發(fā)展。在工作過程中，由于圓鋸片承受離心力、鋸切力、鋸切熱等外載荷作用，鋸片徑厚比一般都在200以上，屬于典型的超薄零件，易產(chǎn)生軸向變形屈曲，同時(shí)水槽底部應(yīng)力較大，易產(chǎn)生鋸片裂紋和斷裂，導(dǎo)致鋸片結(jié)塊早期破損、鋸片壽命降低。
       因此，提高鋸片切割質(zhì)量、延長鋸片使用壽命已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)之一。有人研究發(fā)現(xiàn)，添加合適粒度和濃度的輔磨料，不僅可以提高鋸片壽命，還能提高其鋒利性，金剛石鋸片的使用壽命最多可提高150%以上，切割效率提高約40%。何志堅(jiān)等根據(jù)機(jī)械構(gòu)件的疲勞破壞定理，通過改變普通圓鋸片鋸齒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使圓鋸片鋸齒在相同切削力作用下水槽根部應(yīng)力集中部分的應(yīng)力減小，提高了鋸片的使用壽命。
       金剛石圓鋸片的應(yīng)用水平直接決定著一個(gè)國家的石材加工水平，大力開發(fā)各類高質(zhì)量、高效率的金剛石圓鋸片，提高切割工藝的發(fā)展，已經(jīng)成為世界各國的共識(shí)。目前的中國正處在一個(gè)制造大國向強(qiáng)國邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，在今后我國機(jī)械工業(yè)的高速發(fā)展中，鋸片切割是一個(gè)關(guān)鍵因素。
       2.2　防止共振和降低噪聲
       金剛石圓鋸片在鋸切過程中會(huì)產(chǎn)生共振和噪聲。鋸齒受到周期性激勵(lì)會(huì)使鋸片發(fā)生橫向振動(dòng)，加劇節(jié)塊磨損，導(dǎo)致使用壽命縮短。鋸片在鋸切時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲，其噪聲峰值聲壓級(jí)可超過120dBA，即使是小尺寸金剛石圓盤手鋸，輻射出的噪聲也非常刺耳，對(duì)操作者的身體健康有一定的危害。
       國內(nèi)研究者對(duì)圓鋸片的振動(dòng)特性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)深入的研究，并提出了圓鋸片失穩(wěn)機(jī)制。圓鋸片達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，即使橫向作用力數(shù)值非常小也會(huì)導(dǎo)致圓鋸片較大幅度的橫向擺動(dòng)，可能引發(fā)一系列更為嚴(yán)重的后果。在金剛石工作時(shí)，空氣動(dòng)力學(xué)噪聲在某些場合下占有重要比重(齒尖噪聲、渦流噪聲、排氣噪聲等)。當(dāng)圓鋸片處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)且空氣渦流的分離頻率接近于鋸片的某階固有頻率時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振噪聲。
       采用外加輔助支撐控制器的方法提高鋸片的橫向剛度，不僅可以降低共振和噪聲，還可以提高鋸切穩(wěn)定性。從而使得圓鋸片工作效率有了明顯的改善，并且也大大減小了對(duì)操作者身心健康的威脅。此外，再結(jié)合均勻分布/有序排列技術(shù)、粉末超細(xì)化低氧化等技術(shù)，金剛石圓鋸片的振動(dòng)和噪聲問題還會(huì)得到一定程度的改善，組織合金化會(huì)更充分，鋸齒尺寸會(huì)更加細(xì)小。
       2.3　基體創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
       隨著石材用量的不斷增大和人類環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，金剛石圓鋸片鋸切技術(shù)正朝著提高鋸切效率、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約石材資源、減少環(huán)境污染等方向發(fā)展，其中一個(gè)重要的技術(shù)趨勢就是基體創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
       國內(nèi)一些研究者采用有限元分析軟件ANSYS，優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種適于高速鋸切的超薄金剛石圓鋸片結(jié)構(gòu)。另一些研究者基于鋸片創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理、鋸機(jī)結(jié)構(gòu)與功能的分析，將圓鋸片分解為切割功能模塊、支撐功能模塊和驅(qū)動(dòng)功能模塊，提出了新型組合式金剛石圓鋸片基體的設(shè)計(jì)方案。優(yōu)化后的組合式圓鋸片基體質(zhì)量減輕3.048kg，固有頻率提高3.235Hz，圓鋸片直徑和厚度均有所降低，動(dòng)態(tài)性能更加穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)更加合理。還有一些研究者在金剛石鋸片的動(dòng)態(tài)特性研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，通過改變鋸片的幾何參數(shù)可以提高鋸片剛度，如此可延長鋸片的使用壽命，改善鋸切質(zhì)量。
       相對(duì)于國際而言，國內(nèi)圓鋸片基體的綜合質(zhì)量與之依然存在一定差距。大量使用鋸片加工石材的技術(shù)依然是手工水平，智能化應(yīng)用不夠普及。展望未來，我們必須提高自己產(chǎn)品的性能與壽命，依靠金剛石等超硬材料的進(jìn)步，提高柔性加工、激光焊接等技術(shù)，全面提高我國金剛石圓鋸片的總體制造水平和應(yīng)用水平。
       3　結(jié)論
       面對(duì)金剛石圓鋸片的飛速發(fā)展，我們需要頭腦冷靜，認(rèn)真思考。我們要認(rèn)識(shí)到，金剛石圓鋸片的發(fā)展必須是全方位、高水平、可持續(xù)的發(fā)展，而不僅僅只保持一個(gè)利益的增長。我們必須立足于當(dāng)下，著眼于未來，這一點(diǎn)對(duì)中國金剛石圓鋸片制品產(chǎn)業(yè)是非常重要的。
       金剛石圓鋸片的發(fā)展與超硬材料緊密相關(guān)，我們?cè)诓粩喟l(fā)展高性能的金剛石圓鋸片的同時(shí)也要加強(qiáng)超硬材料的研制，將二者有機(jī)結(jié)合，才能促進(jìn)鋸片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。單晶金剛石、立方氮化硼、各種聚晶等都可應(yīng)用于金剛石圓鋸片，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍并形成復(fù)合鋸片，可開拓出新型金剛石圓鋸片的良性局面。