Выбор алмазного диска: руководство для подрядчиков и домашних мастеров

Алмазные отрезные диски были разработаны для обработки бетона, асфальта, гранита, камня, кирпича, блоков, плитки и вообще почти всех твердых или абразивных строительных материалов. Существует множество видов и типоразмеров дисков, но каждый из них предназначен для конкретного материала, типа оборудования и способа резки, и лучше его использовать только по назначению.

Прежде чем приступить к выбору подходящей модели, полезно знать, что собой представляет алмазный круг и как он работает.

Почему их называют алмазными?

На внешней кромке алмазного диска закреплен сплошной или сегментированный режущий обод с синтетическими алмазами, встроенными в связующую матрицу. Само полотно (корпус) изготовлен из высоколегированной термически обработанной стали. Присоединительное отверстие просверлено точно в центре, а само полотно подвергнуто закаливанию и натяжению в процессе производства, что сводит к минимуму центробежные нагрузки и позволяет ровно вращаться на шпинделе.

Алмазный обод (сегмент) – режущий элемент диска

Сегменты изготавливают из искусственных алмазов и металлических порошков. В процессе производства из этой смеси различными способами формируют алмазные сегментные заготовки, которые затем крепят к стальному корпусу.

Алмазы являются основными режущими компонентами сегментов. Они обладают чрезвычайной твердостью и высокой прочностью, а также хорошей стойкостью к истиранию и тепловым нагрузкам, доступны с различными размерами зерна и классами качества.

Матрица (металлическая связь) удерживает открытые кристаллы на месте во избежание их выпадения до того момента, пока они полностью не используются. Во-вторых, матрица имеет определенную скорость износа, сравнимую со скоростью износа алмазов.

В самых распространенных алмазных инструментах используются металлические связки из-за высокой прочности сцепления, хорошей формуемости и длительного срока службы, особенно при обработке твердых и хрупких материалов.

Как работают алмазные диски?

В действительности отрезные алмазные диски не разрезают, а измельчают (выцарапывают, шлифуют) материал, превращая его в мелкую крошку и пыль. Во время производственного процесса отдельные алмазные зерна остаются открытыми на внешней кромке и сторонах сегментов или обода, и именно эти открытые кристаллы выполняют шлифовальную работу.

Что происходит в процессе резки?

• Внешний слой алмазов оказывает абразивное воздействие на материал, превращая его в мелкий порошок.
• Открытые поверхностные алмазы стираются, трескаются, ломаются и выпадают.
• Материал также начинает изнашивать металлическую связку, «вскрывая» новый слой алмазов.
• Как только все алмазные слои будут полностью стерты с сегмента, диск считается изношенным.

Почему важно знать тип (твердость) связующего?

Металлические связи, используемые для удержания алмазов, различаются по степени твердости на:

• твердые;
• от среднего до твердого;
• от среднего до мягкого;
• мягкие.

Каменные материалы также имеют разную твердость и абразивность, поэтому по-разному влияют на степень износа связи и процесс «вскрытия» алмазов. Чтобы режущий круг работал долго и эффективно, твердость металлического алмазоносного слоя должна соответствовать характеру разрезаемого материала.

Для обработки ТВЕРДЫХ (менее абразивных) материалов, таких как плитка, гранит, керамогранит, мрамор, затвердевший бетон, связь должна быть МЯГКОЙ, чтобы она изнашивалась достаточно быстро и открывала новые алмазы для производительной чистой резки.

Для обработки МЯГКИХ, абразивных материалов (кирпич, сырой бетон, асфальт) используется ТВЕРДАЯ металлическая матрица, способная противостоять быстрому истиранию и дольше «удерживать» алмазы.

То есть, между твердостью обрабатываемого материала и твердостью связи существует обратная зависимость.

Твердые связи подходят для резки мягкого абразивного материала, а мягкие связи подходят для резки твердого материала.

Таким образом, если алмазоносный слой слишком мягкий, то он будет изнашиваться быстрее, обнажая алмазы, поэтому производительность резки выше, но это сокращает срок службы сегментов, особенно при резке абразивных материалов.

С другой стороны, если связка слишком твердая, алмаз будет изнашиваться без замены, потому что связка не изнашивается одновременно с зерном. Это приводит к «засаливанию» поверхности сегментов и оснастка теряет свою режущую способность.

Как «вскрыть» алмазы на диске?

Как только вы заметили, что диск сильно греется, искрит и плохо режет, прежде всего проверьте, не изношен ли он. Наиболее вероятные причины этого - недостаточное охлаждение или использование неподходящего отрезного круга со связкой, слишком твердой для обрабатываемого материала. В этом случае износ наблюдается только на поверхности сегмента - он сглажен, а абразивные зерна скрыты в металлическом алмазоносном слое.

Заточка (правка) алмазного диска вернет ему режущую способность. Это легко сделать при помощи специального бруска или путем прохождение лезвия через абразивный материал, такой как асфальт или красный кирпич. Через несколько неглубоких запилов вы можете убедиться, что новые алмазы стали видны на режущей поверхности.

Выбор технологии изготовления алмазных дисков

Для крепления алмазного обода или сегментов к стальному основанию используется несколько различных способов, самые основные из них:

Спекание

Данный способ позволяет получить универсальный режущий инструмент для «СУХОЙ» и «МОКРОЙ» резки твердых материалов. Алмазные частицы смешиваются с металлическими связующими добавками и уплотняются под действием давления и температуры, создавая систему с несколькими слоями алмаза. Режущая кромка изнашивается медленно и равномерно. Спекание часто используется для изготовления больших партий полупрофессиональных алмазных дисков по приемлемой цене.

По такой технологии изготовлены алмазные диски по бетону Grand Ultra Turbo Trio-Diamond и ультратонкие диски по керамограниту Hard Materials X-type Hilberg.

Серебряная пайка

Серебряный припой помещается между сегментной заготовкой и сердечником. При высоких температурах припой плавится и соединяет две детали вместе. По такой технологии производят оснастку только для «МОКРОЙ» резки.

Лазерная сварка

Алмазные сегменты прочно привариваются к стальному полотну методом лазерного микроплавления, что обеспечивает самое прочное соединение. Круги с лазерной сваркойхарактеризуются отличной стабильностью, быстрой резкой и длительным сроком службы при СУХОЙ и МОКРОЙ камнеобработке.

Алмазные диски с лазерной сваркой и пайкой серебром предназначены для профессиональных пользователей, которым требуется интенсивная и регулярная резка широкого спектра твердых и абразивных материалов, таких как строительные блоки, асфальт, мрамор, гранит, камни и т. д. Они подходят для больших объемов работ и мощного оборудования.

Достойными примерами оснастки с лазерной наваркой сегментов являются: алмазный диск по бетону X-Lock U4 DRONCO, который подходит для использования на болгарке с системой X-Lock, а также высокопроизводительный круг отрезной по асфальту Distar Abrasive 1A1RSS/C1-W для бензорезов.

На что влияет размер алмазов?

Выбор подходящей зернистости (размера зерна) является ключом к обеспечению необходимой эффективности и чистоты реза. Высота обнажения или выступания алмаза на режущей поверхности сегмента влияет на глубину резания каждой алмазной частицы. Их размер в зависимости от назначения диска составляет от 0,01 до 0,5 мм.

Крупные фракции снимают больше шлама и соответственно режут быстрее, но при этом они и быстрее изнашиваются. Мелкие фракции менее агрессивны, поэтому режут медленнее, обеспечивают гладкие срезы, минимизируют сколы и медленнее изнашиваются.

Крупнозернистые диски подходят для быстрой резки мягких и абразивных материалов, в то время как мелкозернистые используются для чистой резки твердых пород.

Поэтому для резки твердого гранита и керамической плитки предназначена оснастка с мелкой фракцией и повышенной твердостью алмаза, а для резки мрамора, асфальта и красного глиняного кирпича используют оснастку с большим размером частиц и с умеренной твердостью.

Концентрации алмазов и производительность резки

Концентрация алмазов в металлической связке напрямую влияет на режущую способность сегментов. Число зерен может варьироваться в пределах от 25% до 200%, где за 100-процентную концентрацию принято содержание 0,88 мг алмаза в 1 мм³ сегмента.

Алмазные диски с высокой концентрацией алмазов в алмазоносном слое имеют большую режущую способность и увеличенный рабочий ресурс.

Высокую концентрацию (от 100% и более) применяют для резки особо твердых и хрупких материалов, например, гранита, когда должна быть соблюдена гладкость и точность реза. Тогда как для большинства мягких и абразивных камней вполне достаточно и меньшего насыщения (25 - 100%).

Взаимосвязь между размером, концентрацией зерна и твердостью связки

• Для твердых материалов – мелкая зернистость, высокая концентрация алмазов и мягкая связка.
• Для абразивных материалов – крупная зернистость, низкая концентрация алмазов и твердая связка.
• Для всех типов материалов – крупная зернистость, низкая концентрация алмазов и мягкая связка.

Три базовых типа алмазных дисков - выбор по геометрии

Существует множество конструкций отрезных кругов, каждый из которых тщательно спроектирован, чтобы обеспечить возможность резки, долговечность и безопасность. Когда вы делаете правильный выбор с учетом специфики работы, типа оборудования и материала, вы обеспечиваете максимальную производительность и максимальный возврат инвестиций.

Сегментированный обод – черновая, быстрая резка

• Диски алмазные сегментные обеспечивают самую высокую скорость резания, но и самый грубый срез.
• Их можно использовать как для сухого, так и для мокрого типа резки. Подача воды продлит срок их службы.
• Сегментные кромочные лезвия – лучший вариант, когда мокрый метод недоступен или невозможен (ручной электроинструмент).
• Вырезы между сегментами (слоты) обеспечивают приток воздуха и охлаждение сердцевины, а также лучший отвод шлама.
• Типичные области применения включают резку бетона, кирпича, бетонной брусчатки, кирпичной кладки/блоков, твердого/армированного бетона и известняка.
• Тип оборудования: УШМ, бензорез, швонарезчик, камнерезный станок.

Турбо-обод – чистая, точная и плавная резка

• Алмазные диски Турбо обеспечивают средний по чистоте срез, меньше сколов, улучшенное охлаждение.
• Предназначены для сухой и влажной резки.
• Турбированный режущий слой помогает выталкивать шлам, повышает скорость резания, способствуют охлаждение алмазоносного слоя и снижает боковое трение.
• Небольшие отверстия в теле корпуса предназначены для дополнительного отвода тепла.
• Применяются для резки бетона, железобетона, кирпича, тротуарной плитки.
• Тип оборудования: УШМ, отрезные станки.

Непрерывная кромка — самая чистая и точная резка

• Круги со сплошной алмазной кромкой обычно называют дисками для мокрой резки.
• Вода обеспечивает стабильное охлаждение, удаляет шлам, уменьшает трение в зоне резания, увеличивая тем самым ресурс инструмента.
• Замкнутый режущий контур предотвращает образование сколов, обеспечивает качественную, но более медленную резку по сравнению с другими типами кругов.
• Типичными областями применения являются: резка мрамора, гранита, керамогранита и керамической плитки.
• Основной тип оборудования: УШМ, станки и плиткорезы с охлаждением.

Сегментированный обод режет быстро, но грубо. Он подходит для каменной кладки и бетона, но его не следует использовать с чем-то деликатным, например, с плиткой, так как он оставит не гладкие срезы и сколы. Оптимизирован для работы в сухом и мокром режиме.

Обод Turbo также режет быстро, но качество и точность резов более высокое. Наличие канавок на режущем слое и вентиляционных отверстий на корпусе позволяют работать не только с водяным охлаждением, но и без. Применяется для работ по бетону, камню, кирпичу.

Сплошной обод режет медленнее, но аккуратно и чисто. Используется только во влажном режиме, поскольку не имеет отверстий для отвода тепла. Сплошной диск идеально подходит для таких материалов, как мрамор, фарфор, гранит и керамика.

Какую скорость вращения выбрать

Некоторые пользователи считают, что чем выше скорость вращения шпинделя инструмента, тем выше производительность резки. Каждый алмазный диск работает в определенном диапазоне скоростей. Эксплуатация за пределами эффективного диапазона, как правило, приводит к значительному перегреву, повреждению режущей кромки, отрыву сегментов, излому корпуса и потенциально может привести к серьезной травме оператора.

Скорость вращения варьируется в зависимости от наружного диаметра диска, твердости и абразивности разрезаемого материала, используемого оборудования и способа охлаждения.

Как правило, более высокие скорости рекомендуются для отрезных полотен малого диаметра и более мягкого материала, в то время как для полотен большого диаметра и более твердого материала требуются более низкие обороты.

Максимально возможные скорости резания для каждого конкретного полотна обычно указаны в маркировке на его лицевой стороне:

• угловая скорость (RPM) в об/мин;
• линейная скорость в м/с.

Большинство алмазных дисков должны работать со скоростью от 3000 до 8000 оборотов в минуту. Оператору необходимо убедиться, что скорость вращения вала используемого режущего оборудования (угловой шлифовальной машины, плиткореза, станка) находится в пределах максимально безопасного диапазона скоростей.

Более твердые, менее абразивные материалы требуют более медленной скорости вращения вала. Мягкие, более абразивные материалы требуют более высокой скорости вращения вала.

Таблица. Диапазон рабочих скоростей алмазного диска в зависимости от диаметра

Для алмазной резки бетона, кирпича, известняка оптимальный диапазон оборотов в минуту составляет ±10% от скорости, указанной в таблице.

Для твердых и плотных материалов оптимальная скорость вращения на 10-25% меньше скорости, указанной в таблице.

Каменную резку можно начинать только после того как, алмазный круг достигнет допустимой рабочей скорости вращения.

Не применяйте чрезмерную силу подачи к алмазному диску

Часто малоопытные операторы полагают, что чем выше усилие подачи, тем производительнее резание. На самом деле скорость действительно возрастает, но до определенного момента, после чего процесс замедляется, и оснастка выходит из строя. Разочарованный мастер видит причину в низком качестве отрезного диска или в недостаточной мощности станка, хотя в большинстве случаев виной всему стало чрезмерное усилие подачи.

При резке строительных материалов алмазными кругами важно применять легкое или среднее усилие подачи. Особенно важно минимизировать давление в самом начале реза, пока отрезной диск не начал резать с указанной скоростью.

Увеличение силы нажима не поможет сделать работу быстрее, а только приведет к перегрузке и перегреву оснастки. Излишнее усилие подачи быстро притупляет кристаллы, стирает металлическую связку и приводит к затуплению («засаливанию») режущей части.

Кроме того, чрезмерное давление резания создает напряжения в стальном круге, что приводит к его искривлению и даже растрескиванию, а также перекосу и заклиниванию в пропиле.

Если вы видите темные «пригары» в районе сегментов, значит, вы используете слишком высокую скорость резания или прилагаете слишком большое давление. С ручными машинами используйте мягкое возвратно-поступательное движение и избегайте слишком глубокой резки за один проход. Прислушайтесь к звуку двигателя и плавному режущему звуку алмазного диска, чтобы определить наилучшие условия эксплуатации.

Стоит отметить, что выбор усилия нажима, как и скорости вращения, зависит от обрабатываемого материала. Как правило, мягкий пористый камень, такой как известняк и бетон, можно быстро резать и с меньшим давлением, чем плотный твердый природный камень или глазурованный фарфор.

Какая глубина резания вам нужна?

Два параметра, о которых вам нужно знать, прежде чем купить алмазный диск, это максимальная и фактическая глубина резания.

• Максимальная глубина указана на упаковке изделия. Общее эмпирическое правило заключается в том, что чем больше диаметр круга, тем больше глубина резания.
• Фактическая глубина резания может варьироваться в зависимости от ряда факторов, таких как тип оборудования, размеры фланцев, а также наличие каких-либо компонентов (защитный кожух, корпус двигателя и т. д.) под фланцами.

Важно понимать разницу между этими двумя глубинами, чтобы ваш диск и оборудование могли справиться с поставленной задачей.

Мокрая или сухая алмазная резка – как принять решение?

Существует два способа резки алмазными дисками: влажный и сухой. У обоих способов есть свои плюсы и минусы.

Особенности сухой резки

Для сухой резки предназначены специальные алмазные диски, способные выдерживать большие тепловые нагрузки. Чаще всего они используется с ручным оборудованием малой мощности. Их охлаждает окружающий воздух, поэтому они должны работать с перерывами через каждые 25-30 секунд, а в промежутках между резами на 5-10 секунд им позволяют свободно вращаться, чтобы увеличить поток воздуха.

Особенности мокрой резки

При мокрой резке используются алмазные круги, охлаждаемые водой в процессе работы, а это значит, что они могут резать дольше без перегрева. Вода распыляется прямо на режущую поверхность. Влажный способ идеален, когда оператору необходимо резать в течение более длительного времени или получить чистый и точный рез. Влажная резка может снизить риск воздействия пыли на дыхательные пути, превращая бетонную пыль в суспензию.

Какой способ резки следует использовать?

Сухорезы, как правило, лучше подходят для использования в помещении, когда рабочая зона должна оставаться сухой, а также для площадок с ограниченным доступом к воде. Хотя вода и избавляет от пыли, но усложняет работу. Однако мокрорезы можно использовать для более толстых материалов и работ, требующих постоянной, а не прерывистой резки.

Диски мокрой резки используют для плитки, железобетона, кирпича и каменной кладки. Они позволяют выполнять длинные и чистые резы, потому что менее подвержены перегреву или износу лезвия. Если поражение электрическим током представляет потенциальную опасность, рассмотрите диски для сухой резки.

Диски для сухой резки можно охлаждать водой для большей долговечности и лучшего качества реза, но диски для влажной резки нельзя использовать без воды!

Каковы преимущества использования алмазного диска?

Алмазный диск может предложить самый безопасный, быстрый и эффективный способ резки строительных материалов, от гранита до асфальта. При правильном выборе и использовании они служат дольше, чем другие отрезные круги, и обеспечивают пользователям более высокую производительность и качество реза.

Опыт работы с определенным материалом позволяет мастеру оптимизировать процесс резки с учетом всех факторов, рассмотренных выше. Новым пользователям лучше использовать алмазные диски с более толстым пропилом, применяя более низкие скорости, более низкое давление и большое количество охлаждающей жидкости. До тех пор, пока они не смогут накопить свой опыт практического использования конкретного алмазного диска. Это сведет к минимуму риск поломки оснастки и материального ущерба.

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи