Una hoja de diamante es una hoja de sierra que tiene diamantes fijados en su borde para cortar materiales duros o abrasivos . Hay muchos tipos de hojas de diamante y tienen muchos usos, incluido el corte de piedra, hormigón, asfalto, ladrillos, bolas de carbón , vidrio y cerámica en la industria de la construcción ; el corte de materiales semiconductores en la industria de los semiconductores ; y el corte de piedras preciosas , incluidos los diamantes, en la industria de las gemas.
Las hojas de diamante están disponibles en diferentes formas:
Las hojas de diamante diseñadas para usos específicos incluyen hojas para mármol, granito, hormigón, asfalto, mampostería y corte de piedras preciosas. También hay hojas para uso general.
Las hojas que utilizan diamantes incrustados en un revestimiento de metal, generalmente de níquel galvanizado sobre una base de hoja de acero, pueden fabricarse de manera muy delgada (las hojas pueden tener decenas de micrómetros de espesor) para usarse en cortes precisos.
Las hojas de sierra de diamante soldadas al vacío se fabrican soldando partículas de diamante sintético al borde exterior de la hoja de sierra circular en un horno de soldadura al vacío . Todas las partículas de diamante quedan completamente expuestas y fijadas en el borde de corte exterior de la hoja en lugar de estar incrustadas dentro de una mezcla de metal y diamante. Según la aplicación de la hoja recomendada por el fabricante, las hojas soldadas al vacío cortan una amplia variedad de materiales, incluidos hormigón , mampostería , acero , diversos tipos de hierro , plástico , baldosas , madera y vidrio .
Los granos de diamante sintético más finos reducirán el astillado de las baldosas y la formación de rebabas en el acero y proporcionarán un acabado más suave. Los granos de diamante más grandes proporcionarán una mayor velocidad de corte, pero tendrán más probabilidades de causar astillado, rebabas o grietas. Los departamentos de bomberos a veces utilizan hojas de sierra soldadas al vacío y requieren que las hojas estén hechas con un grano de diamante muy grande para atravesar el material rápidamente. La industria de producción utiliza un tamaño de grano intermedio. [1]
Las hojas de diamante con aglomerante metálico sinterizado son el tipo de hoja más común. Estas hojas constan de un núcleo de acero (la base es una placa de acero, a diferencia de la de los alambres utilizados en las sierras de hilo de diamante ) y segmentos de diamante , que se fabrican combinando cristales de diamante sintético con polvo metálico y luego sinterizándolos . Los segmentos de diamante también se conocen como los "dientes de corte" de la hoja. [2]
El núcleo de acero puede variar en diseño. Algunos núcleos tienen espacios (conocidos como gargantas) entre los segmentos para proporcionar refrigeración y eliminación de lodo , mientras que otros tienen un solo borde continuo para un corte más suave. El tipo de núcleo que se puede utilizar depende del tipo de materiales que la hoja de diamante está diseñada para cortar.
Generalmente, existen tres tipos de hojas de diamante con unión metálica sinterizada según sus métodos de fabricación: hojas de diamante totalmente sinterizadas, hojas de diamante soldadas con plata y hojas de diamante soldadas con láser.
Una hoja de diamante totalmente sinterizada se fabrica colocando el núcleo de acero, junto con los diamantes y los materiales de unión de metal, en un molde y luego sinterizándolo en un equipo de horno de sinterización. En consecuencia, el diámetro de las hojas de diamante totalmente sinterizadas no es muy grande, normalmente no más de 400 milímetros (16 pulgadas). Debido a que participa en el proceso de sinterización, el núcleo de acero no se puede templar, por lo que la dureza y la resistencia del núcleo no son muy altas. Esto significa que estos tipos de hojas de diamante pueden deformarse en procesos de corte de alta intensidad y carga y pueden presentar una baja eficiencia de corte.
Las hojas de diamante soldadas con plata y con láser no tienen esta debilidad porque sus segmentos de diamante y el núcleo de acero se tratan por separado. El núcleo de acero se puede templar y procesar con otros tratamientos térmicos, por lo que su dureza y resistencia pueden ser altas, lo que significa que la hoja se puede utilizar en procesos de corte de alta intensidad y alta carga con una alta eficiencia de corte y un menor grado de deformación.
Los segmentos de diamante de las hojas de diamante soldadas con plata se sueldan al núcleo de acero mediante una soldadura de plata. Estas hojas solo se pueden utilizar en cortes húmedos. Si se utilizan en cortes secos, la soldadura de plata puede fundirse y los segmentos pueden separarse del núcleo de acero y convertirse en un grave peligro para la seguridad. Un láser funde y combina el metal del segmento de diamante y el núcleo de acero creando una soldadura más fuerte, que puede sujetar los segmentos incluso a altas temperaturas, lo que significa que las hojas de diamante soldadas con láser se pueden utilizar para cortar muchos tipos de piedra sin refrigeración por agua. Sin embargo, al cortar materiales muy duros o abrasivos, por ejemplo, hormigón que contiene barras de refuerzo, las hojas de diamante soldadas con láser también deben utilizarse con agua adecuada. De lo contrario, es posible que el propio segmento de diamante se rompa o que el núcleo de acero debajo del segmento se desgaste y se rompa, creando graves riesgos de seguridad.
Una hoja de diamante tritura, en lugar de cortar, el material. Las hojas suelen tener dientes rectangulares (segmentos) que contienen cristales de diamante incrustados en todo el segmento para triturar materiales muy duros.
El término "enlace" se utiliza para la suavidad o dureza del metal en polvo que se utiliza para formar los segmentos. Los metales en polvo mantienen los diamantes en su lugar. El enlace controla la velocidad a la que se desgastan los segmentos de diamante, lo que permite que los nuevos diamantes queden expuestos en la superficie para continuar moliendo con un borde "afilado". Un paso importante al elegir una hoja es hacer coincidir el enlace con el material específico que se va a cortar. Otros factores a tener en cuenta son el tipo y la potencia del equipo que se va a utilizar y la disponibilidad de agua. Los materiales más duros necesitan un segmento unido más blando para permitir la exposición continua al diamante. Los materiales más blandos, como el asfalto o el hormigón recién vertido , pueden utilizar un segmento más duro para resistir el mayor desgaste que crean los materiales más blandos y abrasivos. [ aclaración necesaria ] Además, el grano (tamaño), la dureza y la concentración de los diamantes también deben coincidir con la naturaleza del material que se va a cortar. Por ejemplo, cuando se cortan materiales duros, los diamantes deben ser más pequeños.
Existen otros factores que se deben tener en cuenta al elegir una hoja de diamante para una aplicación en particular. Estos incluyen el tipo (método de fabricación) de la hoja, la disponibilidad de agua en el proceso de corte, la potencia de la sierra y el nivel aceptable de ruido creado por la sierra. Por ejemplo, si la potencia de una máquina de sierra es alta, la concentración de diamante de la hoja de diamante debe ser mayor o el aglomerante debe ser más duro. Una mayor concentración de diamante reducirá el impacto en cada diamante individual durante el trabajo, mientras que un aglomerante más duro sujetará los diamantes con mayor firmeza.
Muchas hojas están diseñadas para funcionar en seco o en húmedo. Sin embargo, las herramientas y hojas de diamante funcionan mejor cuando están mojadas, y el corte en seco debe limitarse a situaciones en las que no se puede o no se debe utilizar agua. El agua evitará que la hoja se sobrecaliente, reducirá en gran medida la cantidad de polvo dañino que se crea al cortar, eliminará la pulpa del corte y prolongará la vida útil de la hoja, ya que el diamante no puede soportar las fuerzas involucradas en las temperaturas elevadas que implica el corte en seco de materiales cerámicos y abrasivos, y estará sujeto a un rápido desgaste de la herramienta y posibles fallas.
Cuando no se puede utilizar agua (por ejemplo, en las sierras eléctricas), se deben tomar medidas para garantizar que el operador no inhale el polvo creado por el proceso, que puede causar silicosis , una enfermedad pulmonar grave. Al cortar en seco, se debe dejar que la hoja se enfríe periódicamente. El enfriamiento se puede aumentar permitiendo que la hoja gire libremente fuera del corte. La OSHA tiene regulaciones estrictas con respecto al polvo de sílice y requiere un respirador N95 aprobado por NIOSH en los lugares de trabajo donde hay cantidades peligrosas de polvo de sílice. [3] [4]