Partículas abrasivas utilizadas para muelas abrasivas | Industrias | Metalurgia

Las partículas abrasivas utilizadas para las muelas abrasivas son de dos tipos, a saber:1. Abrasivo natural y 2. Abrasivo artificial. Generalmente, para la mayoría de los propósitos, los abrasivos naturales no se utilizan debido a ciertas ventajas de los abrasivos artificiales (fabricados).

Abrasivos naturales:

Estos son producidos por fuerzas incontroladas de la naturaleza.

Los siguientes son los abrasivos naturales que se encuentran y se usan generalmente:

(a) Piedra de arena o cuarzo sólido

(b) Esmeril (50-60% cristalino A1 ₂ O ₃ + Óxido de hierro)

(c) Corindón (75-90% cristalino A1 ₂ O ₃ + Óxido de hierro

(d) Diamantes

(e) Granate.

Eficiencia de partículas abrasivas:

La eficacia de las partículas abrasivas depende de:

(i) Pureza

(ii) Uniformidad en la composición.

(iii) Dureza:la regla común al respecto es que la dureza del abrasivo debe ser mayor que la del material de trabajo.

(iv) Dureza:si la rueda no es resistente, las partículas abrasivas se fracturarán fácilmente y el desgaste de la rueda será excesivo.

(v) Nitidez de la fractura:la mejor acción de corte se obtiene mediante abrasivos de bordes afilados. Los abrasivos naturales dan bordes redondeados y, por lo tanto, no son eficientes en el corte.

Avances en partículas abrasivas:

Ha habido un cambio significativo en el tipo de material de trabajo de materiales blandos a materiales difíciles de moler utilizados para diversas aplicaciones. Cualquier material duro solo se puede mecanizar o terminar mediante un proceso de rectificado. Estos materiales más nuevos y más duros representan un desafío definitivo para la muela abrasiva.

Todo esto requiere una mejora significativa en las muelas abrasivas, tanto en términos de especificación de muelas como de técnicas de fabricación de muelas.

Algunas de estas mejoras son:

i. Abrasivos más duros que permanecen más afilados durante un período de tiempo más largo

ii. Abrasivos friables que se reafilan continuamente para exponer bordes cortantes más nuevos y afilados.

iii. Ruedas que producen niveles bajos de vibración a velocidades más altas.

iv. Tolerancias geométricas más estrictas sobre ruedas.

Los fabricantes de abrasivos han desarrollado varias soluciones para cumplir con los requisitos anteriores, algunos de ellos utilizando una combinación de abrasivos más nuevos (uno de esos productos es la gama de productos 86A), sistemas de unión mejorados y límites de fabricación más estrictos. resultando en un producto significativamente superior para aplicaciones de rectificado de precisión.

El abrasivo 86A es un abrasivo revolucionario para aplicaciones de rectificado de precisión. Básicamente, existen dos familias de abrasivos, a saber. Óxido de aluminio (AlO) y carburo de silicio (SiC).

Los abrasivos de óxido de aluminio se utilizan para aplicaciones de esmerilado ferroso y el carburo de silicio para aplicaciones de esmerilado no ferroso. Dentro de la familia de los abrasivos AlO existen varios tipos de abrasivos en función de su composición química y estructura cristalina.

El AlO monocristalino (indicado como 32A) y el óxido de aluminio blanco (38A) son dos de los tipos de abrasivos de AlO más comunes. 32A es un abrasivo de corte rápido que se utiliza para aplicaciones de rectificado de precisión de servicio pesado. 38A es un tipo de abrasivo friable que se utiliza para aplicaciones de rectificado de precisión.

Las propiedades de ambos abrasivos se combinaron para obtener el nuevo y revolucionario abrasivo convencional llamado 86A. Este grano tiene la capacidad de retener su filo durante un período de tiempo más largo, lo que resulta en un corte más frío y menos daño metalúrgico a la superficie de trabajo. Además, el filo de mayor duración significa más trabajos entre el revestimiento, lo que reduce los costes de rectificado.

El abrasivo 86A es más adecuado para aplicaciones de alta productividad debido a sus propiedades de alta tasa de eliminación de material. También ha demostrado su eficacia en materiales difíciles de moler. El abrasivo 86A es el más adecuado para el amolado de aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas y cortadores, aleaciones de níquel y aceros con alto contenido de cromo. La dureza de los abrasivos 86A es del orden de 2150-2250 knoop, mientras que la dureza de los abrasivos 38A es de 1900-2100 knoop.

En las Figs. se muestra un comportamiento comparativo de los abrasivos 86A frente a los abrasivos 38A. 20.4 (a) y (b). Está claro que la relación de rectificado (definida como la relación entre el volumen de material eliminado y el volumen de desgaste de la muela) para la muela 86A es mayor en un rango de tasas de remoción de material en comparación con el abrasivo 38A.

La tenacidad específica del grano es mayor para los abrasivos 86A que para los abrasivos 38A. Además, la energía de rectificado específica es menor para la rueda 86A, ya que para la misma potencia absorbida por ambas ruedas, el material eliminado por la rueda 86A es sustancialmente mayor. En el recuento final, la capacidad de rectificado (definida como la relación entre la relación de rectificado y la relación de rectificado específica) de las muelas 86A es mayor que la de las muelas 38A.

Algunas de las aplicaciones en las que los abrasivos 86A han demostrado una superioridad significativa son el rectificado de la sala de herramientas, el rectificado de superficies, el rectificado de engranajes, el rectificado interno, el rectificado de pistas de rodamientos y otras aplicaciones de rectificado de formas.

Abrasivo artificial o manufacturado:

La calidad y composición de estas partículas se pueden controlar fácilmente y su eficacia es mucho mejor que la de los abrasivos naturales.

Los abrasivos manufacturados más utilizados son:

(a) Carburo de silicio (SiC):

Está disponible en una variedad de colores. Una variedad especial de verde azulado es muy adecuada para esmerilar herramientas de punta. Sus nombres comerciales son "Carborandum", "Crystolon". "Electrón", etc.

(b) Óxido de aluminio (Al ₂ O ₃ ):

Los nombres comerciales del óxido de aluminio fundido son "Aloxite"; "Alundum" y "Borolon". Su forma especial es Al blanco ₂ 0 ₃ que cuando es puro, parece un cristal blanco brillante. Es más adecuado para aceros para herramientas donde la generación de calor debido al esmerilado es baja.

(c) Carburo de boro.

(d) Nitrito de boro (CBN):

Las muelas de CBN se utilizan para rectificar aceros endurecidos y difíciles de rectificar. Estos tienen una larga vida útil y altas relaciones de molienda. La temperatura que se encuentra en el esmerilado es mucho menor y, por tanto, mucho mejor acabado y calidad de superficie.

Fabricación de abrasivos artificiales:

(a) Carburo de silicio:

En su fabricación, los siguientes ingredientes se mezclan a fondo y se calientan en un horno eléctrico a aproximadamente 2320 ° C durante aproximadamente 36 horas. Luego, toda la masa sólida se tritura, se lava y se trata con álcalis.

Se vuelve a lavar y finalmente se muele en pequeñas partículas. A continuación, se tamizan en tamices de diferentes números de malla. Para la molienda fina, se toman partículas (malla 180-200).

Los distintos ingredientes son:

(i) Arena Silca - 25 partes

(ii) Coque de petróleo obtenido por destilación no destructiva (de forma muy pura) - 34 partes

(iii) Sal común - 2 partes

(iv) Polvo de sierra (polvo de madera) - 12 partes

De estos sílice, la arena da silicio, el coque de petróleo suministra carbón y el polvo de sierra se quema a alta temperatura para dar una estructura porosa. Suele ser de color negro verdoso.

(b) Óxido de aluminio (Al ₂ O ₃ ):

Se fabrica fusionando bauxita mineral (Al hidratado ₂ O ₃ + Si ₂ O ₃ + óxido de titanio) mezclado con coque molido y desechos de hierro. Este se fusiona en un horno eléctrico y una vez completada la fusión, se tritura, se lava, se trata con álcalis, se vuelve a lavar y finalmente se muele y se clasifica. Es de color marrón rojizo, resistente y afilado, que tiende a fracturarse fácilmente y, por lo tanto, se utiliza para rectificar aceros para herramientas.

Comparación de SiC y Al ₂ O ₃ (i) Al ₂ O ₃ es más resistente que el SiC pero su dureza es menor. Al ₂ O ₃ es, por tanto, muy adecuado para el amolado de materiales de alta resistencia a la tracción (2700 kgf / cm ² ). Si Al ₂ O ₃ Si se utiliza con material de baja resistencia a la tracción, la resistencia ofrecida por el material en la muela será menor.

En tal caso, las partículas abrasivas no se desprenden de la rueda y se vuelven desafiladas, por lo que el pulido será deficiente. Por lo tanto, todos los materiales resistentes como el acero de alta velocidad, el bronce resistente y el cobre deben conectarse a tierra con Al ₂ O ₃ y no otros.

(ii) El SiC es más duro y más quebradizo. Si se utiliza con materiales de alta resistencia a la tracción, el trabajo en la rueda ofrecerá más resistencia y las partículas abrasivas se caerán rápidamente debido a fracturas rápidas que producirán un autoafilado más rápido.

Se utiliza principalmente con materiales de baja resistencia a la tracción como hierro fundido, puntas de carburo, herramientas de tungsteno y todos los materiales no metálicos como piedra de mármol, goma dura, plástico, cuero, etc. Con estos materiales, Más duro Al ₂ O ₃ las partículas sufren menos fracturas. La dureza de rayado de la partícula de SiC es mayor. Se utiliza una forma especial de SiC para rectificar y reafilar herramientas con punta de carburo cementado.