Wstęp
Biały stopiony tlenek glinu (WFA)jest przemysłowym materiałem ściernym ze stopionego tlenku glinu wytwarzanym przez stapianie łukiem elektrycznym kalcynowanego tlenku glinu lub innego odpowiedniego surowca tlenku glinu. Jest to jeden z kilku materiałów ściernych stosowanych w systemach szlifowania i wykańczania.
Kiedy WFA jest porównywany z innymi materiałami ściernymi, decyzja o wyborze nie powinna opierać się na jednej właściwości. Do istotnych czynników zalicza się dokładny gatunek ścierniwa, wielkość ziarna, charakterystykę obrabianego przedmiotu, spoiwo i system narzędzi, warunki procesu oraz wymagany stan powierzchni.
W tym artykule porównano WFA zBrązowy stopiony tlenek glinu (BFA)i węglik krzemu (SiC), koncentrując się na różnicach, które mogą mieć wpływ na wybór materiału, bez traktowania żadnego jednego materiału ściernego jako uniwersalnego lepszego.
Dlaczego porównania materiałów wymagają kontekstu aplikacji
Na zachowanie ziarna ściernego wpływa cały system szlifowania lub wykańczania. Zachowanie ziarna przy pękaniu, skład chemiczny, rodzaj spoiwa, struktura narzędzia, stan obciągania, charakterystyka przedmiotu obrabianego, chłodziwo i parametry operacyjne mogą mieć wpływ na końcowy wynik procesu.
Z tego powodu właściwości takie jaktwardość, składu chemicznego lub kruchości nie należy interpretować oddzielnie. Wybór materiału powinien opierać się na interakcji pomiędzy gatunkiem ścierniwa a zamierzonym zastosowaniem.
WFA vs brązowy stopiony tlenek glinu
Produkcja i skład
Biały stopiony tlenek glinu wytwarza się w wyniku stapiania łukiem elektrycznym kalcynowanego tlenku glinu lub innego odpowiedniego surowca tlenku glinu, a następnie następuje chłodzenie, kruszenie i klasyfikacja.
Brązowy stopiony tlenek glinu jest powszechnie wytwarzany z surowca na bazie boksytu w procesie obróbki łukiem elektrycznym.
WFA ma na ogół wyższą zawartość Al2O3 i inny profil tlenków wtórnych niż BFA, chociaż dokładny skład zależy od indywidualnego gatunku i specyfikacji. Różnice w surowcach i przetwarzaniu również przyczyniają się do różnic w chemii, mikrostrukturze i zachowaniu pęknięć ziaren.
Twardość, wytrzymałość i kruchość
Zarówno WFA, jak i BFA są twardymi materiałami ściernymi, głównie na bazie korundu. Dlatego sama twardość nie jest zwykle wystarczającą podstawą do wyboru pomiędzy nimi.
Bardziej użytecznym rozróżnieniem jest ich ogólne zachowanie przy pękaniu. BFA jest powszechnie charakteryzowany jako twardszy i mniej kruchy, podczas gdy WFA jest zwykle bardziej kruchy. Rzeczywiste zachowanie nadal różni się w zależności od gatunku ziarna, struktury, obróbki i konstrukcji narzędzia ściernego.
Żadna cecha nie jest z natury lepsza. Tam, gdzie wymagana jest większa odporność na rozkład ziaren, można wybrać gatunki ziaren o niższej kruchości lub twardości. Można wybierać gatunki bardziej kruche, jeśli kontrolowane pękanie ziaren jest zamierzoną częścią zachowania narzędzia ściernego. Przydatność któregokolwiek podejścia zależy od całego systemu ściernego i celu procesu.
Wybór aplikacji
Materiały ścierne z tlenku glinu, w tym gatunki WFA, są stosowane w wybranych operacjach szlifowania przedmiotów żelaznych. Wybór zależy od takich czynników, jak rodzaj stopu, wielkość ziarna, specyfikacja ściernicy, system spoiwa, stan obciągania i parametry operacyjne.
Do różnych operacji, w tym do grubszego szlifowania i drobniejszego wykańczania, można stosować różne gatunki WFA i wielkości ziarna. Zastosowania te należy rozumieć raczej jako specyficzne dla gatunku i systemu, a nie jako uniwersalne cechy wszystkich produktów WFA.
WFA kontra węglik krzemu
Różnice materiałowe
WFA i węglik krzemu należą do różnych rodzin materiałów ściernych. WFA to materiał ścierny na bazie tlenku glinu, natomiast węglik krzemu to materiał ścierny węglikowy.
Obydwa są twardymi materiałami ściernymi, ale ich skład chemiczny, struktura krystaliczna, zachowanie przy pękaniu i interakcja z różnymi przedmiotami różnią się. Informacje dotyczące gatunku są zatem bardziej przydatne niż prosty uniwersalny ranking kruchości lub wytrzymałości.
Wybór aplikacji
Materiały ścierne z węglika krzemu są powszechnie wybierane do wielu metali nieżelaznych, ceramiki, szkła i innych materiałów niemetalowych. Materiały ścierne z tlenku glinu, w tym gatunki WFA, są powszechnie stosowane w wybranych operacjach szlifowania przedmiotów obrabianych z żelaza.
Są to raczej powszechne wzorce selekcji niż wyłączne zasady. Węglik krzemu można również stosować w niektórych zastosowaniach związanych z materiałami żelaznymi, podczas gdy WFA można stosować poza konwencjonalnym mieleniem żelaza, w zależności od produktu i procesu.
Właściwy wybór zależy od materiału przedmiotu obrabianego, konstrukcji narzędzia ściernego, specyfikacji ziarna, wymaganego stanu powierzchni i parametrów roboczych.
Dlaczego wydajności narzędzia nie można przewidzieć na podstawie samego rodzaju ziarna
Wydajność szlifowania odzwierciedla interakcję wielu zmiennych systemowych, a nie sam rodzaj ziarna ściernego.
Odpowiednie zmienne mogą obejmować:
- Materiał, gatunek i wielkość ziarna ściernego
- System i struktura wiązania kół
- Procedura i stan opatrunku
- Materiał i geometria przedmiotu obrabianego
- Prędkość szlifowania, posuw i głębokość skrawania
- Rodzaj i dostawa chłodziwa
- Stan i sztywność maszyny
Dlatego też roszczenia dotyczące trwałości narzędzia, zachowania termicznego, wykończenia powierzchni, zachowania przy usuwaniu materiału lub wydajności procesu należy oceniać na podstawie pełnej specyfikacji narzędzia i warunków pracy.
Samo oznaczenie ziarna WFA, BFA lub SiC nie jest wystarczające do przewidzenia wydajności gotowego narzędzia.
Co kupujący powinni porównać przed wyborem WFA lub alternatywy
Przed wyborem materiału ściernego kupujący i inżynierowie mogą porównać:
- Dokładny materiał i gatunek ścierniwa
- Skład chemiczny
- Dane dotyczące składu specyficznej partii lub partii, jeśli są dostępne w Świadectwie analizy
- Specyfikacja granulacji lub wielkości cząstek
-Rozkład wielkości cząstektam, gdzie ma to zastosowanie
- Informacje o morfologii lub zachowaniu przy złamaniach, jeśli są istotne i dostępne
- Kompatybilność spoiwa i narzędzi ściernych
- Materiał przedmiotu obrabianego i stan metalurgiczny
- Wymagane zachowanie przy usuwaniu materiału
- Wymagany stan powierzchni
- Prędkość robocza, obciążenie, posuw i inne warunki procesu
- Informacje z arkusza danych technicznych
- Certyfikat analizy danych
- Dane testowe specyficzne dla aplikacji, jeśli są dostępne
Karta danych technicznych zazwyczaj zawiera typowe lub nominalne informacje o produkcie, podczas gdy Certyfikat analizy podaje określone wyniki analiz lub inspekcji dla określonej partii lub partii.
Nie każdy parametr jest wymagany w każdym zastosowaniu. Odpowiednie informacje zależą od produktu ściernego, procesu i specyfikacji klienta.
Wniosek
WFA, BFA i węglik krzemu to różne materiały ścierne o różnym składzie chemicznym i charakterystyce ziarna. Żaden nie jest uniwersalnie lepszy.
Zarówno WFA, jak i BFA są materiałami ściernymi na bazie korundu, ale zwykle różnią się składem i kruchością. Węglik krzemu należy do innej rodziny materiałów ściernych i jest powszechnie wybierany do różnych przedmiotów obrabianych i warunków przetwarzania.
Dlatego wybór ziarna ściernego powinien opierać się na wymaganiach konkretnego zastosowania, a nie na pojedynczej właściwości materiału, poparty specyfikacjami gatunku, informacjami o konstrukcji narzędzia i, w stosownych przypadkach, testami zastosowania.
Referencje
- Malkin, S. i Guo, C. (2008). Technologia szlifowania: teoria i zastosowania obróbki z użyciem materiałów ściernych. wydanie 2. Prasa przemysłowa.
- Carborundum Universal Limited, oddział Electro Minerals. Biały stopiony tlenek glinu. Informacje techniczne o produkcie.
- Carborundum Universal Limited, oddział Electro Minerals. Brązowy stopiony tlenek glinu. Informacje techniczne o produkcie.
- Materiały ścierne Norton. Ściernica narzędziowa z węglika krzemu 37C. Informacje techniczne o produkcie.