كيفية عمل عجلة الكشط المصنوعة من كربيد السيليكون

تُعد العجلات الكاشطة المصنوعة من كربيد السيليكون خيارًا مثاليًا لطحن المواد منخفضة قوة الشد مثل المعادن واللافلزات، ومع ذلك يمكن أن يكون التحكم فيها أكثر صعوبة من المواد الكاشطة المصنوعة من أكسيد الألومنيوم بسبب الحبيبات الحادة التي تقطع الزجاج والبلاستيك والألواح الليفية متوسطة الكثافة بسهولة ولكن لا يمكنها قطع المواد الأكثر صلابة مثل المعادن أو الخشب الصلب.

الصلابة

يُعد كربيد السيليكون، الذي يبلغ قياسه 9.5 على مقياس موس للصلابة، أحد أقسى حبيبات الكشط الشائعة وخيارًا مثاليًا لصنفرة المواد الصلبة أو صقلها نظرًا لحوافها الحادة وطبيعتها القابلة للتفتيت. ونظراً لعمرها الطويل وقابليتها لإعادة التدوير، تعمل هذه المادة بشكل جيد على المعادن مثل التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم المصفح ولكنها قد تواجه صعوبة عند العمل مع الأسطح الأكثر حساسية مثل الزجاج والرخام.

لا توفر المواد الكاشطة الأخرى، مثل أكسيد الألومنيوم أو cBN، أداء قطع طويل الأمد أو طول العمر؛ فافتقارها إلى صلابة الكسر يجعل الزركونيا الخيار الأفضل عند الطحن من خلال المواد الأكثر صلابة مثل الفولاذ المقسّى؛ كما أن طبيعتها المتينة تجعلها الخيار الأمثل عند التعامل مع الألومنيوم والحديد والمواد البرونزية اللينة. يشير الحرف الأول في كل مواصفات العجلة عادةً إلى نوع الحبيبات التي تحتوي عليها: يشير الحرف A إلى المواد الكاشطة المصنوعة من أكسيد الألومنيوم مثل أكسيد الألومنيوم؛ ويشير الحرف B إلى cBN؛ ويشير الحرف C إلى كربيد السيليكون بينما يشير الحرف Z إلى المواد الكاشطة المصنوعة من الزركونيا - ستقدم كل شركة مصنعة قوائم مختلفة بناءً على قوائم الشركات المصنعة؛ ومع ذلك

الحبيبات

يشير حجم الحبيبات إلى حجم وقوة رابطة الجسيمات الكاشطة الفردية المرتبطة ببعضها البعض، حيث تتمتع الجسيمات الأكبر حجمًا بحبيبات أكبر وبالتالي فهي أكثر ملاءمة للطحن الخشن للمواد اللينة، بينما تميل الجسيمات الأصغر حجمًا إلى القطع بشكل أسرع مع زيادة الحدة وسرعة القطع. تعمل روابط الالتصاق على تثبيت هذه الجسيمات بإحكام داخل عجلاتها - الروابط المزججة أو الراتنجية التي يشيع استخدامها مع عجلات الطحن.

كان من الصعب تاريخيًا استخدام مواد كشط سول جل ألفا ألومينا تاريخيًا مع العجلات المطلية بالألومينا بسبب الروابط القابضة للزاوية التي تحتوي على الألومينا التي تتفاعل مع حبيباتها مما يؤدي إلى أكسدتها ويؤدي إلى انكماش مفرط في هياكل العجلة. توفر الروابط الجديدة الخالية من الألومينا، كما تم الكشف عنها هنا، قوة ميكانيكية محسنة ومقاومة ضد فقدان الشكل، مما يوفر طريقة أسهل لطحن المعادن والمواد الصلبة مقارنةً بمواد الروابط التقليدية التي تحتوي على الألومينا مثل طين كنتاكي بول رقم 6 أو نيفيلين سينيت أو فلينت؛ كما يمكن أيضًا طحن هذه الروابط في درجات حرارة منخفضة لتجنب التفاعل مع نظيرتها من الحبيبات.

السندات

تشير الرابطة إلى قوة المواد التي تربط الحبيبات الكاشطة ببعضها البعض على العجلة، وتستخدم أنواع مختلفة من الروابط لإنشاء عجلات كاشطة مختلفة والتي تقدم أفضل أداء لمواد أو تطبيقات معينة.

أكسيد الألومنيوم، المعروف أيضًا باسم اكسيد الالمونيوم، هو مادة كاشطة شائعة مترابطة تستخدم لطحن المعادن الحديدية والمواد غير الحديدية مثل السيراميك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على هذه المادة في كثير من الأحيان في سن أدوات الكربيد.

غالبًا ما يتم استخدام كربيد السيليكون الأخضر، وهو مادة أكثر صلابة وهشاشة من الكوراندوم، في النقاط والعجلات المترابطة المزججة لطحن المعادن غير الحديدية منخفضة القوة الشد مثل الكربيد الأسمنتي وكذلك المواد الهشة الصلبة مثل الكربيد الأسمنتي.

يتم تشكيل المادة الكاشطة في شكلها المرغوب من خلال عملية طحن خاصة ويتم تثبيتها معًا إما باستخدام الراتنج أو الروابط المزججة. وتبعاً لحبيباتها وقوة/صلابة الروابط، تصنف المادة الكاشطة إما صلبة أو لينة؛ وبصفة عامة، تعمل الدرجات الصلبة بشكل أفضل على المواد الأكثر صلابة بينما تعمل الدرجات اللينة بشكل أفضل على المواد اللينة.

المسامية

تُعد مسامية العجلة المبتكرة جزءًا لا يتجزأ من أدائها، كما يتضح من اختبار الطحن على رقائق السيليكون المحفورة: ذروة القوى العادية المستقرة على مدى مائتي دورة طحن رقاقة مع تقليل الضرر الحراري والميكانيكي لقطعة العمل إلى أدنى حد ممكن.

على النقيض من العجلات التقليدية المربوطة بالراتنجات، أظهرت العجلة المخترعة خصائص طحن مواتية للغاية لطحن الرقائق المحفورة لإنتاج خلفيات نهائية دقيقة مع ذروة قوى عمودية ثابتة نسبيًا وعدم وجود زيادات مفاجئة. على النقيض من هذه النتائج، أنتجت عجلة مقارنة تقليدية مرتبطة بالراتنج ارتفاعًا سريعًا غير مقبول في ذروة القوة العمودية القصوى مما جعلها غير قابلة للاستخدام. وعلى النقيض من ذلك، خلال نفس التجربة، نتج عن العجلة المقارنة التقليدية أثناء نفس التجربة زيادات مستمرة وسريعة في ذروة القوة العمودية مما جعل الشغلة غير قابلة للاستخدام؛ وعلى العكس من ذلك، خلال نفس التجربة أثناء المقارنة، أظهرت العجلات المقارنة التقليدية زيادات مستمرة وسريعة في ذروة القوة العمودية مما جعلها في النهاية غير قابلة للاستخدام؛ وعلى النقيض من ذلك، خلال نفس التجربة، أنتجت العجلة المخترعة أثناء نفس التجربة خصائص طحن مرغوبة للغاية أنتجت خلفية تشطيبات نهائية دقيقة مع زيادات منخفضة وثابتة في ذروة القوة العمودية.

تتميز هذه العجلة الكاشطة بحبيبات كربيد السيليكون الخضراء بحجم 60 حبة من السيليكون، وبرابطة زجاجية مكونة من مواد خام مثل طين كنتاكي الكروي رقم 6 من الطين، والنيفلين سينيت، والصوان وفريت الزجاج. من الناحية المثالية، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الحرق القصوى 1100 درجة مئوية؛ ويمكن التحكم في حجم مسامها باستخدام كريات خزفية مجوفة تتفاعل بشكل تفضيلي مع مكوناتها مع الحفاظ على حبيبات كربيد السيليكون من الأكسدة أثناء الحرق.