Come funziona una mola abrasiva al carburo di silicio

Le ruote abrasive al carburo di silicio sono la scelta ideale per la rettifica di materiali a bassa resistenza alla trazione come metalli e non metalli, ma possono essere più difficili da controllare rispetto agli abrasivi all'ossido di alluminio a causa dei grani affilati che tagliano facilmente vetro, plastica e pannelli di fibra a media densità, ma non possono tagliare materiali più duri come metallo o legno duro.

Durezza

Il carburo di silicio, che misura 9,5 sulla scala di durezza di Mohs, è uno dei grani abrasivi più duri e rappresenta la scelta ideale per la levigatura e la lucidatura di materiali duri, grazie ai suoi bordi taglienti e alla sua natura friabile. Grazie alla sua lunga durata e riciclabilità, questo materiale funziona particolarmente bene su metalli come il titanio, l'acciaio inossidabile e l'alluminio blindato, ma può avere difficoltà quando si lavora con superfici più delicate come il vetro e il marmo.

Altri abrasivi, come l'ossido di alluminio o il cBN, non offrono prestazioni di taglio o longevità altrettanto durature; la loro mancanza di tenacità alla frattura rende l'ossido di zirconio la scelta migliore per la rettifica di materiali più duri come l'acciaio temperato; la sua natura durevole lo rende anche l'opzione ottimale quando si tratta di alluminio, ferro e materiali in bronzo dolce. La prima lettera delle specifiche di ogni mola indica solitamente il tipo di grana che contiene: A indica gli abrasivi in ossido di alluminio, come l'ossido di alluminio; B si riferisce al cBN; C indica il carburo di silicio, mentre Z indica gli abrasivi in zirconia.

Grinta

La granulometria si riferisce alla dimensione e alla forza di adesione delle singole particelle abrasive legate tra loro; le particelle più grandi hanno una granularità maggiore e sono quindi più adatte alla sgrossatura di materiali morbidi, mentre le particelle più piccole tendono a tagliare più velocemente, con una maggiore affilatura e velocità di taglio. I legami di adesione mantengono queste particelle saldamente all'interno delle mole, con legami vetrificati o resinoidi comunemente utilizzati nelle mole.

Gli abrasivi Sol Gel Alpha Alumina sono stati storicamente difficili da usare con le mole rivestite di allumina a causa dei legami angolari contenenti allumina che reagiscono con la grana, ossidandola e portando a un eccessivo restringimento delle strutture della mola. Un nuovo legante privo di allumina, come quello qui descritto, offre una migliore resistenza meccanica e una maggiore resistenza alla perdita di forma, fornendo un metodo più semplice per la rettifica di metalli e materiali duri rispetto ai leganti tradizionali contenenti allumina, come l'argilla Kentucky Ball No. 6, la sienite nefelinica o la selce; questi leganti possono anche essere cotti a temperature più basse per evitare di reagire con la loro controparte in graniglia.

Legame

Il legame si riferisce alla forza dei materiali che tengono insieme i grani abrasivi su una ruota, e vari tipi di legami sono utilizzati per creare ruote abrasive diverse che funzionano meglio per particolari materiali o applicazioni.

L'ossido di alluminio, noto anche come corindone, è un popolare abrasivo legato utilizzato per la rettifica di metalli ferrosi e materiali non ferrosi come la ceramica. Inoltre, questa sostanza si trova spesso per affilare gli utensili in carburo.

Il carburo di silicio verde, un materiale più duro e più fragile del corindone, è spesso utilizzato nelle punte e nelle mole vetrificate per la rettifica di metalli non ferrosi a bassa resistenza alla trazione, come il carburo cementato, e di materiali duri e fragili come il carburo cementato.

Un materiale abrasivo viene formato nella forma desiderata attraverso uno speciale processo di macinazione e tenuto insieme mediante legami resinosi o vetrificati. A seconda della grana e della forza/rigidità del legante, un abrasivo viene classificato come duro o morbido; in generale, i tipi duri lavorano meglio sui materiali più duri, mentre i tipi morbidi si comportano meglio con le sostanze morbide.

Porosità

La porosità di una mola inventiva è una componente integrale delle sue prestazioni, come dimostra il test di rettifica su wafer di silicio incisi: forze normali di picco stabili per duecento cicli di rettifica di wafer, riducendo al minimo i danni termici e meccanici al pezzo.

Rispetto alle mole tradizionali con legante in resina, una mola inventata ha mostrato caratteristiche di rettifica estremamente favorevoli per rettificare i wafer incisi e produrre fondi di finitura fini con forze normali di picco relativamente costanti e senza aumenti improvvisi. In contrasto con questi risultati, una mola convenzionale con legante in resina ha prodotto un aumento inaccettabile e rapido della forza normale di picco che l'ha resa inutilizzabile. Al contrario, durante lo stesso esperimento, la mola comparativa convenzionale ha prodotto continui e rapidi aumenti della forza normale di picco che hanno reso inutilizzabile il pezzo in lavorazione; al contrario, durante lo stesso esperimento, le mole comparative convenzionali hanno mostrato continui e rapidi aumenti della forza normale di picco che alla fine le hanno rese inutilizzabili; al contrario, al confronto, durante lo stesso esperimento la mola inventata ha prodotto caratteristiche di rettifica altamente desiderabili che hanno prodotto sfondi di finitura fini pur avendo aumenti di forza normale di picco bassi e costanti.

Questa mola abrasiva è caratterizzata da grani di carburo di silicio verde di grana 60 e da un legante vetroso composto da materie prime come l'argilla Kentucky ball no. 6, sienite nefelinica, selce e fritta di vetro. Idealmente, la sua temperatura massima di cottura non dovrebbe superare i 1100deg C; il volume dei pori può essere controllato utilizzando sfere ceramiche cave che reagiscono preferenzialmente con i suoi componenti, preservando i grani di carburo di silicio dall'ossidazione durante la cottura.