Como funciona um disco abrasivo de carboneto de silício

Os discos abrasivos de carboneto de silício são a escolha ideal para esmerilar materiais com baixa resistência à tração, como metais e materiais não metálicos; no entanto, podem ser mais difíceis de controlar do que os abrasivos de óxido de alumínio, devido aos grãos extremamente afiados que cortam facilmente vidro, plástico e painéis de fibra de densidade média, mas não conseguem cortar materiais mais duros, como metal ou madeira dura.

Dureza

O carboneto de silício, com uma dureza de 9,5 na escala de Mohs, é um dos grãos abrasivos comuns mais duros e uma escolha ideal para o lixamento ou polimento de materiais duros, devido às suas arestas afiadas e à sua natureza friável. Devido à sua longa vida útil e capacidade de reciclagem, este material funciona particularmente bem em metais como o titânio, o aço inoxidável e o alumínio blindado, mas pode apresentar dificuldades ao trabalhar com superfícies mais delicadas, como o vidro e o mármore.

Outros abrasivos, como o óxido de alumínio ou o cBN, não oferecem um desempenho de corte tão duradouro nem a mesma longevidade; a sua falta de resistência à fratura torna a zircónia a escolha superior na retificação de materiais mais duros, como o aço temperado; a sua natureza duradoura também a torna a opção ideal no trabalho com alumínio, ferro e materiais de bronze macio. A primeira letra em cada especificação do disco indica normalmente o tipo de grão que contém: A significa abrasivos de óxido de alumínio, como o próprio óxido de alumínio; B refere-se ao cBN; C indica carboneto de silício, enquanto Z significa abrasivos de zircónia – cada fabricante disponibiliza listas diferentes com base nas suas próprias especificações; no entanto

Determinação

A granulometria refere-se ao tamanho e à resistência da ligação entre as partículas abrasivas individuais unidas entre si, sendo que as partículas maiores apresentam maior granularidade e, por isso, são mais adequadas para a retificação grosseira de materiais macios, enquanto as partículas mais pequenas tendem a cortar mais rapidamente, com maior nitidez e velocidade de corte. As ligas de adesão mantêm estas partículas firmemente fixadas nos discos — sendo as ligas vitrificadas ou resinoides as mais comummente utilizadas nos discos de esmerilagem.

Os abrasivos Sol Gel Alpha Alumina têm sido, historicamente, difíceis de utilizar com discos revestidos de alumina, devido às ligas de fixação dos grãos que contêm alumina e que reagem com os grãos, oxidando-os e provocando um encolhimento excessivo das estruturas dos discos. Um novo aglutinante isento de alumina, tal como aqui descrito, oferece uma resistência mecânica melhorada e maior resistência à perda de forma, proporcionando um método mais fácil de retificação de metais e materiais duros do que com os materiais aglutinantes tradicionais que contêm alumina, tais como a argila de Kentucky n.º 6, a sienite nefelínica ou o sílex; estas ligas também podem ser cozidas a temperaturas mais baixas, de modo a evitar a reação com os grãos correspondentes.

Obrigação

A ligação refere-se à resistência dos materiais que mantêm os grãos abrasivos unidos num disco, sendo utilizados vários tipos de ligações para criar diferentes discos abrasivos que apresentam o melhor desempenho para determinados materiais ou aplicações.

O óxido de alumínio, também conhecido como corindo, é um abrasivo aglomerado muito utilizado para esmerilar metais ferrosos e materiais não ferrosos, como a cerâmica. Além disso, esta substância é frequentemente utilizada para afiar ferramentas de metal duro.

O carboneto de silício verde, um material mais duro e mais frágil do que o corindo, é frequentemente utilizado em pontas e discos com ligante vitrificado para a retificação de metais não ferrosos com baixa resistência à tração, como o carboneto cimentado, bem como de materiais duros e frágeis, tais como o carboneto cimentado.

Um material abrasivo é moldado na forma desejada através de um processo especial de retificação e mantido unido por meio de ligantes de resina ou vitrificados. Dependendo do seu grão e da resistência/rigidez do ligante, um abrasivo é classificado como duro ou macio; de um modo geral, os tipos duros funcionam melhor em materiais mais duros, enquanto os tipos macios têm melhor desempenho em substâncias macias.

Porosidade

A porosidade de um disco inovador é um componente essencial para o seu desempenho, conforme demonstrado pelo teste de esmerilagem realizado em pastilhas de silício gravadas: forças normais de pico estáveis ao longo de mais de duzentos ciclos de esmerilagem de pastilhas, minimizando simultaneamente os danos térmicos e mecânicos na peça de trabalho.

Em contraste com os discos convencionais ligados com resina, um disco inovador apresentou características de esmerilagem extremamente favoráveis para a esmerilagem posterior das pastilhas gravadas, permitindo obter fundos com acabamento fino, com forças normais de pico relativamente constantes e sem aumentos repentinos. Em contraste com estes resultados, um disco comparativo convencional aglomerado com resina produziu um aumento inaceitavelmente rápido da força normal de pico, o que o tornou inutilizável. Por outro lado, durante a mesma experiência, o disco comparativo convencional resultou em aumentos contínuos e rápidos da força normal de pico, o que tornou a peça de trabalho inutilizável; por outro lado, durante a mesma experiência, em comparação, os discos de referência convencionais apresentaram aumentos contínuos e rápidos na força normal de pico, o que acabou por torná-los inutilizáveis; em contrapartida, durante a mesma experiência, o disco inventado apresentou características de retificação altamente desejáveis, que produziram um fundo de acabamento fino, mantendo aumentos baixos e consistentes na força normal de pico.

Este disco abrasivo apresenta grãos verdes de carboneto de silício com granulometria de 60 e uma ligação vítrea composta por matérias-primas como a argila plástica do Kentucky n.º 6, sienito nefelínico, sílex e frita de vidro. Idealmente, a sua temperatura máxima de cozedura não deve exceder os 1100 °C; o seu volume poroso pode ser controlado através da utilização de esferas cerâmicas ocas que reagem preferencialmente com os seus componentes, evitando simultaneamente a oxidação dos grãos de carboneto de silício durante a cozedura.