Принцип роботи абразивного круга з карбіду кремнію

Абразивні круги з карбіду кремнію є ідеальним вибором для шліфування матеріалів з низькою міцністю на розрив, таких як метали та неметалеві матеріали, проте керувати ними може бути складніше, ніж абразивами з оксиду алюмінію, через надзвичайно гострі зерна, які легко ріжуть скло, пластик та ДВП середньої щільності, але не здатні різати більш тверді матеріали, такі як метал або тверда деревина.

Твердість

Карбід кремнію, який має твердість 9,5 за шкалою Мооса, є одним із найтвердіших поширених абразивних зерен і, завдяки своїм гострим краям та крихкості, є ідеальним вибором для шліфування або полірування твердих матеріалів. Завдяки тривалому терміну експлуатації та можливості переробки цей матеріал особливо добре підходить для обробки таких металів, як титан, нержавіюча сталь та броньований алюміній, але може виявлятися неефективним при роботі з більш делікатними поверхнями, такими як скло та мармур.

Інші абразиви, такі як оксид алюмінію або cBN, не забезпечують такої тривалої ріжучої здатності та довговічності; через їхню недостатню в’язкість на руйнування цирконій є кращим вибором під час шліфування більш твердих матеріалів, таких як загартована сталь; його зносостійкість також робить його оптимальним варіантом для обробки алюмінію, заліза та м’якої бронзи. Перша літера в позначенні кожного круга зазвичай вказує на тип зерна, що входить до його складу: ’A» означає абразиви на основі оксиду алюмінію; «B» — cBN; «C» — карбід кремнію, а «Z» — абразиви на основі цирконію. Кожен виробник пропонує власні переліки відповідно до своїх стандартів; однак

Зброя.

Розмір зерна визначається розміром та міцністю зв’язку окремих абразивних частинок, з’єднаних між собою: більші частинки мають більшу зернистість і тому краще підходять для грубого шліфування м’яких матеріалів, тоді як дрібніші частинки, як правило, забезпечують швидше різання завдяки більшій гостроті та швидкості різання. Ці частинки надійно утримуються в шліфувальних кругах за допомогою адгезійних зв’язків — для шліфувальних кругів зазвичай використовуються склокерамічні або резиноїдні зв’язки.

Абразиви «Sol Gel Alpha Alumina» традиційно було складно використовувати з кругами з алюмінієво-оксидним покриттям через те, що зв’язувальні речовини, які утримують гранули в кутах, містять оксид алюмінію, який вступає в реакцію з абразивним зерном, окислюючи його та призводячи до надмірної усадки структури круга. Нова сполучна суміш без оксиду алюмінію, описана в цьому документі, забезпечує підвищену механічну міцність та стійкість до втрати форми, що робить шліфування металів та твердих матеріалів простішим, ніж при використанні традиційних сполучних матеріалів, що містять оксид алюмінію, таких як глина «Kentucky Ball Clay No. 6», нефеліновий сієніт або кремень; ці зв’язувальні речовини також можна випалювати при нижчих температурах, щоб уникнути реакції з абразивним наповнювачем.

Бонд

Термін «сполука» позначає міцність матеріалів, що утримують абразивні зерна на крузі; для виготовлення різних абразивних кругів, які найкраще підходять для конкретних матеріалів або сфер застосування, використовуються різні види сполук.

Оксид алюмінію, також відомий як корунд, є популярним абразивом на зв’язувачі, який використовується для шліфування чорних металів та кольорових матеріалів, таких як кераміка. Крім того, цю речовину часто застосовують для заточування карбідних інструментів.

Зелений карбід кремнію — матеріал, який є твердішим і крихкішим за корунд, — часто використовується у виготовленні шліфувальних наконечників та кругів зі склоподібною зв’язкою для шліфування кольорових металів з низькою межею міцності, таких як цементований карбід, а також твердих крихких матеріалів, таких як цементований карбід.

Абразивний матеріал формується у потрібну форму за допомогою спеціального процесу шліфування та скріплюється за допомогою смоли або склоподібної зв’язувальної речовини. Залежно від розміру зерна та міцності/жорсткості зв’язувальної речовини абразив класифікується як твердий або м’який; загалом, тверді сорти краще підходять для обробки твердих матеріалів, тоді як м’які сорти демонструють найкращі результати при обробці м’яких матеріалів.

Пористість

Пористість колеса, що є предметом винаходу, є невід’ємною складовою його експлуатаційних характеристик, про що свідчать результати випробувань на шліфування протравлених кремнієвих пластин: стабільні пікові нормальні сили протягом двохсот циклів шліфування пластин при мінімізації як термічних, так і механічних пошкоджень заготовки.

На відміну від традиційних кругів на смоляній основі, запропонований круг продемонстрував надзвичайно сприятливі характеристики шліфування під час зворотного шліфування протравлених пластин, що дозволило отримати дно з високою якістю обробки при відносно постійних пікових нормальних зусиллях без раптових стрибків. На відміну від цих результатів, звичайний порівняльний круг на смоляній основі спричиняв неприйнятно швидке зростання пікового нормального зусилля, що робило його непридатним для використання. Натомість під час того самого експерименту звичайний порівняльний круг спричиняв безперервне, швидке зростання пікового нормального зусилля, що робило оброблюваний об’єкт непридатним; навпаки, під час того самого експерименту, на відміну від цього, звичайні порівняльні круги демонстрували безперервне, стрімке зростання пікових значень нормальної сили, що зрештою зробило їх непридатними для використання; натомість, на відміну від цього, під час того самого експерименту винахідний круг проявив надзвичайно бажані характеристики шліфування, що забезпечили дрібнозернисту поверхню фону при низькому, стабільному зростанні пікових значень нормальної сили.

Цей абразивний круг містить зелені зерна карбіду кремнію розміром 60 за шкалою зернистості та склоподібну сполучну речовину, що складається з таких сировинних матеріалів, як глина «Кентуккі» № 6, нефеліновий сієніт, кремень та скляна фріта. В ідеалі максимальна температура випалу не повинна перевищувати 1100 °C; об’єм пор можна регулювати за допомогою порожнистих керамічних кульок, які переважно вступають у реакцію з компонентами, одночасно захищаючи зерна карбіду кремнію від окислення під час випалу.