Resumen de herramientas abrasivas

Los abrasivos son herramientas que se utilizan para esmerilar, esmerilar y pulir. La mayoría de las herramientas abrasivas son herramientas abrasivas artificiales hechas de abrasivos y aglutinantes, y también hay herramientas abrasivas naturales procesadas directamente a partir de rocas minerales naturales. Además de usarse ampliamente en la fabricación de maquinaria y otras industrias de procesamiento de metales, las herramientas abrasivas también se usan en el procesamiento de granos, la industria de fabricación de papel y el procesamiento de materiales no metálicos como cerámica, vidrio, piedra, plástico, caucho y madera.
Descripción general
La estructura de la herramienta abrasiva se divide aproximadamente en tres categorías: apretada, media y suelta. Cada categoría se puede subdividir en números, etc., y se distinguen por números de organización. Cuanto mayor sea el número de estructura de la herramienta abrasiva, menor será el porcentaje de volumen del abrasivo en la herramienta abrasiva y mayor será el espacio entre los granos abrasivos, lo que significa que más suelta será la estructura. Por el contrario, cuanto menor sea el número de organizaciones, más estricta será la organización. Las herramientas abrasivas con una estructura más suelta no son fáciles de pasivar durante el uso, generan menos calor durante el proceso de rectificado y pueden reducir la deformación térmica y las quemaduras de la pieza de trabajo. Los granos abrasivos de la herramienta abrasiva con una estructura apretada no se caen fácilmente, lo que es beneficioso para mantener la forma geométrica de la herramienta abrasiva. La estructura de la herramienta abrasiva sólo se controla según la fórmula de la herramienta abrasiva durante la fabricación y generalmente no se mide. Los abrasivos aglomerados superabrasivos son principalmente abrasivos hechos de diamante, nitruro de boro cúbico, etc. aglutinados con aglutinantes. Debido al alto precio y la buena resistencia al desgaste del diamante y el nitruro de boro cúbico, las herramientas abrasivas aglomeradas fabricadas con ellos son diferentes de las herramientas abrasivas aglomeradas ordinarias. Además de la capa abrasiva superdura, también hay una capa de transición y una matriz. La capa superabrasiva es la parte que desempeña una función de corte y está compuesta de agentes superabrasivos y aglutinantes. El sustrato desempeña un papel de apoyo en la molienda y está compuesto de metal, baquelita o cerámica. La capa de transición se utiliza para conectar la matriz y la capa superabrasiva. Está compuesto por un agente adhesivo y, en ocasiones, puede omitirse. Los aglutinantes más utilizados incluyen resina, metal, metal galvanizado y cerámica. Los procesos de fabricación de herramientas abrasivas aglomeradas incluyen: distribución, mezcla, moldeado, tratamiento térmico, procesamiento e inspección, etc. Dependiendo del aglutinante, el proceso de fabricación también es diferente. Las herramientas abrasivas aglomeradas cerámicas utilizan principalmente el método de prensado. Después de pesar el abrasivo y el aglutinante según la proporción en peso de la fórmula, se colocan en una mezcladora y se mezclan uniformemente, luego se colocan en un molde de metal y se forma la pieza en bruto de la herramienta abrasiva en la prensa. La pieza en bruto se seca y luego se introduce en el horno para cocerla. La temperatura de cocción es generalmente de alrededor de 1300 grados. Cuando se utiliza aglutinante sinterizado de bajo punto de fusión, la temperatura de cocción es inferior a 1000 grados. Luego se procesa con precisión de acuerdo con el tamaño y la forma especificados y finalmente se inspecciona el producto. Los abrasivos aglomerados con resina generalmente se forman en una prensa a temperatura ambiente y algunos utilizan un proceso de prensado en caliente que utiliza calentamiento y presión en condiciones de calentamiento. Después de la conformación, se endurece en un horno de endurecimiento. Cuando se utiliza resina fenólica como aglutinante, la temperatura de endurecimiento es de 180 a 200 grados. Los abrasivos aglutinantes de caucho se mezclan principalmente utilizando un par de máquinas de rodillos, se laminan en láminas delgadas y luego se perforan y forman con una cuchilla perforadora; algunos también utilizan materiales sueltos, que se colocan en un molde de metal y se les da forma en una prensa. Después del moldeo, se vulcaniza en un tanque de vulcanización a una temperatura de 165 a 180 grados. Hay dos procesos de fabricación para herramientas abrasivas con aglomerantes metálicos: pulvimetalurgia y galvanoplastia, que se utilizan principalmente para herramientas abrasivas con aglomerantes abrasivos superduros. El método de pulvimetalurgia utiliza bronce y otros materiales como agente aglutinante. Después de mezclar, se prensa en caliente o a temperatura ambiente para darle forma y luego se sinteriza. El método de galvanoplastia utiliza níquel o una aleación de níquel-cobalto como metal de galvanoplastia, y los abrasivos se unen al sustrato de acuerdo con el proceso de galvanoplastia para fabricar herramientas abrasivas. Los tipos especiales de abrasivos incluyen abrasivos de corindón sinterizado y abrasivos de fibra. Las herramientas de rectificado de corindón sinterizado se fabrican mezclando y dando forma a polvo de óxido de aluminio y una cantidad adecuada de óxido de cromo, y sinterizando a aproximadamente 1800 grados. Este tipo de herramienta abrasiva tiene una estructura compacta y alta resistencia, y se utiliza principalmente para procesar piezas como relojes e instrumentos. Los abrasivos de fibra están hechos de filamentos de fibra (como filamentos de nailon) que contienen abrasivos o se adhieren a ellos. Tienen buena elasticidad y se utilizan principalmente para pulir materiales metálicos y sus productos.
Uso
Durante el uso de la herramienta abrasiva, cuando los granos abrasivos se despuntan, debido a la fragmentación parcial de los propios granos abrasivos o a la fractura del enlace, los granos abrasivos se caen parcial o completamente de la herramienta abrasiva, y continúan apareciendo nuevos recortes. aparecen en la superficie de trabajo abrasiva de la herramienta abrasiva. El filo, o la exposición constante de nuevos granos abrasivos afilados, permite que la herramienta abrasiva mantenga el rendimiento de corte dentro de un cierto período de tiempo. Esta propiedad de autoafilado de las herramientas abrasivas es una característica sobresaliente en comparación con las herramientas de corte comunes.
Ya en el Neolítico, los humanos comenzaron a utilizar piedras de afilar naturales para procesar herramientas como cuchillos de piedra, hachas de piedra, herramientas de hueso, herramientas de cuerno y herramientas de dientes; En el siglo XIX apareció en Estados Unidos la cerámica cocida combinando abrasivos naturales con arcilla. Muela; Alrededor de 1900, aparecieron los abrasivos artificiales y se produjeron una tras otra varias herramientas abrasivas hechas de abrasivos artificiales, creando las condiciones para el rápido desarrollo de las rectificadoras y rectificadoras. Desde entonces, la proporción de abrasivos naturales en los abrasivos ha ido disminuyendo gradualmente.
Los abrasivos se pueden dividir en dos tipos según su fuente de materia prima: abrasivos naturales y abrasivos artificiales. Las únicas herramientas abrasivas naturales que se utilizan habitualmente en la industria de la maquinaria son las piedras de aceite. Los abrasivos artificiales se clasifican según sus formas básicas y características estructurales, incluidas muelas abrasivas, cabezales abrasivos, piedras de afilar y baldosas de arena, que en conjunto se denominan cinco categorías: abrasivos aglomerados y abrasivos revestidos. Además, los abrasivos también se clasifican habitualmente como herramientas abrasivas.
Clasificación
Según los diferentes abrasivos utilizados, los abrasivos aglomerados se pueden dividir en abrasivos aglomerados abrasivos ordinarios y abrasivos aglomerados superabrasivos. El primero utiliza abrasivos comunes como corindón y carburo de silicio, y el segundo está hecho de superabrasivos como diamante y nitruro de boro cúbico. Además, existen variantes especiales, como las herramientas abrasivas de corindón sinterizado.
Los abrasivos aglomerados abrasivos ordinarios son abrasivos que consolidan los abrasivos ordinarios en una determinada forma y tienen una cierta resistencia mediante un agente adhesivo. Generalmente compuestas de abrasivos, aglutinantes y poros, estas tres partes a menudo se denominan los tres elementos de los abrasivos aglomerados.
Los abrasivos desempeñan un papel cortante en las herramientas abrasivas. El aglutinante es un material que consolida abrasivos sueltos en herramientas abrasivas. Hay dos tipos: inorgánicos y orgánicos. Los aglutinantes inorgánicos incluyen cerámica, amaranto y silicato de sodio, etc.; Los aglutinantes orgánicos incluyen resina, caucho y goma laca, etc. Los más utilizados son los adhesivos cerámicos, de resina y caucho.
Los poros desempeñan un papel en la contención y descarga de virutas de desgaste durante el rectificado y pueden albergar refrigerante, lo que ayuda a disipar el calor del rectificado. Para cumplir con ciertos requisitos de procesamiento especiales, los poros también pueden impregnarse con ciertas cargas, como azufre y parafina, para mejorar el rendimiento de la herramienta abrasiva. Este relleno también se denomina cuarto elemento de la herramienta abrasiva.
Los elementos que representan las características de los abrasivos aglomerados abrasivos ordinarios incluyen: forma, tamaño, tamaño de partícula, dureza, estructura y agente aglutinante. La dureza de la herramienta abrasiva se refiere a la facilidad con la que las partículas abrasivas caen de la superficie de la herramienta abrasiva bajo la acción de una fuerza externa. Refleja la fuerza de la unión para retener las partículas abrasivas.
Tamaño del grano abrasivo
El tamaño de partícula se refiere al tamaño de las partículas abrasivas y su tamaño se expresa mediante el número de tamaño de partícula.
La norma nacional estipula dos tamaños de partículas: abrasivo y micropolvo.
El tamaño de partícula se refiere al tamaño de las partículas abrasivas. El tamaño de las partículas se divide en dos categorías: granos abrasivos y micropolvo. Los abrasivos con tamaños de partículas grandes, superiores a 40 μm, se denominan granos abrasivos. Clasificado por el método de cribado, el número de tamaño de partícula se expresa por el número de orificios por pulgada en la criba a través de los cuales pasan las partículas abrasivas. Por ejemplo, un grano abrasivo de 60# significa que su tamaño es suficiente para pasar a través de una criba con 60 orificios por pulgada. Los abrasivos con tamaños de partículas inferiores a 40 μm se denominan micropolvo. Utilice el método de medición microscópica para clasificar, utilice W y el número que sigue para representar el número de tamaño de partícula, y el valor después de W representa el tamaño real del micropolvo. Por ejemplo, W20 indica que el tamaño real del micropolvo es de 20 μm. Los tamaños de partículas abrasivas de varios tamaños de partículas se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Número de tamaño de partícula abrasiva y tamaño de partícula
La función del agente adhesivo es unir el abrasivo en una muela con cierta resistencia y forma. La resistencia, la resistencia al impacto, la resistencia al calor y la resistencia a la corrosión de la muela dependen principalmente del rendimiento de la unión.
Los agentes adhesivos comúnmente utilizados incluyen el agente adhesivo cerámico (V), el agente adhesivo de resina (B), el agente adhesivo de caucho (R) y el agente adhesivo de metal (M).
Enlace cerámico: el más utilizado, adecuado para círculos exteriores, círculos interiores, planos, rectificado sin centros y muelas abrasivas, etc.;
Unión de resina: adecuada para cortar y ranurar muelas abrasivas de obleas y muelas abrasivas de alta velocidad;
Unión de goma: adecuada para muelas guía de rectificado sin centros y muelas de pulido;
Unión metálica: adecuada para muelas abrasivas de diamante, etc.
Dureza de la herramienta abrasiva
La dureza de la herramienta abrasiva depende principalmente de la cantidad de aglutinante añadido y de la densidad de la herramienta abrasiva. Si los granos abrasivos se caen fácilmente, significa que la dureza de la herramienta abrasiva es baja; de lo contrario, significa que la dureza es alta. Los niveles de dureza generalmente se dividen en siete niveles: extrablando, blando, medioblando, medio, medioduro, duro y extraduro. Estos niveles se pueden subdividir en varios niveles más pequeños. Los métodos más comúnmente utilizados para medir la dureza de herramientas abrasivas incluyen el método del cono manual, el método del cono mecánico, el método del probador de dureza Rockwell y el método del probador de dureza con chorro de arena.
La dureza de la herramienta abrasiva tiene una relación correspondiente con su módulo elástico dinámico, lo que favorece el uso del método de audio para medir el módulo elástico dinámico de la herramienta abrasiva para expresar la dureza de la herramienta abrasiva. En el proceso de rectificado, si el material de la pieza a rectificar tiene una alta dureza, generalmente se utilizan herramientas abrasivas con baja dureza; en caso contrario se utilizan herramientas abrasivas de gran dureza.