Prilikom mljevenja nehrđajućeg čelika 304, aabrazivna traka od silicijum karbidamože postati sjajna i glazirana nakon samo nekoliko minuta. Između abrazivnih zrna se nakuplja metalna strugotina, traka gubi sposobnost rezanja, a brušenje postaje sve teže. Četkanje površine može privremeno vratiti performanse, ali se začepljenje ubrzo vraća.
Mnogi operateri pokušavaju podesiti pritisak ili brzinu trake, samo da bi otkrili da problem i dalje postoji. U mnogim slučajevima, pravi problem je sam abrazivni materijal. Silicijum karbid je tvrd i oštar, ali njegova relativno niska žilavost čini ga manje pogodnim za mlevenje nerđajućeg čelika. Prelazak na acirkonijum abrazivna trakamože značajno smanjiti opterećenje i poboljšati uklanjanje materijala pod odgovarajućim radnim uslovima.
Da bismo razumjeli zašto, moramo pogledati svojstva svakog abraziva i kako se ponašaju tokom brušenja.
1. Zašto se silicijum karbid začepljuje prilikom brušenja nerđajućeg čelika?
Silicijum karbid ima Mohs-ovu tvrdoću od približno 9,5, što ga čini tvrđim od konvencionalnih abrazivnih sredstava od aluminijum oksida. Njegove oštre rezne ivice pružaju odličnu sposobnost rezanja. Međutim, visoka tvrdoća ne znači automatski i bolji učinak brušenja. Silicijum karbid je relativno krhak, sa otpornošću na lom od oko 2-3 MPa·m½.
Pod pritiskom mlevenja, zrna silicijum karbida će se lomiti ili odvojiti, a ne da se postupno troše. Ovo postaje problem prilikom obrade nerđajućeg čelika.
Austenitni nehrđajući čelici kao što su 304 i 316 imaju jaku tendenciju stvrdnjavanja. Kako abrazivna zrna dodiruju radni predmet, površinski sloj može postati tvrđi, što otežava uklanjanje materijala. Umjesto efikasnog rezanja, abrazivna zrna se mogu slomiti ili trljati o očvrsnu površinu.
Dobiveni abrazivni fragmenti se miješaju sa strugotinama od nehrđajućeg čelika. Pod visokom temperaturom i pritiskom, ova mješavina ostaje zarobljena u prostorima između abrazivnih zrna, formirajući kompaktan sloj metalnih naslaga. Ovo je poznato kao abrazivno punjenje ili zastakljivanje trakom.
Kada učitavanje počne, problem postaje sve gori. Prekrivena abrazivna zrna gube sposobnost rezanja, a proces se pomiče sa rezanja na trljanje. Više trenja stvara više topline, dok povećana temperatura čini da se strugotine od nehrđajućeg čelika više prianjaju na remen.
Nerđajući čelik takođe ima relativno nisku toplotnu provodljivost, tako da toplota teži da se koncentriše u zoni mlevenja. U teškim uslovima, transfer metala i lokalizovano vezivanje mogu učiniti naslage posebno teškim za uklanjanje.
Ukratko, tri faktora doprinose začepljenju:
Krhka abrazivna zrna: Fractured particles mix with metal swarf and block the abrasive surface.
Radno kaljenje:Ojačana površina od nerđajućeg čelika otežava efikasno sečenje.
Akumulacija toplote:Visoke temperature povećavaju prianjanje metala i ubrzavaju abrazivno opterećenje.
Ovi kombinovani faktori objašnjavaju zašto se abrazivna traka od silicijum karbida često bori sa brušenjem nerđajućeg čelika.
2. Zašto cirkonijum ima bolji učinak?
Cirkonijum topljeni glinica(ZA), poznatiji kao cirkonijum abraziv, je kompozitni materijal koji se proizvodi spajanjem aluminijum oksida i cirkonijum oksida na visokim temperaturama, nakon čega sledi brzo hlađenje. Tipičan sastav sadrži približno 58-60% Al₂O₃ i 40-42% ZrO₂.
Njegova fina eutektička mikrostruktura, koja se sastoji od blisko raspoređenih faza aluminijuma i cirkonija, daje mu karakterističnu kombinaciju žilavosti i performansi samooštrenja. Ova svojstva čine abrazivnu traku od cirkonija posebno pogodnom za teško brušenje metala.
01. Kontrolirano mikro-frakturiranje i samooštrenje
Glavna prednost cirkonijevog oksida aluminijuma je njegova sposobnost da održi oštre rezne ivice pod velikim opterećenjima brušenja.
Kako se abrazivna zrna troše, mali dijelovi se lome duž njihove mikrostrukture, otkrivajući svježe rezne ivice. Za razliku od lomljenja zrna velikih razmjera, ovo kontrolirano mikro lomljenje pomaže abrazivu da zadrži svoju sposobnost rezanja tokom vremena.
Abrazivna traka od cirkonijevog dioksida stoga može nastaviti efikasno da seče umesto da dozvoli da tupa zrna ostanu na površini i podstiču opterećenje.
02. Veća žilavost za teško brušenje
Cirkonij fuzionisana glinica općenito nudi veću otpornost na lom od konvencionalnog smeđeg aluminij oksida. Ovisno o vrsti materijala i metodi ispitivanja, navedene vrijednosti su približno 4,5–6,8 MPa·m½.
Ova žilavost pomaže abrazivnim zrncima da izdrže veliki pritisak, a da se ne raspadnu previše lako. Stabilnije sečenje proizvodi efikasnije uklanjanje strugotine, dok se smanjuje količina finih abrazivnih ostataka koji mogu ostati zarobljeni između zrna.
03. Efikasnije uklanjanje materijala
Cirkonijum topljena glinica ima relativno visoku gustinu i dizajnirana je za zahtjevne primjene uklanjanja zaliha. Njegova sposobnost da održi oštre rezne ivice pod pritiskom pomaže u poboljšanju efikasnosti brušenja i smanjenju nepotrebnog trenja.
U odgovarajućim aplikacijama od nehrđajućeg čelika, cirkonijum abrazivna traka može dati veće stope uklanjanja materijala od konvencionalnog silicijum karbida. Brže uklanjanje materijala također znači manje vremena utrošenog na brušenje svakog radnog komada, čime se ograničava nakupljanje topline i smanjuje rizik od oštećenja površine.
3. Silicijum karbid vs. cirkonijum: praktično poređenje
| Poređenje | silicijum karbid (SiC) | Cirkonijum topljena glinica (ZA) |
|---|---|---|
| Mohsova tvrdoća | Otprilike 9.5 | Približno 9.0 |
| Čvrstoća loma | 2–3 MPa·m½ | 4,5–6,8 MPa·m½ |
| Ponašanje zrna | Relativno lomljiv; sklona lomovima | Kontrolirano mikro lomljenje i samooštrenje |
| Utovar od nerđajućeg čelika | Vjerovatnije pod neprikladnim uslovima | Generalno niže pod odgovarajućim uslovima |
| Uklanjanje materijala | Ovisno o aplikaciji | Često je efikasniji kod teškog mljevenja |
| Životni vijek pojasa | Zavisi od radnog komada i radnih uslova | Često duže u odgovarajućim aplikacijama za teške uslove rada |
| Tipične primjene | Obojeni metali, staklo, kamen | Nerđajući čelik, ugljenični čelik, legure titana |
Poređenje pokazuje da je silicijum karbid tvrđi, ali glinica topljena cirkonijumom nudi veću žilavost i bolje performanse u mnogim aplikacijama za brušenje čelika za teške uslove rada.
Silicijum karbid još uvek ima važno mesto u abrazivnoj obradi. Dobro radi na materijalima kao što su aluminijum, bakar, staklo i kamen, gde se njegove oštre rezne ivice i visoka tvrdoća mogu u potpunosti iskoristiti. Međutim, za čvrste metale koji se stvrdnjavaju u radu kao što su nehrđajući čelik i ugljični čelik, abrazivna traka od silicijum karbida je često manje prikladna od alternativa na bazi cirkonija.
4. Promjena abraziva je samo dio rješenja
Prelazak na cirkonij abrazivnu traku može pomoći u smanjenju opterećenja, ali parametri brušenja također moraju biti pravilno podešeni kako bi se postigli najbolji rezultati.
01. Primijenite dovoljan pritisak za mljevenje
Cirkonijum abrazivi se oslanjaju na kontrolisano lomljenje zrna kako bi se otkrile sveže rezne ivice. Ako je pritisak prenizak, ovaj mehanizam za samooštrenje možda neće raditi efikasno.
Za mnoge primjene od nehrđajućeg čelika, preporučuje se početni pritisak od oko 3 kg/cm². Za teške operacije može biti potrebno 5-8 kg/cm², ovisno o stroju i radnom komadu.
Tvrdoća kontaktnog točka je takođe važna. Točak sa tvrđim kontaktom, često oko 70–90 Shore A, može pomoći u efikasnijem prenošenju pritiska na abrazivna zrna.
02. Držite brzinu trake pod kontrolom
Brzina trake od približno 25-35 m/s je koristan početni raspon za mnoge operacije brušenja nehrđajućeg čelika. Previše velike brzine mogu povećati stvaranje topline i mogu smanjiti dubinu reza po zrnu abraziva.
Jednostavno brže pokretanje trake ne poboljšava uvijek produktivnost. Pravilan odabir brzine trebao bi uravnotežiti uklanjanje materijala, završnu obradu površine i kontrolu temperature.
03. Koristite pravu rashladnu tečnost
Suvo mljevenje nehrđajućeg čelika može otežati kontrolu temperature. Gdje je moguće, koristite odgovarajuću emulziju za mljevenje koja sadrži aditive za ekstremni pritisak.
Početna tačka za dovod rashladnog sredstva može biti protok od najmanje 20 L/min na 0,3–0,5 MPa, zavisno od kapaciteta mašine i zahteva procesa.
Rashladna tečnost čini više od uklanjanja toplote. Takođe pomaže u podmazivanju kontaktne zone, smanjujući trenje i prianjanje metala. Za suho brušenje, cirkonijum abrazivna traka sa odgovarajućim završnim premazom protiv opterećenja ili podmazivanja može pomoći u smanjenju nakupljanja materijala.
04. Odaberite ispravnu veličinu granulacije
Za početno uklanjanje materijala na nehrđajućem čeliku, P36–P60 je često prikladan raspon. Krupnija zrna pružaju više prostora za čišćenje strugotine i manja je vjerovatnoća da će se začepiti metalnim strugotinama.
Počinjanje direktno s finim zrncima kao što su P120 ili P180 može uzrokovati opterećenje jer manji razmaci između abrazivnih zrna otežavaju uklanjanje strugotine.
Bolji pristup je da prvo uklonite materijal s krupnijim zrncima, a zatim prođete kroz progresivno sitnije zrnca. Izbjegavajte nepotrebno velike skokove između veličina zrna.
5. Uskladite abraziv sa radnim komadom
Silicijum karbid nije loš abraziv; jednostavno ga treba koristiti na pravim materijalima. Brusna traka od silicijum karbida posebno je pogodna za brušenje aluminijuma, bakra, stakla i kamena, gde njena tvrdoća i oštrina nude jasne prednosti.
Za nehrđajući čelik i ugljični čelik, cirkonijum abrazivna traka je općenito bolja opcija zbog svoje žilavosti i karakteristika samooštrenja. Prilikom brušenja čak i zahtjevnijih materijala, kao što su legure titana i superlegura na bazi nikla, mogu se uzeti u obzir i keramičke abrazivne trake.
Opterećenje abrazivne trake rijetko je uzrokovano samo jednim faktorom. Odabir abraziva je važan, ali tvrdoća kontaktnog točka, pritisak brušenja, brzina trake i uslovi hlađenja utiču na performanse.
Prilikom brušenja nehrđajućeg čelika, krhkost abrazivne trake od silicijum karbida može otežati kontrolu opterećenja. Prelazak na odgovarajuću cirkonijsku abrazivnu traku je često efikasnije dugoročno rješenje od stalnog prilagođavanja postavki stroja. Kombinirajte pravi abraziv sa optimiziranim parametrima brušenja i možete postići bolje uklanjanje strugotine, duži vijek trajanja trake, stabilnije performanse i niže ukupne troškove obrade.
