Bahan yang berperan memotong dalam penggilingan, lapping dan polishing secara kolektif disebut abrasif. Bahan abrasif paling awal yang digunakan manusia semuanya adalah bahan abrasif alami. Dengan penelitian lebih dalam tentang bahan abrasif, orang menemukan bahwa hampir semua bahan abrasif alami mengandung komponen alumina. Setelah mencoba mensintesisnya, ditemukan bahwa bahan abrasif alumina buatan memiliki kinerja yang lebih baik daripada bahan abrasif alami.
Sejarah perkembangan bahan abrasif alumina
| Era | Variasi |
| 1897 | Korundum coklat (Perusahaan Norton Amerika Serikat) |
| 1910 | Alumina putih |
| 1936 | Alumina semi-rapuh emas rendah |
| 1946 | Alumina kristal tunggal |
| 1954 | Alumina mikrokristalin |
| 1962 | alumina krom |
| 1962 | Alumina yang disinter |
| 1963 | Alumina berlian |
| 1972 | Alumina sinter mikrokristalin |
| 1980S | alumina keramik (Perusahaan Norton Amerika, 3Perusahaan M) |
Sejarah perkembangan bahan abrasif alumina
Di dalam 1981, perusahaan 3M Amerika pertama kali memperkenalkan jenis abrasif baru yang disebut “Kubitron”, dengan struktur mikrokristalin yang sangat seragam, ketangguhannya adalah 2.3 kali lebih tinggi dari alumina biasa, kapasitas penggilingan didasarkan pada benda kerja yang berbeda, lebih tinggi dari alumina biasa 1 ~ 3 kali, mudah untuk menjaga ketajaman ujung tombak. Setelah itu, bahan abrasif bernama SG yang dikembangkan oleh Norton Company mulai terlihat.
Karakteristik bahan abrasif alumina keramik (SG abrasif)
α-Al2O3 adalah struktur alumina, yang memiliki struktur paling stabil di antara semua fase aluminium oksida dan termasuk dalam sistem kristal tripartit. Dibandingkan dengan bahan abrasif alumina biasa, bahan abrasif alumina keramik memiliki karakteristik yang lebih luar biasa.
| Tipe abrasif | kekerasan mikro /IPK |
Nilai ketangguhan | Partikel tunggal kuat tekan/N |
Tingkat rusak /% |
Pakaian atas rasio kecepatan |
|
| Penggilingan bola metode |
Kic/MPa.m½ | |||||
| Alumina putih | 18.5 | 1 | 2.7 | 16.7 | 44 | 9.7 |
| Silikon karbida | 21.5 | 0.7-1.0 | 3.1 | – | – | 11 |
| Mikrokristalin alumina keramik |
19-24 | 1.9-2.2 | 3.5-4.3 | 24.5-39.2 | 22 | 1-3 |
| CBN | 54 | – | – | 60-100 | – | – |
| Berlian | 70 | – | – | 80-192 | – | – |
Sifat fisik beberapa bahan abrasif
Ukuran butiran halus dan struktur seragam. Keramik alumina bersifat abrasif karena proses sol-gelnya, proses persiapan, distribusi bahan baku merata, reaksinya selesai, lebih sedikit pengotor, suhu sintering yang dibutuhkan rendah, sehingga struktur mikro abrasif yang dihasilkan seragam, ukuran butiran halus.
Ketangguhan yang bagus, umur panjang. Ketangguhan abrasif alumina keramik jauh lebih tinggi daripada abrasif alumina leburan biasa, adalah 1,5~2 kali dari yang terakhir, panas penggilingan kecil, suhu penggilingan rendah, retensi bentuk roda bagus, daya tahan tinggi, mudah untuk mendapatkan presisi tinggi serta konsistensi ukuran dan bentuk bila diterapkan pada penggilingan presisi.
Mengasah diri dengan baik, efisiensi penggilingan yang tinggi. Bahan abrasif alumina keramik dapat terus-menerus mengekspos ujung tombak mikro baru dalam proses pemotongan, dan butiran abrasif selalu dalam keadaan tajam, sehingga dapat mempertahankan kinerja penggilingan yang stabil, dan dapat digunakan untuk pemotongan dengan kedalaman yang besar, pakan besar, dan penggilingan beban berat. Lebih jarang mengganti roda gerinda, untuk secara efektif meningkatkan efisiensi produksi dan sangat mengurangi biaya produksi.
Fleksibilitas yang baik dan kinerja biaya tinggi. Dapat digunakan untuk penggilingan kering dan penggilingan basah, didinginkan dengan air atau minyak, dan dapat digunakan untuk menggiling logam besi atau non-besi, yang menutupi kekurangan CBN dan intan dalam penggilingan, dan harganya jauh lebih rendah dari keduanya, dan perawatannya mudah, dan tidak memerlukan peralatan khusus, dan frekuensi perawatannya lebih sedikit, sehingga mudah untuk mewujudkan produksi otomatis.
Proses sintesis prekursor abrasif alumina keramik
Bahan abrasif alumina keramik umumnya diperoleh dengan cara dikeringkan, granulasi dan sintering prekursor aluminium oksida seperti aluminium hidroksida atau hidrotalsit tipis yang diusulkan. Diantaranya, metode sintesis prekursor terutama mencakup metode fase padat dan metode fase cair.
| Metode Sintesis | Proses Sintesis | |
| Metode fase padat | Termal fase padat metode dekomposisi |
Suatu metode yang memanfaatkan dekomposisi termal bahan mentah padat dalam kondisi tertentu untuk menghasilkan partikel padat baru. |
| Metode sintering bubuk | Memperkenalkan spesies kristal atau aditif sintering dalam proses penggilingan bola mikropowder, sehingga menghancurkan partikel alumina bulat berpori dan memurnikan partikel. Kemudian produk akhir dapat diperoleh dengan cara dicetak, granulasi dan sintering. | |
| Metode fase cair | Pengendapan kimia | Garam logam terlarut dari berbagai komponen dikonfigurasikan ke dalam larutan menurut perbandingan tertentu, dan kemudian endapan yang sesuai ditambahkan atau dibiarkan terhidrolisis pada suhu tertentu untuk mengendapkan hidroksida atau garam yang tidak larut. Endapannya kemudian dicuci dan dibakar hingga diperoleh bahan keramik yang diinginkan. |
| Metode hidrotermal | Metode sintesis zat yang tidak dapat disintesis dengan mudah pada suhu dan tekanan kamar dalam bejana bertekanan tertutup dengan air sebagai medianya. | |
| Metode sol-gel | Metode penggunaan tablet kimia logam organik atau anorganik untuk mencampur dan bereaksi secara seragam dalam kondisi tertentu, memperoleh sistem sol-gel yang stabil dan tidak diendapkan melalui sol-gelasi, dan kemudian memperoleh produk keramik yang dibutuhkan melalui dehidrasi, pengeringan, sintering, dan langkah-langkah lain setelah penuaan dalam jangka waktu tertentu dan diubah menjadi gel. | |
Metode fase cair telah menjadi salah satu metode preparasi abrasif alumina keramik yang paling banyak digunakan karena serangkaian keunggulan seperti proses preparasi yang sederhana., konsumsi energi yang rendah dan polusi lingkungan yang rendah, diantaranya metode sol-gel yang paling disukai oleh para peneliti.
Untuk pertama kalinya proses sol-gel diterapkan pada proses sintesis abrasif alumina dari perusahaan 3M Amerika Serikat dalam paten US4314827 yang memperkenalkan teknologi tersebut: penggunaan bubuk mikro Al2O3-H2O (Boehmit) untuk bahan baku aluminium, bahan baku pertama dan air dicampur menjadi suspensi, lalu ditambahkan ke dalam pelarut gom (misalnya, HNO3, HCl, atau larutan asam asetat, dll.) untuk menjadikannya hidrosol yang stabil; kemudian tambahkan pengubah untuk meningkatkan gelasinya, pengubah umumnya dipilih oksida logam atau larutan garamnya (seperti MgO, ZnO, ZrO2, TiO2, dll.), pembentukan gel pengeringan dan pengawetan, dan kemudian menghancurkan granulasi menjadi bentuk dan ukuran partikel yang diinginkan, dikalsinasi (tingkat penyusutan volumetrik sebesar 20 ~ 40%) menjadi abrasif.
Selain itu, Menurut jenis bahan baku yang digunakan metode sol-gel dibedakan menjadi metode sol-gel garam logam organik dan metode sol-gel garam anorganik.. Keuntungan luar biasa dari penggunaan metode sol-gel garam alkohol logam untuk menyiapkan bahan alumina adalah mudahnya mewujudkan doping, dan bahan nano yang disiapkan memiliki keseragaman yang baik dan kemurnian yang tinggi. Namun, penggunaan garam logam-alkohol sebagai bahan baku membuat proses sintesis menjadi mahal. Sementara itu, proses gelasi garam alkohol lambat dan masa sintesisnya lama, yang tidak kondusif bagi terwujudnya produksi industri. Dan garam anorganik sebagai bahan baku teknologi sol-gel, di satu sisi, harga bahan baku menjadi lebih rendah, kurang berbahaya bagi tubuh manusia, di sisi lain, proses persiapannya sederhana, persyaratan peralatannya tidak setinggi garam alkohol logam, reaksi dapat dilakukan pada suhu kamar, yang sangat mengurangi biaya produksi dan memfasilitasi promosi, tetapi pada saat yang sama, kemurniannya lebih rendah, stabilitas sol-gel lebih buruk, dan sering kali perlu menambahkan aditif untuk meningkatkan stabilitasnya.
Sintering bahan abrasif alumina keramik
Sintering adalah bagian terpenting dari pembuatan bahan abrasif alumina keramik. Pemilihan sistem sintering yang wajar tidak hanya berkaitan dengan efektivitas proses penyiapan produk sebelumnya, tetapi juga memiliki dampak penting pada struktur mikro dan kepadatan bahan abrasif. Hal ini pada gilirannya mempengaruhi kinerja produk, seperti kemampuan menggiling, kekuatan, ketangguhan dan kekerasan. Sintering abrasif alumina keramik terutama sintering tekanan atmosfer padat, sintering tekanan panas, sintering tekanan isostatik panas, sintering gelombang mikro, pelepasan sintering plasma dan sebagainya.
Proses sintering tekanan atmosfer keadaan padat
Proses sintering tekanan atmosfer dilakukan tanpa adanya gaya penggerak eksternal, kekuatan pendorong sintering terutama dari perubahan energi bebas permukaan bubuk keramik, yaitu, energi permukaan bubuk berkurang, pengurangan luas permukaan. Karena kekuatan pendorong sintering yang rendah, jadi laju sintering tekanan atmosfer rendah, sulit untuk mencapai kepadatan teoretis. Biasanya sintering fase padat tekanan atmosfer dari ukuran butir abrasif alumina keramik lebih besar, suhu sintering semakin tinggi, siklus sinteringnya panjang, konsumsi energi.
Proses sintering tekan panas
Sintering tekanan panas dipanaskan pada suhu tinggi dalam bubuk sekaligus menerapkan tegangan aksial searah, sehingga pemadatan benda sinter terutama bergantung pada peran tekanan yang diberikan dan penyelesaian migrasi zat. Sintering pengepresan panas dapat dibagi menjadi sintering pengepresan panas vakum, suasana sintering pengepresan panas dan sintering pengepresan panas terus menerus. Sintering tekan panas dapat menurunkan suhu sintering, menghambat pertumbuhan biji-bijian, tetapi karena tekanan searah, mengakibatkan distribusi tegangan yang tidak merata pada billet, distribusi kepadatan akhir pada benda sinter tidak seragam, dan peralatan sintering hot press mahal, biaya tinggi.
Proses sintering isostatik
Prinsip dasar pengepresan isostatik panas adalah bahan yang disinter pertama kali dikemas dalam kaca, dan kemudian dalam proses pemanasan menerapkan tekanan gas seimbang setiap fase, dengan bantuan suhu tinggi dan tekanan tinggi bersama-sama untuk membuat pemadatan material, sehingga struktur mikro material lebih seragam. Sintering isostatik panas dapat memperoleh bentuk produk yang kompleks. Namun, sintering isostatik panas memerlukan enkapsulasi atau pra-sintering billet, dan kondisi tekanannya relatif keras, jadi pengoperasian sebenarnya sulit.
Proses sintering gelombang mikro
Sintering gelombang mikro adalah penggunaan interaksi gelombang mikro dengan medium, karena kehilangan dielektrik dan membuat permukaan keramik kosong dan pemanasan internal metode sintering. Dibandingkan dengan metode sintering tradisional, sintering gelombang mikro memiliki keunggulan pemanasan internal, sintering yang cepat, menyempurnakan organisasi material, meningkatkan sifat material dan efisiensi tinggi serta penghematan energi. Ini adalah metode sintering yang menjanjikan untuk bahan nanokeramik. Namun, metode sintering gelombang mikro tidak dapat digunakan untuk sintering semua bahan keramik, karena beberapa bahan keramik sendiri tidak cocok untuk sintering gelombang mikro, serta sintering gelombang mikro pada sampel abrasif cenderung menghasilkan pembengkokan dan retak, dan keseragaman suhu pada proses sintering perlu ditingkatkan. Mekanisme reaksi sintering gelombang mikro bahan abrasif alumina keramik perlu dipelajari lebih lanjut secara mendalam.
Sintering Pelepasan Plasma
Sintering pelepasan plasma, juga dikenal sebagai sintering berbantuan medan listrik, adalah teknik sintering cepat plasma berbantuan tekanan yang memanfaatkan pelepasan elektron berdenyut untuk secara instan menghasilkan suhu tinggi antar partikel bubuk. Hal ini ditandai dengan ciri-ciri berikut: melalui kontrol suhu yang ketat, pemanasan elektronik berdenyut yang dihasilkan oleh plasma lokal di antara partikel bubuk tidak menyebabkan butiran menjadi kasar, dan integritas struktur awal dapat dipertahankan; penggunaan energi listrik dan tekanan mekanis secara sinergis dapat dengan cepat mengintegrasikan nanopartikel tanpa mempengaruhi ukuran partikel awal bubuk; plasma pelepasan berdenyut yang dihasilkan di antara partikel bubuk membantu menghilangkan lapisan oksidatif permukaan, meningkatkan aktivitas permukaan, dan mempromosikan sintering.
Ringkasan
Bahan abrasif alumina keramik dibuat menggunakan proses sol-gel, yang secara teoritis menjamin homogenitas komposisi kimia sistem. Lebih-lebih lagi, proses sinteringnya berbeda dengan bahan abrasif alumina cair tradisional, yang di sisi lain memastikan bahwa butiran abrasif disinter polikristalin dan suhu sintering diturunkan, sehingga meningkatkan ketangguhan dengan premis kekerasan yang tidak berubah. Karena proses pembuatan bahan abrasif alumina keramik berbeda dengan bahan abrasif alumina konvensional, ini menghasilkan struktur mikro yang berbeda dari bahan abrasif aluminium oksida biasa. Karena itu, bahan abrasif alumina keramik menunjukkan banyak karakteristik yang berbeda dari bahan abrasif berbahan dasar alumina biasa dalam hal kinerja penggilingan, dengan keunggulan kekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, mengasah diri dengan baik, efisiensi penggilingan yang tinggi, umur panjang dan sebagainya. Munculnya bahan abrasif alumina keramik disukai oleh kalangan mekanik, industri otomotif dan dirgantara, mengisi kesenjangan antara bahan abrasif biasa dan bahan abrasif super keras, dan dianggap sebagai generasi baru bahan abrasif berbasis alumina yang revolusioner dengan prospek pengembangan yang luas.
Henan Superior Abrasives
HSA adalah pemasok bahan abrasif terkemuka di Tiongkok, kami dapat menyediakan Alumina yang menyatu putih, Alumina Lebur Merah Muda, Alumina Lebur Ungu, Alumina Lebur Merah Muda, Alumina Lebur Ungu, Alumina menyatu coklat, Butir Abrasive Keramik, Alumina Kristal Tunggal, Alumina Tabular, A-Alumina yang dikalsinasi, Karbida silikon hitam, Hijau silikon karbida, Fusi Alumina Zirkonia dan sebagainya. Karbida silikon hitam, Hijau silikon karbida, Fusi Alumina Zirkonia dan jenis bahan abrasif lainnya, tipe lengkap, harga pabrik murah, berkualitas tinggi, selamat datang untuk menghubungi kami untuk penawaran terbaru!
- Henan Superior Abrasives Impor & Ekspor Co., Ltd
- Sales@superior-abrasives.com
- +86-18638638803
