Матеріали, які відіграють ріжучу роль при шліфуванні, притирка та полірування разом називаються абразивами. Найдавніші абразиви, які використовували люди, — це природні абразиви. З більш глибокими дослідженнями абразивів, Люди виявили, що майже всі природні абразиви містять компоненти оксиду алюмінію. Після спроби їх синтезувати, було виявлено, що штучні абразиви з оксиду алюмінію мають кращі характеристики, ніж природні.
Історія розвитку глиноземних абразивів
| Ера | Різноманітність |
| 1897 | Коричневий корунд (Norton Company Сполучених Штатів) |
| 1910 | Білий глинозем |
| 1936 | Напівкрихкий оксид алюмінію з низьким вмістом золота |
| 1946 | Монокристалічний оксид алюмінію |
| 1954 | Мікрокристалічний оксид алюмінію |
| 1962 | Хром глинозем |
| 1962 | Спечений глинозем |
| 1963 | Алмазний глинозем |
| 1972 | Мікрокристалічний спечений оксид алюмінію |
| 1980с | Керамічний глинозем (Американська компанія Norton, 3Компанія М) |
Історія розвитку глиноземних абразивів
в 1981, американська компанія 3M вперше представила новий тип абразиву під назвою “Кубітрон”, з дуже однорідною мікрокристалічною структурою, його міцність 2.3 разів вище звичайного глинозему, потужність шліфування залежить від різної заготовки, вище звичайного глинозему 1 ~ 3 разів, легко підтримувати гостроту ріжучої кромки. Після цього, абразив під назвою SG, розроблений компанією Norton, потрапив у поле зору людей.
Характеристика керамічних глиноземних абразивів (СГ абразиви)
α-Al2O3 є структурою оксиду алюмінію, яка має найбільш стабільну структуру серед усіх фаз оксиду алюмінію і належить до тричастинної кристалічної системи. У порівнянні зі звичайними абразивами з оксиду алюмінію, Керамічні абразиви з оксиду алюмінію мають більш видатні характеристики.
| Абразивний тип | Мікротвердість /ГПа |
Значення міцності | Одна частинка міцність на стиск/Н |
Зламаний курс /% |
Верхній одяг коефіцієнт швидкості |
|
| Кульове подрібнення метод |
Kic/МПа.м½ | |||||
| Білий глинозем | 18.5 | 1 | 2.7 | 16.7 | 44 | 9.7 |
| Карбід кремнію | 21.5 | 0.7-1.0 | 3.1 | – | – | 11 |
| Мікрокристалічний керамічний глинозем |
19-24 | 1.9-2.2 | 3.5-4.3 | 24.5-39.2 | 22 | 1-3 |
| CBN | 54 | – | – | 60-100 | – | – |
| діамант | 70 | – | – | 80-192 | – | – |
Фізичні властивості деяких абразивів
Дрібний розмір зерна та однорідна структура. Керамічний абразив із оксиду алюмінію завдяки золь-гель процесу, процес підготовки, розподіл сировини рівномірний, реакція завершена, менше домішок, необхідна температура спікання низька, тому отримана абразивна мікроструктура є однорідною, дрібний розмір зерна.
Хороша міцність, довгий термін служби. В'язкість керамічного глинозему значно вища, ніж звичайний плавлений абразив, в 1,5-2 рази більше останнього, теплота помелу невелика, низька температура помелу, колесо добре зберігає форму, висока довговічність, легко отримати високу точність і консистенцію розміру та форми при застосуванні для точного шліфування.
Хороша самозаточування, висока ефективність помелу. Керамічний абразив із оксиду алюмінію може постійно оголювати нові мікроріжучі кромки в процесі різання, і абразивне зерно завжди знаходиться в стані гостроти, тому він може підтримувати стабільну продуктивність шліфування, і його можна використовувати для великої глибини різу, великий корм, і шліфування під великим навантаженням. Менш часта правка шліфувального круга, щоб ефективно підвищити ефективність виробництва та значно знизити собівартість виробництва.
Хороша універсальність і висока вартість. Його можна використовувати для сухого та мокрого помелу, охолоджується водою або маслом, і може використовуватися для шліфування чорних і кольорових металів, що компенсує недоліки CBN і алмазу в шліфуванні, і ціна набагато нижча, ніж у обох, і технічне обслуговування просте, і для цього не потрібно спеціального обладнання, і частота обслуговування менша, тому легко реалізувати автоматизоване виробництво.
Процес синтезу абразивного прекурсора керамічного оксиду алюмінію
Керамічні абразиви з оксиду алюмінію зазвичай отримують шляхом сушіння, гранулювання та спікання прекурсора оксиду алюмінію, такого як гідроксид алюмінію або запропонований тонкий гідротальцит. Серед них, методи синтезу прекурсорів в основному включають твердофазний метод і рідкофазний метод.
| Методи синтезу | Процес синтезу | |
| Твердофазний метод | Твердофазна термічна метод декомпозиції |
Метод, який використовує термічне розкладання твердої сировини за певних умов для отримання нових твердих частинок. |
| Метод порошкового спікання | Введення кристалів або добавок для спікання в процесі кульового помелу мікропорошку, таким чином руйнуючи пористі сферичні частинки оксиду алюмінію та рафінуючи частинки. Тоді кінцевий продукт можна отримати шляхом формування, гранулювання та спікання. | |
| Рідкофазний метод | Хімічне осадження | Розчинні солі металів різних компонентів конфігуруються в розчин відповідно до певного співвідношення, а потім додають відповідні осади або дають можливість гідролізуватися при певній температурі для осадження нерозчинних гідроксидів або солей. Потім осад промивають і спалюють, щоб отримати бажаний керамічний матеріал. |
| Гідротермальний метод | Спосіб синтезу речовин, які не можуть бути легко синтезовані при кімнатній температурі і тиску в герметичній посудині під тиском з водою як середовищем. | |
| Золь-гель метод | Метод використання металевих органічних або неорганічних хімічних таблеток для змішування та однорідної реакції за певних умов, отримання стабільної золь-гель системи без осаду шляхом золь-гелеутворення, а потім отримання необхідних керамічних виробів шляхом зневоднення, сушіння, спікання, та інші етапи після старіння протягом певного періоду часу та перетворення в гель. | |
Рідкофазний метод став одним із найбільш широко використовуваних методів підготовки абразивів із керамічного оксиду алюмінію завдяки ряду переваг, таких як простий процес підготовки, низьке споживання енергії та низьке забруднення навколишнього середовища, серед яких дослідники найбільше віддають перевагу золь-гель методу.
Вперше золь-гель процес, застосований до процесу абразивного синтезу оксиду алюмінію компанією Сполучених Штатів 3M у патенті US4314827 представила технологію: використання мікропорошку Al2O3-H2O (Беміт) для алюмінієвої сировини, першу сировину і воду змішують в суспензію, а потім додають до розчинника гумки (напр, HNO3, HCl, або розчин оцтової кислоти, тощо) щоб зробити його стабільним гідрозолем; потім додайте модифікатор для сприяння гелеутворенню, модифікатором, як правило, вибирають оксиди металу або розчин його солі (такі як MgO, ZnO, ZrO2, TiO2, тощо), формування гелю, сушка і затвердіння, а потім подрібнення грануляції до необхідної форми і розміру частинок, кальцинований (об'ємна швидкість усадки 20 ~ 40%) стати абразивом.
Крім того, залежно від типу використовуваної сировини золь-гель метод можна розділити на золь-гель з органічними металевими солями та золь-гель з неорганічними солями. Визначною перевагою використання золь-гелевого методу солі металевого спирту для отримання матеріалів з оксиду алюмінію є те, що легко реалізувати легування, і підготовлені наноматеріали мають хорошу однорідність і високу чистоту. Проте, використання в якості сировини металоспиртових солей робить процес синтезу дорогим. Тим часом, процес гелеутворення спиртової солі повільний, а період синтезу тривалий, що не сприяє реалізації промислового виробництва. І неорганічна сіль як сировина золь-гель технології, з одного боку, ціна сировини нижча, менш шкідливий для організму людини, з іншого боку, процес приготування простий, вимоги до обладнання не такі високі, як до солі металевого спирту, реакцію можна проводити при кімнатній температурі, що значно здешевлює виробництво і полегшує просування, але в той же час, чистота нижче, стабільність золь-гелю гірша, і часто необхідно приєднати добавки для підвищення його стабільності.
Спікання керамічного глиноземного абразиву
Спікання є найважливішою частиною підготовки керамічних абразивів із оксиду алюмінію. Вибір прийнятної системи спікання залежить не лише від ефективності попереднього процесу приготування продукту, але також має важливий вплив на мікроструктуру та щільність абразиву. Це, у свою чергу, впливає на продуктивність продукту, такі як подрібнюваність, сила, в'язкість і твердість. Абразивне спікання керамічного оксиду алюмінію, переважно тверде спікання при атмосферному тиску, гаряче спікання під тиском, гаряче ізостатичне спікання під тиском, мікрохвильове спікання, розрядне плазмове спікання тощо.
Процес спікання твердого тіла при атмосферному тиску
Процес спікання при атмосферному тиску здійснюється за відсутності зовнішньої рушійної сили, рушійна сила спікання в основному змінюється вільною енергією поверхні керамічного порошку, тобто, поверхнева енергія порошку зменшується, зменшення площі поверхні. Через низьку рушійну силу спікання, тому швидкість спікання при атмосферному тиску низька, важко досягти теоретичної щільності. Зазвичай твердофазне спікання керамічного оксиду алюмінію при атмосферному тиску має більший розмір абразивного зерна., температура спікання вище, цикл спікання тривалий, споживання енергії.
Процес гарячого пресування
Гаряче спікання під тиском нагрівається при високих температурах у порошку, одночасно застосовуючи односпрямовану осьову напругу, так що ущільнення спеченого тіла в основному залежить від прикладеного тиску та завершення міграції речовин. Спікання гарячого пресування можна розділити на спікання гарячого пресування під вакуумом, спікання гарячого пресування в атмосфері та спікання безперервного гарячого пресування. Спікання гарячим пресом може знизити температуру спікання, пригнічують ріст зерна, але внаслідок односпрямованого тиску, що призводить до нерівномірного розподілу напруги в заготовці, остаточний розподіл щільності в спеченому тілі нерівномірний, а обладнання для гарячого пресування є дорогим, висока вартість.
Ізостатичний процес спікання
Основний принцип гарячого ізостатичного пресування полягає в тому, що спечений матеріал спочатку інкапсулюється в скло., а потім у процесі нагрівання застосовувати збалансований тиск газу кожної фази, за допомогою високої температури та високого тиску разом, щоб ущільнити матеріал, щоб мікроструктура матеріалу була більш однорідною. Гарячим ізостатичним спіканням можна отримати складні форми виробів. Проте, гаряче ізостатичне спікання вимагає інкапсуляції або попереднього спікання заготовки, і умови тиску є відносно суворими, тому фактична операція складна.
Процес мікрохвильового спікання
Мікрохвильове спікання - це використання мікрохвильової взаємодії із середовищем, за рахунок діелектричних втрат і виготовлення поверхні керамічної заготовки та внутрішнього нагріву методом спікання. У порівнянні з традиційним методом спікання, мікрохвильове спікання має переваги внутрішнього нагріву, швидке спікання, уточнення матеріальної організації, покращення властивостей матеріалу та висока ефективність та енергозбереження. Це перспективний метод спікання нанокерамічних матеріалів. Проте, метод мікрохвильового спікання не можна використовувати для спікання всіх керамічних матеріалів, оскільки деякі керамічні матеріали самі по собі непридатні для мікрохвильового спікання, а також мікрохвильове спікання абразивних зразків схильні до вигину та розтріскування, і рівномірність температури в процесі спікання необхідно покращити. Механізм реакції мікрохвильового спікання керамічних абразивів із оксиду алюмінію потребує подальшого поглибленого вивчення.
Спікання плазмовим розрядом
Спікання плазмовим розрядом, також відомий як спікання за допомогою електричного поля, це техніка швидкого плазмового спікання під тиском, яка використовує імпульсні електронні розряди для миттєвого створення високих температур між частинками порошку. Характеризується наступними особливостями: через суворий контроль температури, імпульсний електронний нагрів, створюваний локалізованою плазмою між частинками порошку, не призводить до укрупнення зерна, і цілісність початкової структури може бути збережена; синергетичне використання електричної енергії та механічного тиску може швидко інтегрувати наночастинки, не впливаючи на початковий розмір частинок порошку; плазма імпульсного розряду, що утворюється між частинками порошку, допомагає видалити поверхневий окислювальний шар, підвищують поверхневу активність, і сприяти спіканню.
Резюме
Керамічні абразиви з оксиду алюмінію були виготовлені за допомогою золь-гель процесу, що теоретично забезпечує однорідність хімічного складу системи. Крім того, процес спікання відрізняється від традиційних абразивів з розплавленого оксиду алюмінію, який, з іншого боку, гарантує, що абразивні зерна є полікристалічними, а температура спікання знижена, таким чином покращуючи міцність за умови незмінної твердості. Оскільки процес приготування керамічних абразивів із оксиду алюмінію відрізняється від процесу виготовлення звичайних абразивів із оксиду алюмінію, це призводить до іншої мікроструктури, ніж у звичайних абразивів з оксиду алюмінію. тому, керамічні абразиви на основі оксиду алюмінію демонструють багато характеристик, що відрізняються від звичайних абразивів на основі оксиду алюмінію з точки зору ефективності шліфування, з перевагами високої міцності, висока міцність, хороше самозаточування, висока ефективність помелу, довгий термін служби і так далі. Появі керамічних абразивів із оксиду алюмінію сприяли механічні, автомобільна та аерокосмічна промисловість, заповнення прогалини між звичайними абразивами та надтвердими абразивами, і розглядається як революційне нове покоління абразивів на основі оксиду алюмінію з широкими перспективами розвитку.
Henan Superior Abrasives
HSA є провідним постачальником абразивів у Китаї, ми можемо забезпечити Білий зрощений глинозем, Рожевий плавлений оксид алюмінію, Фіолетовий плавлений оксид алюмінію, Рожевий плавлений оксид алюмінію, Фіолетовий плавлений оксид алюмінію, Коричневий зрощений глинозем, Керамічне абразивне зерно, Монокристалічний глинозем, Таблиця глинозему, Прожарений а-глинозем, Чорний карбід кремнію, Зелений карбід кремнію, Плавлений оксид алюмінію, цирконій тощо. Чорний карбід кремнію, Зелений карбід кремнію, Плавлений глинозем, цирконій та інші види абразивів, повні типи, дешева заводська ціна, висока якість, ласкаво просимо зв’язатися з нами для останньої пропозиції!
- Henan Superior Abrasives Імпорт & Export Co., ТОВ
- sales@superior-abrasives.com
- +86-18638638803
