Abrazivni materijali igraju ključnu ulogu u raznim industrijama, od proizvodnje i izgradnje do izrade elektronike i nakita. Njihova tvrdoća jedna je od najvažnijih svojstava koji određuju svoju efikasnost u aplikacijama kao što su mljevenje, poliranje i rezanje. Kao abrazivni dobavljač, svjedoci sam iz prve ruke utjecaj abrazivne tvrdoće na različite procese. U ovom blogu postupit ću u ono što znači tvrdoću abrazivnih materijala, kako se mjeri i zašto je važno u praktičnim primjenama.
Razumijevanje tvrdoće u abrazivnim materijalima
Tvrdoća u kontekstu abrazivnih materijala odnosi se na njihovu sposobnost da se odupru deformaciji, udubljenju ili grebiranju. To je mjera unutrašnje snage materijala na atomskom ili molekularnom nivou. Kada se abrazivni materijal koristi za rad na površini, njegova tvrdoća omogućava da ukloni materijal s radnog komada razbijajući njegove površinske slojeve. Što je teže abrazivni, to efikasnije može preseći ili poljski ciljni materijal.
Postoji nekoliko vrsta vage tvrdoće koje se koriste za kvantifikaciju tvrdoće abrazivnih materijala. Najčešće poznate su MZS razmjere, koji je minerala na skali od 1 (najmaže) do 10 (najteži). Na ovoj skali je talk ocijenjen kao 1, dok je dijamant, najteži poznati prirodni materijal, ocijenjen kao 10. Ostali vage, poput vickera, rockwella i brinellske vage, često se koriste u industrijskim postavkama za mjerenje tvrdoće metala i drugih inženjerskih materijala.
Mjerenje tvrdoće abrazivnih materijala
Mohs skala
Mohs skala je kvalitativna razmjera koja se oslanja na sposobnost jednog materijala da se ogreba drugu. Da bi se utvrdila tvrdoća MZ-a Abrazive, koriste se niz referentnih minerala s poznatom vrijednosti tvrdoće. Ako abrazivni može ogrebati referentni mineral, ali ne teže, njegova tvrdoća mohs leži između njih dvoje. Na primjer, ako abrazivni može ogrebati fluorit (tvrdoća MZ-a od 4), ali ne apatit (MZ-ovi tvrdoća od 5), njegova tvrdoća MUP-a je otprilike 4,5.
Vickers Test test
Test tvrdoće Vickera je kvantitativnija metoda. Induktor u obliku piramide u obliku kvadrata pritisnut je u površinu abrazivnog materijala pod određenim opterećenjem. Izmjerava se veličinu uvlačenja na površini, a vickers Tvrdoća broja (HV) izračunava se na bazi tereta i površine uvlačenja. Ovaj test pruža tačniju mjeru tvrdoće, posebno za materijale s malim žitaricama ili složenim mikrostrukturi.
Test tvrdoće rockwella
Test tvrdoće Rockwell je još jedna široko korištena metoda, posebno za metale i neka tvrda keramika. Dijamantski konus ili očvrsnute čeličnu kuglu pritisnute se u materijal pod velikim opterećenjem nakon manjeg preloada. Mjeri se dubina prodora udubljenja, a broj tvrdoće Rockwell određuje se na osnovu razlike u dubini prije i nakon što se primijeni glavno opterećenje.
Važnost tvrdoće u abrazivnim aplikacijama
Mljevenje i poliranje
U radu za brušenje i poliranje, tvrdoća abrazivnog materijala direktno utječe na brzinu uklanjanja materijala i kvalitetu gotove površine. Teže abrazive mogu brže ukloniti materijal, ali mogu uzrokovati i više oštećenja na površini ako se ne koriste pravilno. Mekše abrazive, s druge strane, bolje su pogodni za fino poliranje i završnu operacije, gdje je potrebna glatka površina.
Na primjer, prilikom brušenja metala visoke čvrstoće poput nehrđajućeg čelika ili titana, abrazive s velikom tvrdoćom, poputGreen Silicon Carbide Abrasive, često se koriste. Zeleni silicijum Carbide ima tvrdoću Ministarstva zdravlja od oko 9.2, što ga čini izuzetno efikasnim pri rezanju kroz teške metale. Suprotno tome, za poliranje optičkih sočiva ili nakita, preferirani su mečni abrazivi poput cerijum oksida ili aluminijumskog oksida s nižim vrijednostima tvrdoće da bi se postigao zrcalni finiš bez grebena površine.
Rezanje i bušenje
U rezanje i bušenjem aplikacija, tvrdoća abraziva određuje njenu sposobnost da prodre na radni komad. Teže abrazive mogu se smanjiti kroz teži materijale, poput betona, stakla ili kamena. Na primjer, Diamond, sa svojom izuzetnom tvrdom, materijal je izbora za rezanje i bušenje kroz tvrde stijene i kompoziti velike čvrstoće.
U slučaju pijesak, gdje se abrazivne čestice pokreću velikom brzinom na površinu da bi se očistila ili etch to jela, tvrdoća abraziva je presudna.Garnet Sandje popularan izbor za peskanje jer ima tvrdoću moh-a od oko 7 - 7.5. Dovoljno je teško ukloniti hrđu, boju i ostale kontaminante s metalnih površina, a da ne uzrokuju prekomjerna oštećenja na temeljnom materijalu.
Čimbenici koji utječu na tvrdoću abrazivnih materijala
Hemijski sastav
Hemijski sastav abrazivnog materijala jedan je od glavnih faktora koji utječu na njegovu tvrdoću. Materijali sa snažnim kovalentnim ili jonskim obveznicama teže su teže. Na primjer, silikonski karbid (Sic) je spoj sastavljen od silicijuma i atoma ugljika povezanih zajedno jakim kovalentnim obveznicama. To rezultira vrlo tvrdim materijalom sa odličnom otpornošću na abraziju.
Kristalna struktura
Kristalna struktura abraziva također igra ulogu u njegovoj tvrdi. Materijali s gustom i narušenom kristalnom strukturom, poput dijamanta, koji imaju tetraedralnu kristalnu strukturu, uglavnom su teži od onih s otvorenim ili neurednim strukturama. Raspored atoma u kristalnoj rešetki utječe na snagu obveznica između njih, što zauzvrat određuje tvrdoću materijala.
Veličina i oblika zrna
Veličina zrna i oblik abraziva može utjecati na njenu prividnu tvrdoću. Manja zrna imaju tendenciju da imaju veću efikasnu tvrdoću jer mogu lakše prodrijeti u obradu i primijeniti veći pritisak po površini jedinice. Uz to, kutna zrna su uglavnom agresivnija i teža u pogledu rezanja sposobnosti u odnosu na zaobljene žitarice, koje su bolje za poliranje.
Različiti abrazivni materijali i njihova tvrdoća
Silicijum karbid
Silicijski karbid popularan je abrazivni materijal dostupan u dvije glavne vrste: crni silikonski karbid i zeleni silikonski karbid. Crni silicijunski karbid ima tvrdoću mohs od oko 9, dok je zeleni silicijum karbid, koji je čističa i ima ujednačeniju kristalnu strukturu, ima nešto viša tvrdoća MUS-a od oko 9,2. Silicijski karbid se obično koristi u brusnoj kotačima, brusnim papirima i reznim alatima za rad na obojenim metalima, keramici i kompozitima.
Aluminijum oksid
Aluminijski oksid (al₂o₃) je još jedan široko korišten abrazivni. Ima tvrdoću mohs od oko 9, čineći ga svestranim materijalom za različite aplikacije. Aluminijski oksid se obično koristi u brusnoj i poliranju metala, drva i plastike. Dostupan je u različitim razredima, od grube do fine, kako bi odgovarali različitim nivoima materijala za uklanjanje i završne uvjete.
Garnet
Garnet je grupa silikatnih minerala s tvrdoćom MZ-a u rasponu od 6,5 do 7,5.Garnet Sandje prirodni abrazivni koji se široko koristi u peskanju, vodenim rezanjem i abrazivnim aplikacijama za miniranje. Poznat je po visokoj tvrdoći, oštrim ivicama i relativno niskom generiranju prašine, čineći ga ekološki prihvatljivim opcijom.
Odabir pravog abraziva na osnovu tvrdoće
Prilikom odabira abrazivnog materijala za određenu aplikaciju od suštinskog je značaja za razmatranje tvrdoće abrazivnog i radnog komada. Opšte pravilno pravilo je odabrati abrazivu koja je teže nego što se materijal radi. Međutim, drugi faktori kao što su željeni završetak, vrsta rada (brušenje, poliranje, rezanje itd.) I troškovi također treba uzeti u obzir.
Na primjer, ako radite na mekom metalu poput aluminija, relativno mekan abrazivni poput aluminijumskog oksida može biti dovoljan. Ali ako se bavite tvrdom legurom ili keramičkom materijalom, može biti potreban teže abrazivni poput silikonskog karbida ili dijamanta.
Zaključak
Tvrdoća abrazivnih materijala je kritična imovina koja određuje njihov učinak u različitim industrijskim primjenama. Razumijevanje različitih razmjera tvrdoće, faktori koji utječu na tvrdoću i karakteristike različitih abrazivnih materijala od suštinskog su značaja za odabir praveg abraziva za određeni zadatak. Kao abrazivni dobavljač posvećen sam pružanjem visokokvalitetnih abrazivnih proizvoda koji zadovoljavaju različite potrebe naših kupaca. Bez obzira da li tražite tvrdu i agresivnu abrazivu za bijeli brušenje ili mekano i nježno abrazivno za fino poliranje, imamo stručnost i proizvode koji će vam pomoći da postignete najbolje rezultate.
Ako imate bilo kakvih pitanja o abrazivnim materijalima ili vam treba pomoć u odabiru pravog abraziva za svoju aplikaciju, molimo vas da nas kontaktirate. Ovdje smo da vam podržimo u vašem procesu nabavke i osiguramo da dobijete najprikladnije abrazivne materijale za svoje projekte.
Reference
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2014). Nauka i inženjering materijala: uvod. Wiley.
- Shackelford, JF (2008). Uvod u nauku o materijalima za inženjere. Sala Pearson Prentice.
- ASTM International. (2019). Standardne test metode za tvrdoću Rockwell i Rockwell Superfil tvrdoću metalnih materijala. ASTM E18 - 19.
- ASTM International. (2018). Standardna metoda ispitivanja za Vickers tvrdoću metalnih materijala. ASTM E92 - 17E1.
