¿De qué está hecho el grano? Materiales abrasivos explicados para el acabado de metales

Pregunte de qué está hecha la arena y la respuesta dependerá de la habitación. En la mesa del desayuno sureño, la sémola es maíz seco molido. En una línea de acabado de metales, "grano" significa algo más diseñado: las partículas minerales que pulen las costuras de soldadura, eliminan las marcas de herramientas y refinan una superficie hasta que se lee como un espejo. Para los fabricantes que compran discos de pulido, discos de aleta y compuestos para pulir, la pregunta práctica no es sólo de qué está hecho el grano, sino qué mineral se encuentra detrás de esa palabra en la hoja de especificaciones.

Aquí está la conclusión desde el principio. La arena industrial está hecha de cristales minerales triturados y tamizados (más comúnmente óxido de aluminio, carburo de silicio, alúmina de circonio u óxido de aluminio cerámico), cada uno con una dureza, tenacidad y un comportamiento de fractura distintos. Esta guía explica qué es realmente cada material, cómo el tamaño del grano cambia el resultado y cómo utilizar esa información al seleccionar herramientas para una línea de pulido.

Los cuatro materiales granulados que hacen casi todo el trabajo

La mayoría de las ruedas y compuestos utilizados en el acabado de metales se construyen en torno a cuatro familias de minerales. Las diferencias entre ellos no son cosméticas; cambian la velocidad de corte, la generación de calor y la vida útil.

Observe el patrón en la mesa: cada uno de estos granos es un mineral cristalino duro y quebradizo. Las partículas están diseñadas para fracturarse de forma controlada. Cuando un grano se vuelve opaco, se rompe a lo largo de un plano cristalino y deja al descubierto un nuevo filo. Los fabricantes llaman a esta propiedad friabilidad. La dureza y la friabilidad, más que las marcas, son las que determinan el comportamiento real de una arena frente a una pieza de trabajo.

¿De qué está hecha la arena de óxido de aluminio?

El óxido de aluminio (Al2O3) comienza como mineral de bauxita, refinado y fundido en un horno de arco eléctrico a aproximadamente 2000 °C. El material fundido se enfría formando un denso bloque cristalino que se tritura, tamiza y clasifica en granos abrasivos. En la práctica, encontrará tres tonos de arena de alúmina:

• Óxido de aluminio marrón : 94–97 por ciento Al2O3 con pequeñas cantidades de titanio y sílice. Es el más resistente de los tres, resiste la rotura prematura y es el predeterminado para esmerilar y pulir acero al carbono y acero inoxidable.
• Óxido de aluminio blanco : más del 99 por ciento Al2O3 a partir de materia prima purificada. Es más friable, se fractura antes y funciona más frío, lo que se adapta a acabados finos y aleaciones sensibles al calor.
• Óxido de aluminio rosa o rubí : alúmina con adición de óxido de cromo, equilibrando tenacidad y friabilidad. A menudo aparece en las últimas etapas de la rueda antes del pulido.

Debido a que el óxido de aluminio fundido combina una dureza razonable (Mohs 9) con un bajo costo y una descomposición predecible, es el grano más utilizado en el acabado de metales. Domina las ruedas de láminas, las ruedas de sisal y muchos compuestos de barras.

Rueda de láminas de alúmina para un acabado de metal eficiente Fabricada con óxido de aluminio fundido con dureza Mohs 9, esta rueda equilibra costo y rendimiento para rectificar, desbarbar y terminar superficies en metales comunes como el acero inoxidable y el aluminio. Ver producto →

Carburo de silicio: el grano que corta más frío y con mayor nitidez

El carburo de silicio (SiC) se fabrica en un horno Acheson fusionando arena de sílice y coque de petróleo a una temperatura superior a 2200 °C. El cristal resultante es casi tan duro como el diamante. Mohs 9.5 , con una estructura afilada y quebradiza.

Dos propiedades diferencian al carburo de silicio del óxido de aluminio. En primer lugar, es más duro, por lo que puede cortar rápidamente materiales que opacan la alúmina. En segundo lugar, es más friable: los granos se fracturan temprano y con frecuencia, exponiendo los bordes frescos y manteniendo fresco el corte. Ese comportamiento evita manchas en aluminio, latón, cobre y titanio, donde las ruedas más blandas tienden a cargarse y frotar en lugar de cortar.

Algunas muelas de carburo de silicio están hechas con granos calcinados: el SiC en bruto se trata térmicamente para que crezca una capa de óxido microcristalino en cada partícula, lo que mejora la retención de los bordes. Este es el material detrás de nuestro disco de láminas de carburo de silicio calcinado, una buena opción cuando desea la acción de corte del SiC sin sacrificar la vida útil del disco.

Rueda de láminas de carburo de silicio calcinado para aleaciones resistentes Con granos de carburo de silicio tratados térmicamente, ofrece una acción de corte en frío y autoafilado ideal para aleaciones de acero inoxidable, titanio y níquel sin quemarse ni decolorarse. Ver producto →

Lo que realmente te dice el tamaño del grano

La palabra "grano" también designa el tamaño de las partículas. Un número de grano como 60, 120 o 400 es un recuento de malla: el número de aberturas por pulgada lineal de la criba que clasificó los granos. Números más bajos significan partículas más gruesas y un corte más rápido; números más altos significan partículas más finas y acabados más suaves.

El punto más útil sobre el tamaño del grano es la secuencia, no un solo número. Normalmente se logra un acabado de espejo en acero inoxidable pasando por tres o cuatro tamaños de grano, dejando que cada etapa elimine los rayones dejados por la anterior. Los compuestos de pulido final suelen contener partículas abrasivas. por debajo de 10 micras , por lo que se sienten suaves al tacto y al mismo tiempo refinan la superficie a un nivel microscópico. Si está planeando una línea de llegada completa, nuestro guía de pulido de ruedas de viento Cubre las combinaciones de ruedas paso a paso utilizadas para el acabado de espejo.

Cómo se retiene el grano en una herramienta de pulido

La arena en polvo no puede realizar un trabajo útil por sí sola. En las herramientas de producción, las partículas se mantienen en una de tres construcciones:

1. Abrasivos revestidos — la arena se aplica electrostáticamente al soporte de papel, tela o película; Las correas y discos abrasivos son los ejemplos más comunes.
2. Abrasivos aglomerados — la arena se mezcla con una resina o un aglomerante vitrificado y se prensa para formar una rueda; la unión se desgasta con el uso y deja al descubierto granos frescos.
3. Granos sueltos en compuestos. — la arena se suspende en un soporte de cera, líquido o pasta y se trabaja contra una rueda de tela o de sisal; el transportador controla la lubricación mientras los granos cortan.

El tercer grupo es fácil de subestimar. Cuando tomas una barra de pulido de color, el color es un código para el abrasivo del interior. El compuesto verde suele ser óxido de cromo (III). , un abrasivo duro y muy fino que se utiliza para acabados de espejo de acero inoxidable. El compuesto rojo es óxido de hierro, vendido durante siglos como colorete de joyería. Las barras blancas y azules suelen utilizar óxido de aluminio o alúmina calcinada en un soporte más blando.

Compuesto pulidor verde para pulido de espejos de acero inoxidable Con una infusión de óxido de cromo, esta cera de pulido fina elimina rayones menores y produce un acabado similar a un espejo en piezas decorativas de acero inoxidable y metal de alta gama. Ver producto →

Hacer coincidir el grano con su pieza de trabajo

La selección se vuelve más sencilla cuando se parte del material de la pieza de trabajo en lugar de de la máquina. Aquí está la versión corta:

• Acero inoxidable : óxido de aluminio marrón para el desbaste, óxido de aluminio blanco o carburo de silicio para pasadas intermedias, luego compuesto de óxido de cromo verde para el acabado de espejo.
• Aluminio, latón y cobre. : carburo de silicio para las etapas de corte, porque corta en lugar de cargar; terminar con una rueda de tela de baja presión.
• Metales duros, carburo cementado, vidrio. : carburo de silicio o arena de diamante; El óxido de aluminio se opacará demasiado rápido.
• Costuras de soldadura pesadas en acero. : Las correas de alúmina y circonio bajo alta presión eliminan el metal más rápido por dólar que cualquier otro grano común.

Si produce componentes automotrices, se aplica la misma lógica de materiales, pero la secuencia generalmente comienza de manera más tosca porque las piezas forjadas y fundidas tal como se reciben contienen incrustaciones. Nuestro página de aplicación de fabricación de automóviles muestra combinaciones de etapas típicas utilizadas por los proveedores de piezas antes del revestimiento o revestimiento.

El análisis de costos debe basarse en el costo por pieza terminada, no en el precio por rueda. La alúmina fundida marrón es el mineral más barato de comprar. El carburo de silicio cuesta más y la alúmina de circonio es la que más cuesta por libra. Pero una arena que sigue cortando elimina más metal en el mismo tiempo de la máquina, lo que a menudo hace que el mineral más caro sea la opción más económica en general.

La conclusión

Entonces, ¿de qué está hecha la arena? En el acabado de metales, la arena está hecha de cristales minerales diseñados: principalmente óxido de aluminio fundido, carburo de silicio, alúmina de circonio o granos cerámicos especiales, clasificados por tamaño de malla y unidos en una rueda, correa o barra compuesta. El mineral controla el corte; el tamaño del grano controla el acabado; la unión controla la sensación de la herramienta sobre la pieza de trabajo.

Cuando una hoja de especificaciones dice "óxido de aluminio", ahora puede imaginarse Al2O3 fundido de bauxita, triturado hasta un rango de malla definido y seleccionado por su dureza. Cuando vea una barra pulidora verde, reconocerá el abrasivo de óxido de cromo que contiene. Ese conocimiento vale la pena directamente: hacer coincidir el material de grano con la pieza de trabajo es la mejora más rentable que pueden realizar la mayoría de las líneas de acabado. Si no está seguro de qué combinación se adapta a su producto, revise las páginas específicas de la aplicación en este sitio y luego pruebe la progresión en una pieza de muestra antes de comprometerse con la producción completa.