Giấy nhám Zirconia alumina trong lĩnh vực chế biến kim loại
May 26, 2025
Leave a message
Zirconia Alumina Sandater là một công cụ mài hiệu suất cao với Zirconia tăng cường alumina (ZTA) là mài mòn. Nó kết hợp độ cứng và độ cứng cao, và phù hợp cho việc nghiền mịn đến mịn kim loại, hợp kim, gỗ cứng và các vật liệu khác. Các hạt mài mòn của nó được bám vào một chất nền linh hoạt thông qua một quy trình đặc biệt, với khả năng chống mài mòn mạnh mẽ và tuổi thọ dài. Nó có thể chịu được mài nạp cao mà không dễ bị tách ra, tăng cường đáng kể hiệu quả xử lý và hoàn thiện bề mặt. Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, máy móc chính xác và các lĩnh vực khác, nó đặc biệt phù hợp để xử lý các vật liệu khó khăn như thép không gỉ và hợp kim titan, đáp ứng các yêu cầu cấp công nghiệp để mài hiệu quả và ổn định. Đó là một sự thay thế nâng cấp cho giấy nhám truyền thống.
I. Du lịch lịch sử của giấy nhám zirconia corundum
Sự ra đời của giấy nhám Alumina Zirconia đã đánh dấu một cột mốc quan trọng trong cuộc cách mạng công nghệ mài mòn của thế kỷ 20.
Năm 1963, Công ty Excello của Hoa Kỳ lần đầu tiên tổng hợp Zirconia Alumina mài mòn, đã biến đổi hoàn toàn cảnh quan của việc nghiền nhiệm vụ nặng. Giấy nhám oxit nhôm truyền thống thường phải đối mặt với các vấn đề như mài mòn và tuổi thọ ngắn khi xử lý kim loại tăng cao. Tuy nhiên, Zirconia alumina, với cấu trúc eutectic độc đáo của nó, đã giải quyết thành công những điểm đau này.
Vào năm 1972, Công ty Norton của Hoa Kỳ đã thương mại hóa Zirconia Alumina mài mòn và ra mắt vành đai mài mòn Zirconia Alumina đầu tiên, đánh dấu sự xâm nhập của công nghệ mài vành đai mài mòn vào "kỷ nguyên nghiền mạnh và mạnh mẽ". Công nghệ này đã có tác động sâu sắc đến các ngành công nghiệp nặng như hàng không vũ trụ và sản xuất ô tô. Ví dụ, trong quá trình chế biến các bộ phận hợp kim titan cho máy bay chở khách Boeing 747, giấy nhám Alumina Zirconia tăng hiệu quả mài lên 40% và giảm 60% tần suất thay thế giấy nhám, góp phần trực tiếp vào việc giảm đáng kể chi phí sản xuất máy bay.
Ii. Khoa học vật liệu, tính chất cấu trúc eutectic
Tinh chất hóa học của zirconia alumina là một hỗn hợp eutectic của oxit nhôm (al₂o₃) và zirconium oxide (zro₂). Thông qua sự tan chảy ở nhiệt độ cao trong lò hồ quang điện trên 2000 độ, hai oxit tạo thành cấu trúc đan xen của pha tinh thể chính -al₂O₃ và pha tinh thể thứ cấp của zircon (ZRO₂). Cấu trúc này giúp Zirconia alumina với ba lợi thế cốt lõi:
Đặc điểm độ cứng dốc: Theo nội dung ZRO₂ (10% - 40%), Zirconia alumina có thể được phân loại thành chuỗi zirconia thấp, trung bình và cao. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy ZA40 (với hàm lượng ZRO₂ 40%) đạt được thể tích mài là 18,53g khi mài gang dễ uốn, gấp ba lần giấy nhám alumina nguyên chất.
Độ dẻo dai của kính hiển vi: Độ bền gãy của Zirconia alumina đạt 5,2 MPa · m¹/₂, vượt xa so với alumina trắng (3,8 MPa · m¹/₂). Điều này có nghĩa là dưới tác động mài, các hạt alumina zirconia tạo thành một mạng lưới vi mô, liên tục phơi bày các cạnh cắt mới và duy trì mài hiệu quả.
Ổn định nhiệt: Độ dẫn nhiệt của zirconia alumina là 0,2718 cal/cm² · giây · độ và nó có thể duy trì độ ổn định cấu trúc ở nhiệt độ cao 1000 độ. Đặc điểm này làm cho nó trở thành một chất mài mòn lý tưởng cho các vật liệu khó máy như hợp kim dựa trên niken và hợp kim titan.
Iii. Quá trình sản xuất
1. Tinh chế nguyên liệu thô: Chọn cát zircon chất lượng cao (zrsio₄) và than cốc dầu mỏ, và tinh chế zirconia thông qua giảm nhiệt carbon trong lò hồ quang điện ở 2000 độ, loại bỏ tạp chất SiO₂.
2. Sự tan chảy eutectic: Trộn zro₂ tinh khiết với bột alumina công nghiệp, thêm tio₂, cr₂o₃ và các chất phụ gia khác, và tạo thành một eutectic oxit corundum-zirconium trong lò hồ quang điện.
3. Nghiền nát và sàng lọc: Làm mát các khối zircon corundum, sau đó nghiền nát chúng bằng máy nghiền hàm và nhà máy Raymond, và sàng lọc chúng thông qua hệ thống phân loại thủy lực để có được các kích thước hạt khác nhau (F36-F2000).
4. Cấy cát tĩnh điện: Sử dụng trường tĩnh điện điện áp cao (5-10 kV/cm) để phân phối đều các hạt corundum điện tích tích điện trong một lớp duy nhất, với khoảng cách hạt cát được điều khiển ở mức 0,1-0,3 mm để đảm bảo mài đồng đều.
5. Nhựa chữa: Sau khi phủ bằng chất kết dính nhựa phenolic, giấy nhám được nướng ở 180 độ để xử lý hoàn toàn nhựa, đạt được lực giữ 8,5 N/mm² cho chất mài mòn.
6. Sau điều trị: Xử lý giấy nhám thành các cuộn, tấm hoặc hình dạng không đều bằng cách sử dụng thiết bị cắt siêu chính xác để đáp ứng các yêu cầu mài khác nhau.
Iv. Tính chất vật lý
Kiểm tra độ cứng: Độ cứng của Mohs 9.0, độ cứng Knoop 1450-2000 kg/mm², có khả năng cắt hợp kim cứng với độ cứng trên HRC50.
Thử nghiệm kháng mài mòn: Trên máy kiểm tra mài mòn ML-10, khối lượng đeo của giấy nhám Zirconia alumina chỉ bằng 60% so với giấy nhám cacbua silicon và tuổi thọ dịch vụ của nó được kéo dài 2,5 lần.
Quan sát tự chia sẻ: Thông qua quan sát kính hiển vi điện tử (SEM), các hạt alumina zirconia liên tục tạo ra các cạnh cắt mới trong quá trình mài, duy trì độ nhám bề mặt RA0,4 m.
Kiểm tra kháng va chạm: Dưới 1J Năng lượng tác động, giấy nhám Alumina Zirconia giữ lại 95% hiệu suất cắt ban đầu của nó, trong khi giấy nhám alumina gốm chỉ giữ lại 78%.
V. Kịch bản ứng dụng
Không gian vũ trụ: Để xử lý các lưỡi tuabin hợp kim dựa trên Niken 718, thời gian mài một mảnh giảm 30%và ứng suất dư bề mặt giảm 50%.
Sản xuất ô tô: Trong quá trình mài giũa khối xi lanh, giấy nhám alumina zirconia đạt được độ nhám bề mặt RA0.2μm, giảm 2%mức tiêu thụ nhiên liệu động cơ.
Sản xuất khuôn: Để đánh bóng chính xác các khuôn thép H13, giấy nhám Alumina Zirconia làm tăng hiệu quả xử lý bề mặt gương lên 40%, đạt độ bóng #8000.
Thiết bị năng lượng: Trong việc mài tường bên trong của các ống truyền nhiệt thiết bị bay hơi năng lượng hạt nhân, giấy nhám của Zirconia alumina giải quyết vấn đề làm cứng trong xử lý vật liệu bằng thép không gỉ, và độ nhám tường ống được kiểm soát trong RA0.1μM.
Vi. Sử dụng và bảo trì: Phương pháp khoa học để kéo dài tuổi thọ
Sử dụng và bảo trì chính xác là các chìa khóa để tối đa hóa hiệu suất của giấy nhám alumina zirconia:
1. Nguyên tắc lựa chọn mài mòn:
Nghiền thô (F36-F80): Loại bỏ các đường may và các vỉa hàn
Nghiền mịn (F120-f320): San bằng bề mặt
Nghiêm Superfine (F400-F2000): Đánh bóng gương
2. Kiểm soát áp lực:
Nên sử dụng áp suất tuyến tính 0,8-1,5N/cm². Áp lực quá mức sẽ khiến giấy mài mòn trở nên buồn tẻ nhanh chóng, trong khi không đủ áp suất sẽ làm giảm hiệu quả mài.
3. Chiến lược tạo ra:
Để mài khô, sử dụng mài gián đoạn và nguội trong 1 phút cứ sau 5 phút. Để mài ướt, sử dụng chất lỏng cắt tan trong nước với nồng độ 3-5%.
4. Quy định bảo trì:
Độ ẩm môi trường lưu trữ nhỏ hơn hoặc bằng 60%, nhiệt độ 15-25 độ
Làm sạch các chip bề mặt sau khi sử dụng để tránh vết trầy xước từ các vật cứng
Thường xuyên kiểm tra độ phẳng của giấy mài mòn. Thay thế nó nếu biến dạng vượt quá 0,5mm.
Send Inquiry