Alumínium és puha fémek csiszolásának problémája és egy megoldása
Hagyományos csiszolóanyag használata esetén a súrlódás szinte megolvasztja a fémet, így a csiszolószerszámot használhatatlanná teszi és akár tönkreteheti a munkadarabot.
A színesfémek, például az alumínium vágására és csiszolására alkalmas csiszolóanyagoknak - kevesebb hőtermelés mellett - el kell kerülniük az eltömődést és mentesnek kell lenniük a szennyeződésektől, például a vastól. Az alumíniumhoz használt speciális csiszolóanyagokat gyakran alumínium-oxid (AO) és szilícium-karbid (SiC) kombinációjával gyártják, hogy megfeleljenek ezeknek a követelményeknek.
Erről lesz szó:
- Miért tömődnek el a csiszolóanyagok az alumíniumtól?
- Az AO+SiC kombináció
- Forgácsképződés vagy elkenődés?
- Szennyeződés: Miért jelent a „eltömődésmentes” tisztább vágásokat?
- A kombinált szemcsét alkalmazó csiszolóanyagok kialakításai
- Gyakran ismételt kérdések
Miért tömődnek el a csiszolóanyagok az alumíniumtól?
Az alumínium körülbelül 660 °C-on olvad. Ez csak fele akkora hőmérséklet, mint a vasfémek, például az öntöttvas és a rozsdamentes acél olvadáspontja. Az alumínium csiszolásakor vagy vágásakor valójában nem ugyanúgy „vágunk”, mint az acélnál. Mivel az alumínium puha és képlékeny, ahelyett, hogy tisztán törne, hajlamos deformálódni.
- A súrlódásból eredő hő lágyítja a felületet
- A fém elkenődik ahelyett, hogy törne
- Az elkenődött anyag bejut a csiszolóanyag pórusaiba
Miután ezek a pórusok megteltek, a csiszolóanyag nem tud friss vágóéleket szabaddá tenni. Ezen a ponton már nem vág, csak dörgöl.
A hatékonyság gyilkosa
Egy eltömődött csiszolótárcsa nem csak lassabban vág, hanem onnantól rosszabb is lesz. Ördögi körforgás alakul ki belőle.
Így folytatva az alumínium elszíneződését, a csiszolóanyag tönkremenetelét vagy a munkadarab károsodását okozhatjuk.
Az AO + SiC szemcsék kombinációja
Az alumínium-oxid szívós és mechanikailag ellenálló, ami fontos, amikor nyomást fejtünk ki a csiszolt felületre. Önmagában azonban az AO nem jó hővezető. Tehát csak ezt a csiszolónyagot használva nem a legmegfelelőbb abrazív anyag az alumíniumhoz.
A szilícium-karbid meglehetősen éles, de törékeny. Magasabb hővezető képességgel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy gyorsabban vezeti el a hőt, mint az AO. Mivel a szemcsék élesek, kisebb nyomással is "beleharapnak" az alumíniumba, csökkentve a súrlódási hőt, ami az olvadáshoz vezetne. Mivel a SiC meglehetősen törékeny és hiányzik belőle a szerkezeti „szívósság”, így nagy terhelés alatt kevésbé ellenálló. Önmagában használva a szemcsék túl gyorsan eltörnének és elkopnának ahhoz, hogy gazdaságosak legyenek.
A köztük lévő különbségek és hasonlóságok, amik miatt az AO + SiC keverékek alumíniumon is hatékonyak és jól működnek együtt.
- A SiC gyorsan megkezdi a vágást, csökkentve a súrlódást és a hőképződést
- Az AO támogatja és fenntartja a vágást, megakadályozva a csiszolószemcsék gyors lemorzsolódását
- A kombináció segít nyitva és aktívan tartani a szemcse völgyeket és csúcsokat
Forgácsképződés vagy elkenődés?
Amikor egy csiszolóanyag megfelelően dolgozik alumíniumon, apró, különálló forgácsokat képez. Ez tapasztalható is munka közben, ahogy lerepülnek a munkadarabról. Ez a forgácsképződési folyamat hatékony: az anyag tisztán jön le, a hő eltávozik a forgácsokkal és a csiszolóanyag felülete viszonylag tiszta marad.
Ha a csiszolóanyag nem megfelelő az alkalmazáshoz, akkor elkenődés történik. Az alumínium a szemcse csúcsoknál, az érintkezési pontokon meglágyul és ahelyett, hogy forgácsolódna, kenődik. Nincsenek forgácsok, nincs hőelvezetés. Csak egy sűrűsödő fém massza, ami végül megkeményedik a csiszolóanyag felületén. Az AO+SiC keverék célja, hogy fenntartsa ezt a forgácsoló hatást a a puha fémeken. Különösen a SiC komponens elég éles ahhoz, hogy az anyagot leválassza, ne pedig “elkenje”. Ez az oka annak, hogy az ilyen keverék típusú csiszolóanyag eltávolítja a fémet, ahelyett, hogy “üvegesedne”.
| Megfelelő csiszolóanyag (pl. AO+SiC) |
Nem megfelelő csiszolóanyag (pl. standard AO) |
|
|---|---|---|
| Csiszoló hatás | A szemcsék bevájnak és tiszta forgácsot hoznak létre |
A szemcsék csúsznak és elkenik az anyagot |
| Anyageltávolítás | Hatékony anyagleválasztás, a csiszolófelület aktív marad | Az anyag elkenődik és beletömődik a csiszolóanyagba |
| Hőtermelés | Alacsonyabb; a hőt a forgácsok viszik el | Magas; súrlódó csúcsok, amik olvadást okoznak |
| Eredmény | Tiszta vágás, használható csiszolóanyag, sértetlen munkadarab | Töltés, a tárcsa sérült, a munkadarab hőkárosodást szenvedhet |
Miért működik az AO + SiC?
Az élesebb SiC szemcsék elősegítik a valódi forgácsolás megkezdését , míg az AO stabilizálja a szerkezetet. Együttesen olyan forgácsolási műveletet tartanak fenn, ami a forgácsképződést segíti elő a felület felpuhítása helyett.
Szennyeződés: Miért jelent az „eltömődésmentes” tisztább vágásokat?
Ha olyan alumíniumon dolgozik, amit végül festeni, eloxálni vagy hegeszteni fognak, a szennyeződés problémát okozhat.
- Vasszennyeződés: Sok szabványos csiszolóanyag nyomokban tartalmaz vasat vagy ként. Ha ezek a részecskék beágyazódnak az alumíniumba, végül reakcióba lépnek a nedvességgel és galvánkorróziót (rozsdásodást) okoznak, annak ellenére, hogy maga az alumínium nem rozsdásodik.
- Keresztszennyeződés: Egy korong szénacélon, majd alumíniumon történő megmunkálása szennyeződéshez vezet. A speciális AO+SiC korongok jellemzően „szennyeződésmentesek” (kevesebb, mint 0,1% vasat, ként vagy klórt tartalmaznak), ami biztosítja, hogy az alumínium tiszta és hegesztésre kész maradjon.
A kombinált szemcsét alkalmazó csiszolóanyagok kialakításai:
- Vágókorongok
- Csiszolókorongok
- Lamellás csiszolótárcsák
Gyakran ismételt kérdések
Kérdés: Az alumínium-oxid + szilícium-karbid az egyetlen lehetőség alumínium vágására/csiszolására?
Válasz: Nem, az AO+SiC nem az egyetlen lehetőség. A kerámia csiszolóanyagok bizonyos alumínium alkalmazásokhoz is használhatók. Finom megmunkáláshoz a tiszta szilícium-karbidot széles körben használják, különösen nedves csiszoláshoz. A legtöbb műhely számára az AO+SiC-t javasolt, mert gyorsan vág, alacsonyabb a csiszolási hőtermelés és nem utolsó sorban a fogyóeszköz-költségek.
K: Használhatok sima alumínium-oxid csiszolóanyagot alumíniumon?
V: Igen, megteheti, de ez nem ideális. A hagyományos alumínium-oxid gyorsabban tömődik el, mint a kifejezetten színesfémekhez tervezett csiszolóanyagok. Jelentősebb munkák esetén, vagy ha a szennyeződés aggodalomra adhat okot, használjon AO+SiC keveréket, kerámiát vagy sztearátbevonatú terméket a tisztább eredmény érdekében.
K: Mi a sztearát bevonat a csiszolóanyagon?
V: A sztearát egy száraz kenőanyag (általában cink- vagy kalcium-sztearát), amit bevonatos csiszolóanyagok, például csiszolókorongok és szalagok felületére visznek fel. Megakadályozza, hogy a fém a csiszolószemcsékhez tapadjon a használat során fellépő hő hatására. Lágy fémeken, például alumíniumon, a sztearátbevonatú csiszolóanyagok sokkal lassabban tömődnek el és általában lényegesen tovább tartanak, mint a bevonat nélküli alternatívák. A kompromisszum az, hogy a munkadarab felületén lévő sztearátmaradványokat bármilyen bevonat vagy kötés (pl hegesztés) létrehozása előtt el kell távolítani.
K: Miért tapad rá olyan gyorsan az alumínium a csiszolókorongra?
V: Az alumínium puha és alacsony olvadáspontú. Súrlódás hatására felmelegszik és elkenődik ahelyett, hogy forgácsolódna. Ez az elkenődött anyag a csiszolófelületre tapad, kitölti a csiszolószemcsék közötti “völgyeket” és megakadályozza a munkadarab hatékony megmunkálását.
K: Jobbak-e a lamellás csiszolótárcsák az alumínium csiszolásához, mint a csiszolókorongok?
V: Általában igen. Lamellás tárcsák:
- Ahő könnyebben távozik a környezetbe
- Az aktív csiszolóélek újraképződése egyszerűbb
- Kevésbé hajlamosak az eltömődésre
De (!) hogy valójában melyik a jobb, azt úgyis az alkalmazás határozza meg!
