Carta vetrata di zirconia allumina nel campo della lavorazione dei metalli
May 26, 2025
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La carta vetrata di allumina di zirconia è uno strumento di macinazione ad alte prestazioni con allumina tempestiva di zirconia (ZTA) come abrasiva. Combina un'elevata durezza e tenacità ed è adatto per una macinatura ruvida a fine di metalli, leghe, boschi duri e altri materiali. I suoi cereali abrasivi sono rispettati a un substrato flessibile attraverso un processo speciale, con una forte resistenza all'usura e una lunga durata. Può resistere alla macinazione ad alto carico senza un facile distacco, migliorando significativamente l'efficienza di elaborazione e la finitura superficiale. Ampiamente utilizzato nella produzione automobilistica, aerospaziale, macchinari di precisione e altri campi, è particolarmente adatto per la lavorazione di materiali difficili da machine come acciaio inossidabile e leghe di titanio, soddisfacendo i requisiti a livello industriale per una macinatura efficiente e stabile. È un'alternativa aggiornata alla carta vetrata tradizionale.
I. Tracciamento storico della carta vetrata di zirconia corindum
La nascita della carta vetrata di zirconia allumina ha segnato una pietra miliare nella rivoluzione della tecnologia abrasiva del 20 ° secolo.
Nel 1963, Excello Co. degli Stati Uniti ha sintetizzato la zirconia allumina abrasiva, che trasformò completamente il paesaggio della macinazione pesante. La carta vetrata di ossido di alluminio tradizionale ha spesso affrontato problemi come la durata abrasiva e la durata di breve durata durante l'elaborazione dei metalli ad alta resistenza. Tuttavia, Zirconia Alumina, con la sua struttura eutettica unica, ha affrontato con successo questi punti deboli.
Nel 1972, la Norton Company degli Stati Uniti commercializzava la zirconia allumina abrasiva e lanciò la prima cintura abrasiva di allumina di zirconia, segnando l'ingresso della tecnologia abrasiva di macinazione della cintura nella "potente epoca di macinazione pesante e potente". Questa tecnologia ha avuto un profondo impatto su industrie pesanti come la produzione aerospaziale e automobilistica. Ad esempio, nella lavorazione delle parti in lega di titanio per l'aeromobile passeggeri Boeing 747, la carta vetrata di zirconia allumina ha aumentato l'efficienza di macinazione del 40% e ha ridotto la frequenza della sostituzione della carta vetrata del 60%, contribuendo direttamente a una significativa riduzione dei costi di produzione dell'aeromobile.
Ii. Scienza dei materiali, proprietà della struttura eutettica
L'essenza chimica di zirconia allumina è un composito eutettico di ossido di alluminio (al₂o₃) e ossido di zirconio (Zro₂). Attraverso lo scioglimento ad alta temperatura in un forno ad arco elettrico sopra i 2000 gradi, i due ossidi formano una struttura intrecciata della fase di cristallo principale -al₂o₃ e la fase cristallina secondaria dello zircone (Zro₂). Questa struttura conferisce zirconia allumina con tre vantaggi principali:
Caratteristiche della durezza del gradiente: Secondo il contenuto Zro₂ (10% - 40%), Zirconia allumina può essere classificata in serie di zirconia bassa, media e alta. I dati sperimentali mostrano che ZA40 (con contenuto di zro₂ del 40%) raggiunge un volume di macinazione di 18,53 g quando macinare la ghisa malleabile, che è tre volte quella della carta vetrata di allumina pura.
Torralità della frattura microscopica: La resistenza alla frattura di Zirconia allumina raggiunge 5,2 MPa · m¹/₂, di gran lunga superata da quella dell'allumina bianca (3,8 MPA · m¹/₂). Ciò significa che, sotto impatto di macinazione, i grani di allumina di zirconia formano una rete di micro-crack, esponendo continuamente nuovi bordi di taglio e mantenendo una macinatura efficiente.
Stabilità termica: La conduttività termica della zirconia allumina è di 0,2718 cal/cm² · sec · e può mantenere la stabilità strutturale ad alta temperatura di 1000 gradi. Questa caratteristica lo rende un abrasivo ideale per materiali difficili da machine come leghe a base di nichel e leghe di titanio.
Iii. Processo di produzione
1. Purificazione delle materie prime: Selezionare la sabbia zircone di alta qualità (ZRSIO₄) e la coca petrolifera e purificare la
2. Fusione eutettica: Mescola zro₂ purificato con polvere di allumina industriale, aggiungi tio₂, cr₂o₃ e altri additivi e forma un ossido di corindum-zirconio eutettico in un forno ad arco elettrico.
3. Schiacciamento e screening: Raffreddare i blocchi di corindum di zircone, quindi schiacciarli con un frantoio per mascella e un mulino Raymond e schermarli attraverso un sistema di classificazione idraulica per ottenere diverse dimensioni di particelle (F36-F2000).
4. Impianto di sabbia elettrostatica: Utilizzare un campo elettrostatico ad alta tensione (5-10 kV/cm) per distribuire uniformemente particelle di corindum di zircone in un singolo strato, con la spaziatura delle particelle di sabbia controllata a 0,1-0,3 mm per garantire una macinazione uniforme.
5. Curatura della resina: Dopo il rivestimento con legante di resina fenolica, la carta vetrata viene cotta a 180 gradi per curare completamente la resina, raggiungendo una forza di detenzione di 8,5 n/mm² per l'abrasivo.
6. Post-trattamento: Elaborare la carta vetrata in rotoli, fogli o forme irregolari utilizzando apparecchiature di taglio ultra-precisione per soddisfare diversi requisiti di macinazione.
IV. Proprietà fisiche
Test di durezza: Durezza MOHS 9.0, durezza knoop 1450-2000 kg/mm², in grado di tagliare leghe dure con una durezza di oltre HRC50.
Test di resistenza all'abrasione: Sul tester di abrasione ML-10, il volume di usura della carta vetrata di Zirconia Alumina era solo del 60% di quello della carta vetrata in carburo di silicio e la sua durata di servizio era estesa di 2,5 volte.
Osservazione di auto-bonifica: Attraverso l'osservazione della microscopia elettronica a scansione (SEM), le particelle di allumina di zirconia hanno prodotto continuamente nuovi bordi di taglio durante la macinazione, mantenendo una rugosità superficiale di RA0,4 μm.
Test di resistenza all'impatto: Sotto l'energia di impatto 1J, la carta vetrata di allumina di zirconia ha mantenuto il 95% delle prestazioni di taglio originali, mentre la carta vetrata in allumina in ceramica ha mantenuto solo il 78%.
V. Scenari di applicazione
Aerospaziale: Per l'elaborazione Inconel 718 Blade di turbina in lega a base di nichel, il tempo di macinazione a singolo pezzo è ridotto del 30%e la sollecitazione residua di superficie è ridotta del 50%.
Produzione automobilistica: Nel processo di affinatura del blocco cilindro, la carta vetrata di allumina di zirconia raggiunge una rugosità superficiale di RA0,2 μm, riducendo il consumo di carburante del motore del 2%.
Produzione di muffe: Per la lucidatura precisa degli stampi in acciaio H13, la carta vetrata di allumina di zirconia aumenta l'efficienza di elaborazione della superficie dello specchio del 40%, raggiungendo una lucentezza di #8000.
Attrezzatura energetica: Nella rettifica della parete interna dei tubi di trasferimento di calore per evaporatore di energia nucleare, la carta vetrata di allumina di zirconia risolve il problema dell'indurimento del lavoro nella lavorazione del materiale in acciaio inossidabile e la rugosità della parete del tubo è controllata all'interno di RA0,1 μm.
Vi. Utilizzo e manutenzione: metodi scientifici per prolungare la vita di servizio
L'utilizzo e la manutenzione corretti sono le chiavi per massimizzare le prestazioni della carta vetrata di allumina di zirconia:
1. Principi di selezione abrasiva:
Macinazione grossolana (F36-F80): rimuovere la scala e le cuciture di saldatura
Macinazione fine (F120-F320): livellamento della superficie
Macinatura superfina (F400-F2000): lucidatura a specchio
2. Controllo della pressione:
Si consiglia di utilizzare una pressione lineare di 0,8-1,5 n/cm². L'eccessiva pressione causerà rapidamente opaco la carta abrasiva, mentre una pressione insufficiente ridurrà l'efficienza della macinazione.
3. Strategia di raffreddamento:
Per la macinazione a secco, utilizzare la macinazione intermittente e raffreddare per 1 minuto ogni 5 minuti. Per la macinazione a umido, utilizzare il fluido di taglio solubile in acqua con una concentrazione del 3-5%.
4. Regolamenti di manutenzione:
Umidità dell'ambiente di stoccaggio inferiore o uguale al 60%, temperatura di 15-25 gradi
Pulire i chip di superficie dopo l'uso per evitare graffi da oggetti duri
Controllare regolarmente la piattaforma della carta abrasiva. Sostituirlo se la deformazione supera 0,5 mm.
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