Tecnologia de abrasivos

Los abrasivos adheridos son fabricados incorporando granos abrasivos a una matriz, la cual puede ser resina y relleno o materiales v?treos. Usualmente, tales abrasivos contienen porosidad la cual ayuda a controlar los aspectos termales del proceso..
Los abrasivos revestidos consisten de granos abrasivos incorporados a un respaldo de tela. 

La formulaci?n y selecci?n de aditivos es habitualmente un secreto estrictamente guardado del fabricante.
A fin de elegir la rueda correcta, material y estructura, se deben formular varias preguntas:

Los abrasivos adheridos son fabricados incorporando granos abrasivos a una matriz, la cual* puede ser resina y relleno o materiales vítreos . Usualmente, tales abrasivos contienen porosidad la cual ayuda a controlar los aspectos termales del proceso.

Los abrasivos revestidos consisten de granos abrasivos incorporados a un respaldo de tela.
La formulación y selección de aditivos es habitualmente un secreto estrictamente guardado del fabricante.

A fin de elegir la rueda correcta, material y estructura, se deben formular varias preguntas:

• Tipo de uso: corte, afilado, pulido, etc.
•  Tipo de artículo a afilar y materiales: pala de aleación de níquel, cilindro metálico, etc.
• Tipo de grano abrasivo: óxido de aluminio, nitrito de boro, etc.
• Tipo de propiedad física específica: poroso, compacto, etc.
• Tipo de adhesión: vitrificada*, resina, etc. * ("verified" in the original)
• T Tipo de proceso de fabricación: prensa fría o caliente, etc.
• The structure of the bonded abrasives is described in terms of proportions of abrasive phase, the volume of porosity and the volume fraction of the bond as described in grinding wheels phase diagram.

Cada eje representa 100% de una componente con el extremo opuesto correspondiendo a 0% y porcentajes intermedios representados por la distancia fraccionaria desde el lado hasta el eje.

Las composiciones de ruedas reales no cubren todo el rango de composiciones representado por el diagrama de fases y están restringidas a un rango límite por factores tecnológicos y prácticos.

           

Figura 1: diagrama de fases de ruedas de afilar

Granos:
Los granos abrasivos son la herramienta de los procesos de afilado y de corte.
En el pasado los granos abrasivos eran derivados de minerales naturales, tal como el esmeril,
arena de cuarzo, etc., en la actualidad, la industria depende casi completamente de granos sintéticos, los cuales resultan mucho más consistentes y eficientes al costo.
Algunas cualidades físicas de los materiales abrasivos más importantes se encuentran resumidas en la Tabla 1.\

Tabla 1: Propiedades físicas de los granos abrasivos principales

Las características de los granos como el tamaño, forma, resistencia, friabilidad son importantes y controlan el desempeño de la rueda como el material de la matriz.

Table 2: Typical characteristics of abrasive grains.

 

Grano	Dureza Knoop Kg/Mm2	Índice De Friabilidad
Óxido de Aluminio
Rosado/rojo (3% Cr)	2260	65.0
Blanco	2120	56.6
Cristal singular	2280	47.7
Regular	2040	35.6
40% ZrO2	1460	7.9
"Sintered"	1370	6.5
Carburo de Silicio
Verde	2840	62.5
Negro	2680	57.2

 

Óxido de Aluminio fundido y sus derivativos:

Óxido de Aluminio es derivado de la Bauxita en un proceso industrial de alta energía.
Durante la fase de derretimiento la estructura cristalina como también la química pueden ser controladas y resultar en puro cristal de Óxido de Aluminio, Óxido de Aluminio fundido blanco (bajo contenido de Hierro y Sílice), Óxido de Aluminio semi-friable (bajos niveles de titania), Óxido de Aluminio mono-cristal (potentes bordes de filo y alta resistencia compresiva) y Óxido de Aluminio rosado y rojo (altos niveles de Cromo).
Aplicaciones: Para afilar materiales de alta resistencia a la tensión, así como para afilado áspero, bordear, cortar y truncar materiales férreos de baja aleación (Óxido de Aluminio Regular).
Para afilar aceros endurecidos y de alta aleación hasta 62 Rc (Óxido de Aluminio Blanco).
Para aceros de alta aleación, operaciones de estrictos requerimientos de precisión en forma y dimensión (Óxido de Aluminio Mono-cristal).

Óxido de Aluminio - Circón:

La producción de granos de Óxido de Aluminio Circón involucra equipos y proceso parecidos a aquellos del Óxido de Aluminio normal. La presencia de la fase de Circón y el tamaño de su cristal pueden mejorar la dureza del grano en comparación a la del Óxido de Aluminio blanco o marrón. Aplicaciones: Usado en ferrería y fundiciones.
Sol-Gel
Óxido de Aluminio Sol-Gel y derivativos:
Óxido de Aluminio producido mediante el procedimiento sol-gel posee cristales muy finos y en consecuencia retiene su borde afilado mientras que el material se va desgastando. Una de las desventajas del Óxido de Aluminio Sol-gel es su baja estabilidad térmica en comparación a la de Óxido de Aluminio fundido.
Aplicaciones: Usado para materiales férreos y no-férreos.

Carburo de Silicio:

El material es más duro que el Óxido de Aluminio, pero usualmente es también mucho más friable. El proceso de fabricación involucra el uso controlado de alta energía para obtener Carburo de Silicio verde o negro. El Carburo de Silicio negro tiene un contenido más alto de impureza que el grano verde.
Aplicaciones: Para afilar materiales de baja resistencia a la tensión como el hierro fundido, materiales no-férreos y no-metálicos.

A base de Resina:

Las resinas fenólicas termoestables son aun con mucho los más importantes adhesivos orgánicos para ruedas de afilar y cortar. Es posible variar las propiedades de la adhesión para proporcionar cualidades de elasticidad o térmicas mediante la adición de plastificantes o de relleno. En comparación a ruedas vitrificadas, las ruedas adheridas con resina son mucho más resistentes al choque, al peso y al uso de alta resistencia. Por consiguiente, son más populares en operaciones de "snagging" y para ruedas de corte donde las presiones laterales pueden llegar a ser muy altas. Donde se necesita extremadamente alta resistencia, como por ejemplo en operaciones de alta velocidad (>100 metros por segundo de velocidad de superficie), es posible reforzar la resina aun más con fibra de vidrio. Sin embargo, existen limitaciones en términos de la temperatura permisible en las superficies de afilado-corte. También, las ruedas de resina pueden ser atacadas por líquidos de afilar alcalinos.

A base de vidrio:

En comparación a ruedas de adhesión de resina, aquellas con adhesivo vitrificado pueden soportar temperaturas mucho más altas, pero son frecuentemente de menor resistencia. Así también las ruedas vitrificadas son indiferentes al agua, ácidos y aceites.
Las materias primas esenciales son la arcilla, el feldespato, y las astillas de vidrio, similar a aquellas del sector de la cerámica de utensilios blancos. La fase de adhesión vítrea se consigue sometiendo a la rueda a altas temperaturas de hasta 1200 grados centígrados y más.

Rellenos:
Los rellenos son añadidos a la mezcla para diferentes propósitos así como lo describe la siguiente tabla:

Tabla 3: Rellenos Tipo y función

Función	Descripción	Material De Relleno
Producción de poros	Temporaria Semi-permanente Permanente	Cáscara de nuez, Cera, Naftalina Grafito, hulla Bolas de vidrio, Óxido de aluminio esférico
Efectos activos de  afilado	Lubricantes	Criolita, Cloruros, Piritas de Hierro, Fosfatos
Auxiliares de producción	Auxiliares de acecinar Auxiliares de prensa	Óxido de calcio, Óxido de Magnesio Estearatos, Cera