Papier de verre en alumine zircone dans le domaine du traitement des métaux
May 26, 2025
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Le papier de verre en alumine en zircone est un outil de broyage haute performance avec l'alumine endurci en zircone (ZTA) comme abrasif. Il combine une dureté élevée et de la ténacité et convient au broyage rugueux à fin des métaux, des alliages, des bois durs et d'autres matériaux. Ses grains abrasifs sont adhérés à un substrat flexible à travers un processus spécial, avec une forte résistance aux usages et une longue durée de vie. Il peut résister au broyage à haute charge sans détachement facile, améliorant considérablement l'efficacité de traitement et la finition de surface. Largement utilisé dans la fabrication automobile, l'aérospatiale, les machines de précision et d'autres champs, il est particulièrement adapté pour le traitement des matériaux difficiles à mariner tels que l'acier inoxydable et les alliages de titane, répondant aux exigences de niveau industriel pour un broyage efficace et stable. Il s'agit d'une alternative améliorée au papier de verre traditionnel.
I. Traçage historique du papier de verre en zircone corindum
La naissance du papier de verre en alumine de la zircone a marqué une étape importante dans la révolution de la technologie abrasive du 20e siècle.
En 1963, Excello Co. of the United States a d'abord synthétisé la zircone alumine abrasive, qui a complètement transformé le paysage du broyage robuste. Le papier de verre d'oxyde d'aluminium traditionnel a souvent été confronté à des problèmes tels que le brouillage abrasif et la durée de vie courte lors du traitement des métaux de haute dureté. Cependant, la zircone alumine, avec sa structure eutectique unique, a abordé avec succès ces points de douleur.
En 1972, la Norton Company of the United States a commercialisé la Zirconia Alumina abrasive et a lancé la première ceinture abrasive de l'alumine de la Zircone, marquant l'entrée de la technologie de broyage de la ceinture abrasive dans "l'ère de broyage robuste et puissante". Cette technologie a eu un impact profond sur les industries lourdes telles que l'aérospatiale et la fabrication automobile. Par exemple, dans le traitement des pièces en alliage de titane pour les avions Boeing 747 Passenger, le papier de verre en alumine en zircone a augmenté l'efficacité de broyage de 40% et a réduit la fréquence du remplacement du papier de verre de 60%, contribuant directement à une réduction significative des coûts de fabrication des avions.
Ii Science des matériaux, propriétés de la structure eutectique
L'essence chimique de la zircone alumine est un composite eutectique de l'oxyde d'aluminium (al₂o₃) et de l'oxyde de zirconium (zro₂). Grâce à une fusion à haute température dans un four à arc électrique supérieur à 2000 degrés, les deux oxydes forment une structure entrelacée de la phase cristalline principale -Al₂o₃ et de la phase cristalline secondaire du zircon (zro₂). Cette structure endows l'alumine de zircone avec trois avantages de base:
Caractéristiques de dureté de gradient: Selon la teneur en zro₂ (10% - 40%), l'alumine de zircone peut être classée en série de zircone faible, moyenne et élevée. Les données expérimentales montrent que ZA40 (avec 40% de teneur en zro₂) atteint un volume de broyage de 18,53 g lors du grincement de la fonte malléable, qui est trois fois celle du papier de verre d'alumine pur.
Ténacité à la fracture microscopique: La ténacité à la fracture de l'alumine de zircone atteint 5,2 MPa · M¹ / ₂, dépassant de loin celle de l'alumine blanche (3,8 MPa · M¹ / ₂). Cela signifie que sous l'impact de broyage, les grains d'alumine en zircone forment un réseau de micro-crack, exposant en continu de nouveaux bords de coupe et maintenant un broyage efficace.
Stabilité thermique: La conductivité thermique de l'alumine de zircone est de 0,2718 CAL / cm² · sec · et il peut maintenir une stabilité structurelle à une température élevée de 1000 degrés. Cette caractéristique en fait un abrasif idéal pour les matériaux difficiles à machine tels que les alliages à base de nickel et les alliages de titane.
Iii. Processus de fabrication
1. Purification des matières premières: Sélectionnez du sable de zircon de haute qualité (ZRSIO₄) et du coke de pétrole et purifiez la zircone par réduction thermique du carbone dans un four à arc électrique à 2000 degré, en éliminant les impuretés Sio₂.
2. Fusion eutectique: Mélanger le zro₂ purifié avec de la poudre d'alumine industrielle, ajouter le tio₂, le cr₂o₃ et d'autres additifs et former un oxyde de zirconium corindon eutectique dans un four à arc électrique.
3. Écrasement et dépistage: Refroidir les blocs de corindum Zircon, puis les écraser avec un broyeur de mâchoire et un moulin Raymond, et les dépister via un système de classification hydraulique pour obtenir différentes tailles de particules (F36-F2000).
4. Implantation de sable électrostatique: Utilisez un champ électrostatique à haute tension (5-10 kV / cm) pour distribuer uniformément les particules de zircon carcon chargées en une seule couche, l'espacement des particules de sable contrôlé à 0,1 à 0,3 mm pour assurer un broyage uniforme.
5. Durcissement de la résine: Après un revêtement de liant en résine phénolique, le papier de verre est cuit à 180 degrés pour guérir pleinement la résine, atteignant une force de maintien de 8,5 n / mm² pour l'abrasif.
6. Post-traitement: Traitez le papier de verre en rouleaux, draps ou formes irrégulières en utilisant un équipement de coupe ultra-précisément pour répondre à différentes exigences de broyage.
Iv. Propriétés physiques
Test de dureté: Mohs dureté 9.0, dureté Knoop 1450-2000 kg / mm², capable de couper des alliages durs avec une dureté de sur HRC50.
Test de résistance à l'abrasion: Sur le testeur d'abrasion ML-10, le volume d'usure du papier de verre en alumine de zircone n'était que de 60% de celui du papier de verre en carbure de silicium, et sa durée de vie a été prolongée de 2,5 fois.
Observation auto-sharping: Grâce à l'observation de la microscopie électronique à balayage (SEM), les particules d'alumine de zircone ont produit de nouveaux bords de coupe pendant le broyage, en maintenant une rugosité de surface de RA0,4 μm.
Test de résistance à l'impact: Sous 1J Impact Energy, le papier de verre en alumine en zircone a conservé 95% de ses performances de coupe d'origine, tandis que le papier de verre en alumine en céramique n'a conservé que 78%.
V. Scénarios d'application
Aérospatial: Pour le traitement des pales de turbine en alliage à base de nickel Inconel 718, le temps de broyage à une seule pièce est réduit de 30% et la contrainte résiduelle de surface est diminuée de 50%.
Fabrication automobile: Dans le processus de perfectionnement des blocs de cylindre, le papier de verre en alumine en zircone atteint une rugosité de surface de RA0,2 μm, réduisant la consommation de carburant du moteur de 2%.
Fabrication de moisissures: Pour le polissage précis des moules en acier H13, le papier de verre en alumine de zircone augmente l'efficacité de traitement de la surface du miroir de 40%, atteignant un brillant de # 8000.
Équipement énergétique: Dans le broyage de la paroi intérieure de l'alimentation nucléaire des tubes de transfert de chaleur de l'évaporateur, le papier de verre d'alumine en zircone résout le problème du travail du travail dans le traitement des matériaux en acier inoxydable, et la rugosité de la paroi du tube est contrôlée dans RA0,1 μm.
Vi. Utilisation et maintenance: méthodes scientifiques pour prolonger la durée de vie
L'utilisation et l'entretien correctes sont les clés pour maximiser les performances du papier de verre en alumine de zircone:
1. Principes de sélection abrasifs:
Broyage grossier (F36-F80): supprimer les coutures d'échelle et de soudure
Broyage fin (F120-F320): nivellement de surface
Superfine Grinceing (F400-F2000): polissage miroir
2. Contrôle de pression:
Il est recommandé d'utiliser une pression linéaire de 0,8 à 1,5 n / cm². Une pression excessive entraînera une pression abrassive qui deviendra terne rapidement, tandis que la pression insuffisante réduira l'efficacité de broyage.
3. Stratégie de refroidissement:
Pour le broyage sec, utilisez le broyage intermittent et refroidissez pendant 1 minute toutes les 5 minutes. Pour le broyage humide, utilisez un liquide de coupe soluble dans l'eau avec une concentration de 3 à 5%.
4. Règlement de maintenance:
Environnement de stockage Humidité inférieure ou égale à 60%, température 15-25 degrés
Nettoyez les puces de surface après utilisation pour éviter les rayures des objets durs
Vérifiez régulièrement la planéité du papier abrasif. Remplacez-le si la déformation dépasse 0,5 mm.
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