연마숫돌용 연마 입자 선택: 천연 vs 인공 연마제 솔루션

연마숫돌용 연마 입자는 두 가지 유형이 있습니다: 1. 천연 연마제, 2. 인공 연마제. 일반적으로 대부분의 목적에서 인공(제조) 연마제의 특정 장점으로 인해 천연 연마제는 사용되지 않습니다.

천연 연마제:

이들은 자연의 통제되지 않은 힘에 의해 생성됩니다.

일반적으로 발견되고 사용되는 천연 연마제는:

(a) 사암 또는 고체 석영

(b) 에머리(50-60% 결정질 Al₂O₃ + 산화철)

(c) 강옥(75-90% 결정질 Al₂O₃ + 산화철)

(d) 다이아몬드

(e) 가넷.

연마 입자 효율성:

연마 입자 효율성은 다음에 의존합니다:

(i) 순도

(ii) 조성의 균일성.

(iii) 경도 – 일반적인 규칙은 연마제 경도가 공작물 소재보다 높아야 한다는 것입니다.

(iv) 인성 – 휠이 인성이 없으면 연마 입자가 쉽게 파절되고 휠 마모가 과도해집니다.

(v) 파절 예리함 – 예리한 모서리를 가진 연마제가 더 나은 절삭 작용을 얻습니다. 천연 연마제는 둥근 모서리를 제공하므로 절삭에 효율적이지 않습니다.

연마 입자 발전:

작업 소재 유형이 연질에서 난삭 소재로 크게 이동했습니다. 모든 경질 소재는 연삭 공정으로만 추가 가공 또는 마무리할 수 있습니다. 이러한 더 새롭고 더 단단한 소재들은 연마숫돌에 확실한 도전을 제기합니다.

이 모든 것은 휠 사양과 휠 제조 기술 모두 측면에서 연마숫돌의 상당한 개선을 요구합니다.

이러한 개선 사항 중 일부는:

i. 더 오랫동안 예리하게 유지되는 더 강한 연마제

ii. 지속적으로 재연마되어 더 새롭고 예리한 절삭 모서리를 노출시키는 파쇄성 연마제

iii. 고속에서 낮은 진동 수준을 생성하는 휠

iv. 휠에 대한 더 엄격한 기하학적 공차.

연마제 제조업체들은 위 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 솔루션을 개발했으며, 일부는 최신 연마제 조합(예: 86A 제품군)을 사용하고, 개선된 본드 시스템과 더 엄격한 제조 공차로 정밀 연삭 애플리케이션에 훨씬 우수한 제품을 만들어냈습니다.

86A 연마제는 정밀 연삭 애플리케이션을 위한 혁신적인 연마제입니다. 기본적으로 두 연마제 계열이 있습니다: 산화알루미늄(AlO)과 탄화규소(SiC).

산화알루미늄 연마제는 철계 소재 연삭에, 탄화규소는 비철계 소재 연삭에 사용됩니다. AlO 연마제 계열 내에는 화학적 조성과 결정 구조에 기반한 다양한 유형의 연마제가 있습니다.

단결정 AlO(32A로 표기)와 백색 산화알루미늄(38A)은 가장 일반적인 AlO 연마제 유형입니다. 32A는 중량급 정밀 연삭 용도의 빠른 절삭 연마제입니다. 38A는 정밀 연삭 용도의 파쇄성 연마제 유형입니다.

이 두 연마제의 특성을 결합하여 86A라는 혁신적인 새로운 재래식 연마제를 얻었습니다. 이 입자는 더 오랫동안 모서리를 유지하는 능력을 가져 더 시원한 절삭과 공작물 표면의 야금적 손상 감소를 초래합니다. 또한 더 오래 지속되는 절삭 모서리는 드레싱 간 작업 수를 늘려 연삭 비용을 절감합니다.

86A 연마제는 높은 소재 제거율 특성으로 인해 고생산성 애플리케이션에 가장 적합합니다. 난삭 소재에서도 효과적인 것으로 입증되었습니다. 86A 연마제는 고속도강, 주조 합금 및 커터, 니켈 합금, 고크롬강 연삭에 가장 적합합니다. 86A 연마제 경도는 2150-2250 누프(knoop) 수준인 반면, 38A 연마제 경도는 약 1900-2100 누프입니다.

86A 연마제와 38A 연마제 비교 성능은 그림 20.4(a)와 (b)에 나와 있습니다. 86A 휠의 연삭 비율(제거된 소재 부피 대 휠 마모 부피 비율로 정의)이 다양한 소재 제거율 범위에서 38A 연마제보다 높음이 명확합니다.

86A 연마제의 특정 입자 인성이 38A 연마제보다 높습니다. 또한 동일한 전력을 두 휠이 소비할 때 86A 휠이 실질적으로 더 많은 소재를 제거하므로 86A 휠의 특정 연삭 에너지가 더 낮습니다. 최종적으로 86A 휠의 연삭성(연삭 비율과 특정 연삭 비율의 비율로 정의)이 38A 휠보다 높습니다.

86A 연마제가 현저한 우월성을 보인 일부 애플리케이션은 툴룸 연삭, 평면 연삭, 기어 연삭, 내경 연삭, 베어링 레이스 연삭 및 기타 성형 연삭 애플리케이션입니다.

인공 또는 제조 연마제:

이 입자들의 품질과 조성은 쉽게 제어할 수 있으며 효율성은 천연 연마제보다 훨씬 뛰어납니다.

가장 일반적으로 사용되는 제조 연마제는:

(a) 탄화규소(SiC):

다양한 색상으로 제공됩니다. 특별한 청록색 변종은 팁 툴 연삭에 매우 적합합니다. 상품명은 '카보런덤(Carborundum)', '크리스톨론(Crystolon)', '일렉트론(Electron)' 등입니다.

(b) 산화알루미늄(Al₂O₃):

융합 산화알루미늄의 상품명은 '알록사이트(Aloxite)', '알룬덤(Alundum)', '보롤론(Borolon)'입니다. 특수 형태는 백색 Al₂O₃로 순수할 때 눈부신 백색 결정처럼 보입니다. 연삭 열 발생이 낮은 툴강에 가장 적합합니다.

(c) 탄화붕소.

(d) 질화붕소(CBN):

CBN 연마숫돌은 경화강 및 난삭강 연삭에 사용됩니다. 수명이 길고 연삭 비율이 높습니다. 연삭 시 발생 온도가 훨씬 낮아 훨씬 더 나은 마감과 표면 품질을 제공합니다.

인공 연마제 제조:

(a) 탄화규소:

제조 시 다음 성분들을 철저히 혼합하고 약 2320°C에서 전기 용해로에서 약 36시간 가열합니다. 그런 다음 전체 고체 덩어리를 분쇄, 세척, 알칼리 처리합니다.

다시 세척하고 최종적으로 미세 입자로 분쇄합니다. 이들은 다양한 메쉬 번호 체로 체질됩니다. 정밀 연삭을 위해 입자(180-200 메쉬)를 취합니다.

다양한 성분들은:

(i) 실리카 모래 — 25 부분

(ii) 비파괴 증류로 얻은 석유 코크(매우 순수한 형태) — 34 부분

(iii) 식염 — 2 부분

(iv) 톱밥(목재 분말) — 12 부분

이 중 실리카 모래가 실리콘을, 석유 코크가 탄소를 공급하고, 톱밥이 고온에서 연소하여 다공성 구조를 제공합니다. 보통 녹빛이 도는 검은색입니다.

(b) 산화알루미늄(Al₂O₃):

분쇄 코크와 철 스크랩과 혼합된 광물 보크사이트(수화 Al₂O₃ + Si₂O₃ + 산화 티타늄)를 융합하여 제조합니다. 전기 용해로에서 융합하고 융합 완료 후 분쇄, 세척, 알칼리 처리, 재세척, 최종 분쇄 및 등급 분류합니다. 붉은 갈색을 띠며 인성이 있고 예리하여 쉽게 파절되는 경향이 있어 툴강 연삭에 사용됩니다.

SiC와 Al₂O₃ 비교: (i) Al₂O₃은 SiC보다 인성이 더 강하지만 경도는 낮습니다. 따라서 Al₂O₃은 높은 인장 강도(2700kgf/cm²) 소재 연삭에 매우 적합합니다. Al₂O₃을 저인장 강도 소재에 사용하면 공작물이 휠에 제공하는 저항이 적습니다.

이런 경우 연마 입자가 휠에서 떨어지지 않고 계속 무뎌지므로 연삭이 나빠집니다. 따라서 고속도강, 인청동, 구리 등 모든 인성 소재는 Al₂O₃로 연삭해야 하며 다른 것으로는 안 됩니다.

(ii) SiC는 더 단단하고 더 부서지기 쉽습니다. 고인장 강도 소재에 사용하면 공작물이 휠에 더 큰 저항을 제공하고 연마 입자가 급속한 파절로 인해 빠르게 떨어져 더 빠른 자가 연마를 생성합니다.

주로 주철, 초경 팁, 텅스텐 툴, 대리석, 경질 고무, 플라스틱, 가죽 등 저인장 강도 소재에 사용됩니다. 이러한 소재에서는 더 인성인 Al₂O₃ 입자가 덜 파절됩니다. SiC 입자의 스크래치 경도가 더 높습니다. 특수 형태 SiC는 초경 팁 툴 연삭 및 재연마에 사용됩니다.