Introdução
Alumina fundida branca (WFA)é um abrasivo industrial de alumina fundida produzido por fusão por arco elétrico de alumina calcinada ou outra matéria-prima de alumina adequada. É um dos vários materiais de grãos abrasivos utilizados em sistemas de retificação e acabamento.
Quando o WFA é comparado com outros materiais abrasivos, a decisão de seleção não deve ser baseada em uma única propriedade. Fatores relevantes incluem o grau exato do abrasivo, tamanho do grão, características da peça, sistema de ligação e ferramenta, condições do processo e condição superficial necessária.
Este artigo compara WFA comAlumina fundida marrom (BFA)e Carboneto de Silício (SiC), focando nas diferenças que podem afetar a seleção do material sem tratar nenhum abrasivo como universalmente superior.
Por que as comparações de materiais exigem contexto de aplicação
O comportamento do grão abrasivo é influenciado pelo sistema completo de retificação ou acabamento. O comportamento da fratura do grão, a química, o tipo de ligação, a estrutura da ferramenta, a condição de dressagem, as características da peça, a refrigeração e os parâmetros operacionais podem afetar o resultado final do processo.
Por esta razão, propriedades comodureza, composição química ou friabilidade não devem ser interpretadas isoladamente. A seleção do material deve ser baseada na interação entre o tipo de abrasivo e a aplicação pretendida.
WFA vs Alumina Fundida Marrom
Produção e Composição
A alumina fundida branca é produzida por fusão por arco elétrico de alumina calcinada ou outra matéria-prima de alumina adequada, seguida de resfriamento, britagem e classificação.
A alumina fundida marrom é comumente produzida a partir de matéria-prima à base de bauxita por processamento de arco elétrico.
O WFA geralmente tem um teor mais alto de Al2O3 e um perfil de óxido secundário diferente do BFA, embora a composição exata dependa do grau e da especificação individual. As diferenças na matéria-prima e no processamento também contribuem para diferenças na química, na microestrutura e no comportamento da fratura dos grãos.
Dureza, tenacidade e friabilidade
Tanto o WFA quanto o BFA são abrasivos duros, predominantemente de alumina à base de corindo. A dureza por si só, portanto, geralmente não é uma base suficiente para selecionar entre eles.
Uma distinção mais útil é o seu comportamento geral de fratura. O BFA é comumente caracterizado como mais resistente e menos friável, enquanto o WFA tende a ser mais friável. O comportamento real ainda varia de acordo com o grau do grão, estrutura, tratamento e design da ferramenta abrasiva.
Nenhuma das características é inerentemente superior. Graus de grãos com baixa friabilidade ou mais tenazes podem ser selecionados quando for necessária maior resistência à quebra do grão. Classes mais friáveis podem ser selecionadas onde a fratura controlada dos grãos é uma parte intencional do comportamento da ferramenta abrasiva. A adequação de qualquer abordagem depende do sistema abrasivo completo e do objetivo do processo.
Seleção de aplicativos
Abrasivos de alumina, incluindo classes WFA, são usados em operações selecionadas de retificação envolvendo peças ferrosas. A seleção depende de fatores como tipo de liga, tamanho do grão, especificação do rebolo, sistema de colagem, condição de dressagem e parâmetros operacionais.
Diferentes classes e tamanhos de grão WFA podem ser usados para diferentes operações, incluindo retificação mais grossa e acabamento mais fino. Estas utilizações devem ser entendidas como específicas da classe e do sistema, e não como características universais de todos os produtos WFA.
WFA vs Carboneto de Silício
Diferenças materiais
WFA e Carboneto de Silício pertencem a diferentes famílias de materiais abrasivos. WFA é um abrasivo de óxido à base de alumina, enquanto o carboneto de silício é um abrasivo de carboneto.
Ambos são materiais abrasivos duros, mas sua química, estrutura cristalina, comportamento de fratura e interação com diferentes peças são diferentes. As informações específicas da classe são, portanto, mais úteis do que uma simples classificação universal de fragilidade ou tenacidade.
Seleção de aplicativos
Os abrasivos de carboneto de silício são comumente selecionados para muitos metais não ferrosos, cerâmicas, vidro e outros materiais não metálicos. Abrasivos de alumina, incluindo classes WFA, são comumente usados em operações de retificação selecionadas envolvendo peças ferrosas.
Estes são padrões de seleção comuns e não regras exclusivas. O carboneto de silício também pode ser usado em algumas aplicações de materiais ferrosos, enquanto o WFA pode ser usado fora da moagem ferrosa convencional, dependendo do produto e do processo.
A escolha apropriada depende do material da peça, do projeto da ferramenta abrasiva, da especificação do grão, da condição superficial necessária e dos parâmetros operacionais.
Por que o desempenho da ferramenta não pode ser previsto apenas pelo tipo de grão
O desempenho da retificação reflete a interação de diversas variáveis do sistema, e não apenas o tipo de grão abrasivo.
Variáveis relevantes podem incluir:
- Material do grão abrasivo, classe e tamanho do grão
- Sistema e estrutura de ligação de rodas
- Procedimento e condição do curativo
- Material e geometria da peça
- Velocidade de retificação, taxa de avanço e profundidade de corte
- Tipo e entrega do refrigerante
- Condição e rigidez da máquina
Reivindicações envolvendo vida útil da ferramenta, comportamento térmico, acabamento superficial, comportamento de remoção de material ou eficiência do processo devem, portanto, ser avaliadas usando a especificação completa da ferramenta e as condições operacionais.
Uma designação de grão WFA, BFA ou SiC por si só não é suficiente para prever o desempenho da ferramenta acabada.
O que os compradores devem comparar antes de selecionar o WFA ou uma alternativa
Antes de selecionar um material abrasivo, compradores e engenheiros podem comparar:
- Material e grau abrasivo exatos
- Composição química
- Dados de composição específicos do lote ou lote, quando disponíveis no Certificado de Análise
- Especificação de grão ou tamanho de partícula
-Distribuição de tamanho de partículaquando relevante
- Informações sobre morfologia ou comportamento de fratura, quando relevante e disponível
- Compatibilidade com ferramentas adesivas e abrasivas
- Material da peça e condição metalúrgica
- Comportamento necessário de remoção de material
- Condição de superfície necessária
- Velocidade operacional, carga, alimentação e outras condições do processo
- Informações da Ficha Técnica
- Dados do certificado de análise
- Dados de teste específicos da aplicação, quando disponíveis
Uma Folha de Dados Técnicos geralmente fornece informações típicas ou nominais do produto, enquanto um Certificado de Análise relata resultados analíticos ou de inspeção específicos para um determinado lote ou lote.
Nem todos os parâmetros são necessários para todos os aplicativos. As informações relevantes dependem do produto abrasivo, do processo e das especificações do cliente.
Conclusão
WFA, BFA e carboneto de silício são materiais abrasivos distintos com química e características de grão diferentes. Nenhum é universalmente superior.
WFA e BFA são abrasivos de alumina à base de corindo, mas geralmente diferem em composição e friabilidade. O carboneto de silício pertence a uma família de abrasivos diferente e é comumente selecionado para uma variedade diferente de peças e condições de processamento.
A seleção do grão abrasivo deve, portanto, ser baseada em requisitos específicos da aplicação, e não em uma única propriedade do material, apoiada por especificações de classe, informações de projeto de ferramenta e testes de aplicação, quando apropriado.
Referências
- Malkin, S. e Guo, C. (2008). Tecnologia de Retificação: Teoria e Aplicações de Usinagem com Abrasivos. 2ª edição. Imprensa Industrial.
- Carborundum Universal Limited, Divisão de Eletro Minerais. Alumina fundida branca. Informações técnicas do produto.
- Carborundum Universal Limited, Divisão de Eletro Minerais. Alumina fundida marrom. Informações técnicas do produto.
- Abrasivos Norton. Rebolo para sala de ferramentas de carboneto de silício 37C. Informações técnicas do produto.