Abrasivo CARBURO DE SILICIO

 

  MATERIALES ABRASIVOS

CARBURO DE SILICIO Los productos abrasivos actúan arrancando arrancando material del sustrato por fricción. Se enfrenta un material duro (mineral abrasivo) a la superficie a tratar que

SiC

debe presentar una menor dureza. Los diferentes tipos de movimientos que se le puede aplicar a un producto abrasivo unido a la velocidad de trabajo tr abajo y la presión producirán un ataque sobre la superficie, dando la eliminación de material, su

conformado y la formación de surcos y arañazos. (Mexicana, s.f.)

DUREZA  Marca la resistencia de un mineral a ser penetrado por otro material. Se suele medir en la escala de Mohs de 1 a 10 donde el valor más elevado corresponde al diamante. Los minerales que se usan en reparación suelen estar en 9,5. Es tal vez la propiedad de mayor importancia, el abrasivo debe poseer una dureza elevada, superior a los materiales que debe mecanizar. Esto con el fin de remover el sobre-metal sin sufrir desgastes excesivos en su estructura. Como puede verse en la  fi  figura gura 1.  los materiales usados como abrasivos presentan durezas superiores a las de materiales convencionales.

  Figura 1. Dureza de los materiales usados como abrasivos.

CARBURO DE SILICIO: Se obtiene de la electrofusión a 2.000º C del cuarzo y el carbono. Es un producto más duro (escala Mohs>9) y friable que el óxido de aluminio, con una dureza cercana al diamante, por este motivo sus granos son más filosos y tiene mayor capacidad de corte.

 

La composición, pureza y friabilidad (Una vez que el mineral se rompe, la friabilidad marca la tendencia a formar nuevas aristas) son continuamente controlados. En la fi  figura gura  2.  2. indicamos los tipos y combinaciones más usuales.

ombinaciones más usuales del carburo de silicio Figura 2. Tipos y ccombinaciones

Es usado normalmente para rectificar materiales frágiles con cargas de ruptura menores a 35 daN/mm2 (350 MPa). La razón por la cual este material no es usado para el rectificado de aceros, aún presentando una dureza mayor a la del alundum, es su tenacidad. Esta propiedad evita que los granos abrasivos se fracturen, f racturen, recuperando así la capacidad de corte, por el contrario, hace que estos se redondeen generando así los inconvenientess anteriormente discutidos. inconveniente COMBINACIÓN. El carburo de silicio proviene de una combinación de coque de petróleo, y cuarzo

altamente puro o arena, que son fundidos a altas temperaturas en un horno electrónico. Por lo general, permanecen a una temperatura de 2000ºC, durante 36 horas, y puede observarse su cristalización a partir de los 1400 ºC o 1800 ºC. CARACTERÍSTICAS. Las características del módulo elástico y de la expansión térmica son dadas por las características del cristal de SiC  en sí mismo, y la conductividad térmica o la difusividad térmica de los carburos de silicio sili cio tiende a ser substancialmente más alta que las de la otra cerámica estructural. La combinación de un módulo elástico alto y moderado coeficiente de la expansión térmica convierte al SiC en susceptible al daño por choque térmico. La resistencia al choque térmico el comportamiento ante el choque térmico es también muy dependiente de la aplicación. Por ejemplo, los cambios de temperatura muy rápidos pueden conducir a una preferencia del Si3N4 sobre SiC, mientras que para índices

 

moderados del cambio de temperatura la alta conductividad térmica de SiC puede conducir a un funcionamiento mejor. La resistencia a la fractura de SiC tiende a ser más baja que la de la otra cerámica estructural lo cual conduce a una cierta preocupación por el uso de SiC en ciertos ci ertos motores de combustión, tales como rotores de turbina que puedan ser susceptibles al impacto de objetos extraños. Los resultados de la abrasión demuestran buena resistencia a la abrasión angular de la partícula o de la mezcla. SiC enlazado por reacción tiende a ser el más susceptible al desgaste erosivo debido a desgaste preferencial de los granos libres conectados a la superficie del silicio.

  CARBURO DE SILICIO NEGRO.

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El carburo de silicio negro es conformado por arena de cuarzo, coque de petróleo y sílice de buena calidad bajo la fundición f undición de horno de resistencia. Su dureza es entre el corindón y el diamante, su resistencia mecánica es mayor que el corindón y tiene la propiedad quebradiza y aguda. El carburo de silicio negro contiene aproximadamente aproximadamente 98,5% de SiC, cuya correa es superior a la de carburo de silicio verde, se aplica mucho para el  procesamiento  procesamien to de materiales de bbaja aja resistencia resistencia a la tracción, tales como como vidrio, cerámica,  piedra, materiales refractarios, refractarios, hierro fundido y metales no ferrosos. (Zhengzho (Zhengzhouu Hongji Abrasivo Tech S.R.L, s.f.)

Recomendado para:    Productos Abrasivos: Lijas, Telas, Ruedas, Copas, Discos Corte y Pulir, entre

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otros Pulido de mármol, granito, baldosas.   Pisos antideslizantes (Bandas, Pisos, Cintas, etc.)

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  Sanblasting y talla de vidrio

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  Productos refractarios

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Propiedades Fisicas: 

Análisis químico medio:

Dureza: 9,0-9,5 mohs

SIC: 98,00-99,50%

Forma del grano: angular

Fe: 0,20%

Punto de fusión: aprox. 2300 °C

C: 0,15%

Peso específico: aprox. 3,2 g/cm3

Partículas magnéticas: 0,07%

Densidad aparente: aprox. 1,3  –  1,5  1,5 g/cm³ (según el tamaño del grano)

  CARBURO DE SILICIO VERDE

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El Carburo de Silicio verde es un material que reúne una serie de características como: la dureza, conductividad, estabilidad, etc. que lo hacen necesario en una gran variedad de aplicaciones industriales. Es un abrasivo de densidad media y gran pureza. (ROSBER, s.f.) Es conformado bajo la fundición de horno de resistencia utilizando coque de petróleo y sílice de buena calidad como las principales materias primas y sal como aditivo. El cristal configurado por el fundido es de alta pureza y dureza. Su dureza es entre el corindón y el diamante y su resistencia mecánica es mayor que el corindón. El carburo de silicio verde contiene más de 99% de SiC, es de buen auto-afilado, se aplica mucho para el tratamiento de aleación dura, aleación de titanio y vidrio óptico, sino también para el bruñido de camisas de cilindro y moler las herramientas de corte de acero de alta velocidad. (Zhengzhou Hongji Abrasivo Tech S.R.L, s.f.)

TAMAÑO DEL GRANO El tamaño del grano se identifica con número, que indica la cantidad de divisiones por  pulgada lineal que tiene tiene el tamiz más fino utilizado para para clasificar los granos granos.. Cuando se requiere una gran remoción de viruta debe seleccionarse un grano grueso; por otro lado, una buena calidad de terminación requiere grano fino. En la fi  figura gura 3 se indican medidas y aplicaciones de los distintos tipos de granos. (ABRASIVOS A.E.S, s.f.)

 

  Figura 3. Tamaño del grano para diferentes aplicaciones.

 

CONSTRUCIÓN Y FABRICACIÓN Los abrasivos convencionales se componen de una estructura en diferentes capas tal y  fi gura 4, no son materiales sencillos de fabricar ya que requieren una como muestra la figura serie de materiales que les permitan cumplir con sus requisitos de trabajo.

Figura 4. Esquema de la composición de un abrasivo. a brasivo.

 

DETERIORO Son varias las vías por las que un producto abrasivo se acaba deteriorando tras un periodo de uso. El uso adecuado del disco, con las herramientas adecuadas y su velocidad justa  permite poder minimizar el el proceso de de deterioro. terioro. (Mexicana, s.f.)

Figura 5 

El arromamiento  es posiblemente la causa más frecuente de deterioro de un abrasivo dada la gran tendencia del óxido de aluminio para redondearse en sus aristas perdiendo su capacidad de corte. El embazado  se produce cuando la distancia entre los granos se recubre de polvo y suciedad impidiendo que los abrasivos muestren sus aristas de forma correcta.

FABRICACIÓN DE ABRASIVOS CONVENCIONALES. La fi  figura gura 6 muestra un esquema de fabricación de materiales abrasivos convencionales. convencionales. A la hora de fabricar un producto abrasivo se debe seleccionar de forma adecuada el soporte, el mineral, el tamaño y la colocación de granos sobre el soporte. En función de la operación para la que se vaya a utilizar se selecciona una distribución de grano abierto o de grano cerrado (  figur fi gura a 7 ), ), en las disposiciones de grano abierto un 50-75% de la superficie está recubierta por grano abrasivo, en las disposiciones de grano cerrado toda la superficie queda recubierta. Estas disposiciones de grano cerrado se utilizan cuando se busca un acabado de mayor calidad (fases finales de la reparación). Las de grano abierto se suelen usar cuando se precisa un gran arranque de material para evitar así embazados. (Mexicana, s.f.)

 

Actualmente la fabricación de abrasivos consiste en un proceso totalmente automatizado que consta de las siguientes fases:   Se fija el soporte en una bobina.

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  Se imprime la información de lote, grano y nombre de producto en la parte trasera.

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  Pasa por la primera fase de encolado. Se usan colas naturales como aglutinante

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adecuado para el lijado a mano. En el caso de lijado al agua y a máquina el aglutinante es una resina sintética. En la superficie encolada se anclan los granos de material abrasivo, dejándolos adheridos a la superficie.

Figura 6. Esquema de fabricación de un abrasivo.

Figura 7. Disposición de grano abierto o grano cerrado.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ACABADO   CONSTRUCCIÓN:

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Soporte  Como se ha comentado, la dureza del soporte condiciona el acabado que se consigue. Si el soporte es más duro y rígido no se adaptará a la superficie, y será el plato el que va

 

marcando la zona a lijar, sin embargo cuando el soporte es más flexible se va adaptando a la superficie a lijar.

Adhesivo  En realidad el tipo de adhesivo empleado no afecta al acabado sino a la posible aplicación. Así los adhesivos naturales no se emplean en lijado al agua dado que se disuelven  parcialmente en agua. Los abrasivos que usan adhesivos sintéticos se usan en lijado al agua o en seco. Mientras que los que usan adhesivos naturales sólo se usan en seco y se suelen emplear en las últimas fases del acabado.

Tamaño del mineral Para operaciones de desbarbado, decapado de pintura, eliminación de óxido etc, y en general todas aquellas que requieran un trabajo importante de arranque de materia se recomiendan el uso de granos de numeración baja. Las operaciones de afinado del aparejo, de rectificado de defectos o de matizado de laca utilizan granos más finos.

Disposición del mineral De igual manera que el tamaño de grano condiciona las aplicaciones, la disposición del grano marca también el proceso que se realiza. Los abrasivos con una disposición abierta del grano se usan en operaciones de desbarbado y arranque de material, así con esa disposición abierta queda hueco entre los granos abrasivos que permiten que el embazamiento se minimice. En los discos con disposición cerrada se utilizan en operaciones finales donde el material arrancado es bastante menor y no se va a dar embazado con facilidad, y además se busca un mejor acabado. (Mexicana, (Mexicana, s.f.)   EMPLEO:

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Velocidad  Es uno de los factores claves a la hora de analizar el comportamiento de un abrasivo. A medida que se aumenta la velocidad de giro de un disco abrasivo aumenta la velocidad de corte de este material. Sin embargo, aumenta también de forma proporcional el desgaste que sufre el producto y el acabado que se provoca sobre la superficie es peor.

En definitiva, no se recomienda el trabajar a velocidades muy elevadas para conseguir alargar la vida útil del producto y no provocar rugosidades demasiado elevadas. 

 

La velocidad que se puede recomendar para cada abrasivo depende del tipo de adhesivo que componga el material. Siendo los adhesivo que usan dos capas de adhesivo sintético los que soportan mayores velocidades. La velocidad máxima de trabajo está en torno a las 8000 rpm. El rendimiento adecuado se consigue al 80% de la velocidad máxima.

Presión  El otro factor a considerar es la presión que se ejerce sobre la superficie en la que se trabaja. Existe la percepción en muchos profesionales, de que a medida que se aplica mayor presión en el plato y sobre la superficie se consigue una mayor capacidad de corte.

El factor más determinante a la hora de arrancar material es la velocidad no la presión.  La aplicación de presión sólo consigue reducir la vida útil del abrasivo. No se debe aplicar mayor presión que la ejercida por el peso de la máquina y un poco más. Así se alarga la vida del abrasivo, se embaza menos el disco y la rugosidad producida es menor.

Platos  La dureza del plato, marcará la adaptabilidad del plato a la superficie sobre la que se está trabajando lo que produce un acabado mejor o peor. Una mayor dureza proporciona mayor capacidad de corte que va de la mano de una mayor rugosidad. Si la dureza del  plato es menor mejora sustancialmente el acabado pero la capacidad de corte desciende.. (Mexicana, s.f.) desciende

BIBLIOGRAFÍA  ABRASIVOS A.E.S. (s.f.). Obtenido de http://www.abrasivosaes.com.ar/productos.asp?opc=ct  CERABLAST . (s.f.). Obtenido de https://cerablast.com/es/carburo-de-silicio/ Cristancho y Sierra LTDA. (s.f.). Obtenido de http://www.mundotools.com/productosabrasivos/214-carburo-de-silicio-negro-carborundum-por-bulto-de-25-kilos-sic.html

Mexicana, P. i. (s.f.). Porveedores Industriales. Obtenido de https://www.dirind.com/dim/monografia.php?cla_id=5 ROSBER. (s.f.). Obtenido de http://www.rosber.com/productos/carburo-de-silicio-verde Wikipedia. (10 de 02 de 2018). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Abrasivo  Zhengzhou Hongji Abrasivo Abrasivo Tech S.R.L. (s.f.). Obtenido de http://es.zzhjat.com/product/Green-

Silicon-Carbide1-es.html