Hạt mài Sol-gel (SG) có ưu điểm gì?
Hạt mài sol-gel (SG) không chỉ đơn thuần là “nhôm oxit nung chảy cao cấp hơn”; chúng là gốm vi mô được thiết kế cấu trúc ở quy mô nanomet trong suốt quá trình sản xuất sol-gel.
Những ưu điểm chính mà người dùng thực sự thấy được trong nhà máy hoặc ngoài thực địa đều là kết quả trực tiếp của cấu trúc vi mô được thiết kế đó:
1. Tự mài sắc = tuổi thọ cao hơn và khả năng loại bỏ vật liệu tốt hơn
Các tinh thể SG (≈ 0,1–0,5 µm) nhỏ hơn 1–2 bậc độ lớn so với các tinh thể trong Al₂O₃ nung chảy. Khi một hạt bị vỡ, nó vỡ dọc theo các ranh giới tinh thể dưới micromet, để lộ các cạnh cắt sắc bén mới thay vì các mặt phẳng rộng, bị mòn. Do đó, bánh mài “giữ được độ sắc bén” thay vì bị chai, nên tỷ lệ G (lượng vật liệu bị loại bỏ / độ mòn của bánh mài) có thể cao hơn 3–10 lần so với alumina nung chảy.
2. Độ cứng và độ bền chống gãy cao hơn cùng một lúc
Al₂O₃ nano-tinh thể đặc cùng với các pha thứ cấp được chế tạo (ví dụ: MgO, Y₂O₃, ZrO₂) tạo ra các hạt SG có độ cứng khoảng 21–23 GPa (Knoop) cùng với KIC khoảng 4–5 MPa·m½, so với ~19 GPa và ~3 MPa·m½ đối với Al₂O₃ nung chảy màu trắng. Do đó, hạt này có thể cắt các loại thép có độ cứng cao (>60 HRC), hợp kim siêu bền gốc Ni hoặc lớp phủ phun nhiệt mà không bị nứt vỡ ở cấp độ lớn.
3. Năng lượng mài riêng thấp hơn → ít cháy, lớp trắng, ứng suất dư.
Do hạt mài vẫn giữ được độ sắc bén, các giai đoạn mài mòn và cày xới được giảm thiểu. Năng lượng riêng điển hình giảm 15–30%, do đó nhiệt độ bề mặt phôi thấp hơn và các hư hại về mặt luyện kim (cháy do tôi cứng lại, ứng suất dư kéo) giảm đáng kể—thường loại bỏ được một công đoạn hoàn thiện bổ sung.
4. Cắt ở nhiệt độ thấp hơn cho phép tỷ lệ loại bỏ vật liệu cao hơn.
Trong mài tốc độ cao hoặc mài chậm, yếu tố hạn chế thường là hiện tượng cháy phôi. Đá mài SG có thể hoạt động với tốc độ cấp phôi hoặc tốc độ quay gấp 2-4 lần so với đá mài thông thường trước khi xảy ra hiện tượng cháy phôi, giúp rút ngắn thời gian chu kỳ cắt từ 30-70%.
5. Kiểm soát độ hoàn thiện bề mặt và kích thước đồng nhất
Do bánh mài không bị bóng hoặc bám dính, độ nhám bề mặt Ra và độ phân tán kích thước vẫn ổn định trong suốt quá trình sản xuất dài ngày (việc cải thiện hệ số Cpk từ 0,3–0,5 là điều thường thấy trong quá trình mài trục cam hoặc vòng bi ô tô).
6. Giảm tần suất thay lốp và hao mòn bánh xe.
Chu kỳ thay đá mài thường dài hơn 5–10 lần; đối với việc mài cánh tuabin hợp kim siêu bền, điều này có nghĩa là cần một đá mài SG mỗi ca làm việc thay vì một đá mài mỗi giờ.
7. Sản phẩm gia công và môi trường sạch hơn
Ít mài mòn đá mài → ít tạp chất kim loại hơn trong phôi mài; nhiệt độ mài thấp hơn → giảm mùi và khói oxy hóa; tuổi thọ đá mài dài hơn → ít chất thải mài mòn hơn.
Hạt mài SG giúp kéo dài tuổi thọ đá mài hơn nhiều ở cùng tốc độ loại bỏ vật liệu. Đồng thời, nó cung cấp tốc độ loại bỏ vật liệu cao hơn nhiều trước khi xuất hiện hư hỏng do nhiệt. Vật liệu mài được làm từ hạt và bột mài SG đồng thời cải thiện chất lượng chi tiết và giảm thời gian ngừng hoạt động để gia công.
