A história, classificação e tecnologia dos abrasivos de lixa

 

I. Evolução histórica do papel abrasivo

    ComoUma das primeiras inovações de ferramentas da humanidade, o artigo abrasivo pode ser rastreado até a China do século XIII. De acordo com a "História da dinastia Yuan", os artesãos na dinastia Yuan já sabiam como misturar conchas trituradas com seiva de árvores naturais e prender -as à superfície do pergaminho para formar um material de moagem primitivo. Esse "papel proto-abrasivo" foi usado principalmente para polir lacarware, demonstrando a sabedoria dos antigos artesãos chineses na aplicação composta de materiais.

A Revolução Industrial deu um salto na tecnologia de lixa:

Em 1830,John Goodyearde Birmingham, Reino Unido, mista areia de quartzo com óleo de linhaça para criar a primeira lixa comercial e estabeleceu um processo de produção padronizado. A Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M), fundada em 1902, foi inicialmente criada para desenvolver minas de corundum, mas inesperadamente transformada em um gigante de lixa.

Em 1921, inventou a prova d'águalixa úmida, que usou um processo de resina especial para manter a adesão de materiais abrasivos debaixo d'água, marcando um marco na tecnologia de pintura automotiva. Durante a Segunda Guerra Mundial, a tecnologia de lixa foi ainda mais refinada. Os engenheiros alemães desenvolveram lixa de super-precisão (com um tamanho de grão de P2000 e acima), usado para moer instrumentos ópticos militares, alcançando a precisão no nível da mícrons.

A tecnologia de lixa contemporânea superou o entendimento tradicional:

      3M's Tecnologia abrasiva de cerâmica Cubitron IIUtiliza partículas cerâmicas com precisão estruturada, que têm uma vida útil três vezes mais que os abrasivos tradicionais de óxido de alumínio.

OLixa de diamante em escala de nanoDesenvolvido pela Noritake Company do Japão pode obter polimento espelhado de ligas duras, com uma rugosidade da superfície inferior a RA 0,02 μm.

 

 

Ii. Classificação científica: a arquitetura precisa dos sistemas abrasivos
Sistemas abrasivos modernos para lixa exibem características de classificação multidimensional:

 

(1) dimensão do material

 

(Ii) dimensões funcionais
    Papel abrasivo seco: Utiliza a tecnologia de implantação eletrostática, com porosidade de 20 a 30% mantida entre partículas abrasivas e equipada com um revestimento anti-estático. Um produto típico é 3M 236U de papel abrasivo seco, adequado para soldas de metal de moagem.
    Papel abrasivo úmido: Emprega um substrato de papel de látex, com densidade abrasiva aumentada em 40%e é usada em conjunto com fluidos lubrificantes e resfriados. O papel abrasivo úmido da NCA japonês detém mais de 65% de participação de mercado no setor de polimento de moldes.
   Papel abrasivo resistente ao clima: Incorpora resina epóxi no substrato, adequado para ambientes operacionais que variam de -40 a 120 graus. O artigo abrasivo resistente ao clima Hermes é usado na manutenção de equipamentos de pesquisa polar.

(Iii) padrões de classificação
Adota um sistema de classificação de pista dupla:

 

   Cami Standard (Instituto de Fabricantes de Abrasivos Conced dos Estados Unidos): A faixa de areia é de 24 a 1200#, com cada incremento de grau correspondente a uma metade do tamanho das partículas.
   Padrão FEPA (Federação Europeia de Abrasivos): P Sistema de classificação, onde P400 corresponde a Cami 320#e é mais adequado para cenários de processamento de precisão.

Tamanhos inovadores de areia especial:A lixa de pirâmide 3M apresenta uma estrutura de três camadas. A camada inferior com abrasivo grosso (p80) remove rapidamente falhas, a camada média (p180) transita suavemente e a camada superior (p320) fornece polimento ultra-fino. Uma única operação pode completar todo o processo, desde a moagem áspera até o polimento fino.

 

Iii. Decripção do processo: a engenharia de precisão da fabricação de lixa

 

(1) Preparação do material base
     Tratamento da base de papel: Papel Kraft especial com um peso de 80-150g/㎡ é usado e submetido ao tratamento corona para obter uma tensão superficial de 42 dines/cm.
      Revestimento de primer: A resina acrílica modificada é aplicada com uma quantidade de revestimento controlada em 25-35g/㎡ para garantir uma resistência à casca maior ou igual a 1,2N/cm.
(2) composto abrasivo
      Implante de areia eletrostática: Em um ambiente com uma umidade de 65% ± 5% e uma temperatura de 25 graus ± 2 graus, as partículas abrasivas são dispostas direcionalmente através de um campo elétrico de alta tensão de 30 a 50kV.
     Cura de várias camadas: Um processo de aumento de temperatura gradual é adotado. Em primeiro lugar, a pré-cura é realizada a 80 graus por 5 minutos, depois a cura principal é realizada a 120 graus por 15 minutos para garantir que o grau de reticulação da resina esteja acima de 85%.
(3) Processo pós-tratamento
     Tratamento de flexibilidade: Através de um calendário de três rolos, a resistência à flexão da lixa é controlada em menos ou igual a 3,5n · m para atender aos requisitos de moagem de superfície curva.
Laser deslizando: Um sistema de corte a laser UV é usado com uma precisão de costura de corte de ± 0,1 mm para evitar rebarbas causadas pelo corte mecânico tradicional.

 

 

4. Controle de qualidade: padrões rigorosos do sistema de inspeção
A inspeção da lixa deve passar por quatro indicadores principais:

 

(1) Propriedades físicas
    Resistência à tracção: De acordo com o padrão GB/T 7498, a resistência à tração longitudinal da lixa é maior ou igual a 40N/25mm, e a resistência à tração transversal é maior ou igual a 25N/25mm.
    Força de casca: Usando o método de peel de 90 graus, o valor do teste é maior ou igual a 0,8n/cm.
(2) desempenho de moagem
    Taxa de remoção de material (MRR): Em um ponto de teste padrão (45# aço), quando moído por 5 minutos a uma pressão de 20kpa, o MRR de lixa de alta qualidade é maior ou igual a 0,3g/min.
    Rugosidade da superfície: Usando o medidor de rugosidade do MARSURF, a precisão do controle do valor da AR é de ± 0,02μm.
(3) Teste de durabilidade
Teste de vida: Após a moagem contínua de uma área de 10m², a taxa de derramamento de partículas abrasivas é menor ou igual a 8%.
    Resistência à água: Após 24 horas de imersão em água, a taxa de retenção de resistência à tração de lixa resistente à água é maior ou igual a 85%.
(4) Indicadores de proteção ambiental
  Detecção de COV: De acordo com o padrão HJ/T 397, os compostos orgânicos voláteis totais são menores ou iguais a 15g/kg.
    Detecção de metais pesados: Usando o método ICP-MS, o conteúdo de elementos nocivos, como chumbo e cádmio, é menor ou igual a 10ppm.