Qual è il vantaggio della grana abrasiva Sol-gel (SG)?
I granuli abrasivi sol-gel (SG) non sono semplicemente “allumina fusa più sofisticata”, ma ceramiche microingegnerizzate la cui struttura è progettata su scala nanometrica durante il processo di produzione sol-gel.
I principali vantaggi che gli utenti riscontrano effettivamente in fabbrica o sul campo sono tutti conseguenze dirette di questa microstruttura ingegnerizzata:
1. Autoaffilante = maggiore durata e maggiore asportazione di materiale
I cristalliti SG (≈ 0,1–0,5 µm) sono 1–2 ordini di grandezza più piccoli di quelli dell’Al₂O₃ fuso. Quando un grano si frattura, si rompe lungo i confini dei cristalliti submicronici, esponendo nuovi bordi taglienti affilati anziché ampie superfici piatte usurate. La mola quindi “rimane affilata” anziché smaltarsi, quindi il rapporto G (materiale rimosso / usura della mola) può essere 3–10 volte superiore rispetto all’allumina fusa.
2. Maggiore durezza e tenacità alla frattura allo stesso tempo
L’α-Al₂O3 denso e nanocristallino, più seconde fasi ingegnerizzate (ad esempio MgO, Y₂O₃, ZrO₂), conferisce ai grani SG una durezza di circa 21–23 GPa (Knoop) insieme a un KIC di circa 4–5 MPa·m½, rispetto a circa 19 GPa e circa 3 MPa·m½ per l’Al₂O3 fuso bianco. Il grano può quindi tagliare acciai ad alta durezza (>60 HRC), superleghe a base di Ni o rivestimenti termospruzzati senza macrofratture.
3. Minore energia di macinazione specifica → meno bruciature, strato bianco, stress residuo
Poiché la grana rimane affilata, le fasi di sfregamento e aratura si riducono. L’energia specifica tipica diminuisce del 15-30%, quindi le temperature superficiali del pezzo sono più basse e i danni metallurgici (bruciature da tempra, tensioni residue da trazione) sono notevolmente ridotti, spesso eliminando un’ulteriore operazione di finitura.
4. Il taglio più freddo consente velocità di rimozione del materiale più elevate
Nella rettifica creep-feed o ad alta velocità, il fattore limitante è solitamente la bruciatura. Le mole SG possono essere utilizzate a una velocità di avanzamento o a una velocità della mola pari a 2–4 volte quella delle mole convenzionali prima che si verifichi la bruciatura, riducendo il tempo di ciclo del 30–70%.
5. Finitura superficiale uniforme e controllo dimensionale
Poiché la ruota non si lucida né si carica, Ra e la dispersione dimensionale rimangono stabili anche durante lunghi cicli di produzione (un miglioramento del Cpk di 0,3-0,5 è comune nella rettifica degli alberi a camme o delle piste dei cuscinetti per autoveicoli).
6. Riduzione della frequenza di ravvivatura e del consumo delle mole
Gli intervalli di ravvivatura sono in genere 5–10 volte più lunghi; per la rettifica delle pale di turbine in superlega questo può significare una mola SG per turno anziché una all’ora.
7. Pezzo e ambiente più puliti
Minore usura della mola → minori inclusioni metalliche nei trucioli; temperatura di rettifica più bassa → riduzione dell’odore di ossidazione e del fumo; maggiore durata della mola → minori scarti di abrasivo esausto.
I granuli abrasivi SG garantiscono una durata della mola molto più lunga a parità di velocità di asportazione. Allo stesso tempo, garantiscono una velocità di asportazione molto più elevata prima che si manifestino danni termici. Gli abrasivi realizzati con granuli e polveri abrasive SG migliorano contemporaneamente la qualità dei pezzi e riducono i tempi di fermo macchina.
