PRELUCRAREA MECANIC
Se urmareste realizarea unor suprafete fine ale produselor ceramice si se realizeaza cu ajutorul unor materiale abrazive sau instrumente abrazive.
Materialele abrazive trebuie sa se caracterizeze prin anumite proprietati:
duritatea care reprezinta rezistenta pe care un corp o opune a patrunderea īn reteaua sa a altui corp si care tinde sa-i modifice fortele de coeziune moleculara.
Duritatea mineralelor este foarte diferita si pentru prima data a fost apreciata pe scara Mohs. Īn aceasta 535e48f scara se gasesc 10 minerale cu duritati diferite dar care au proprietatea ca fiecare dintre ele le zgārie pe toate celelalte care īl preced. Prima scara Mohs a fost elaborata pe baza mineralelor naturale dar ulterior s-a constatat ca acestea sunt insuficiente īn special īn zona duritatilor mari, asa ca aceasta scara s-a completat cu o serie de materiale artificiale cum ar fi SiC, BC, Ni3B4. Apoi s-a constatat ca aceasta scara are un caracter calitativ deoarece diferentele dintre doua elemente succesive sunt diferite si de aceea s-a pus la punct o alta scara numita Rosiwall si care se bazeaza pe proprietatile de slefuire a mineralelor. La ora actuala duritatea se masoara cu aparate prevazute cu un corp de patrundere care pentru ceramici este din diamant. Metoda cea mai cunoscuta este metoda Vickers. Sub actiunea unei greutati corpul de patrundere lasa o amprenta īn produs. Gradul de īmprastiere pentru valorile masurate experimental este mare datorita diferentelor de textura pe care le prezinta ceramica. Duritatea este influentata de o serie de factori proprii materialului:
-legatura chimica
-tipul de retea cristalina
-Rmec a materialului respectiv
-tensiuni care pot aparea īn cursul tehnologiei de obtinere
rezistenta mecanica trebuie sa fie mare, deoarece la operatiile de prelucrare mecanica apar o serie de fenomene care solicita foarte puternic materialul. Solicitarea predominanta este frecarea care poate duce la solicitari mecanice de īncovoiere, compresiune, la cresterea temperaturii la limita īntre materialul abraziv si corp precum si la desprinderea unei cantitati de material din produs.
rezistenta la soc termic trebuie sa fie foarte buna, deoarece īn procesul de prelucrare mecanica apar diferente foarte mari de temperatura datorita fenomenelor de īncalzire.
materialul sa aiba muchie aschietoare, care apare pentru acele materiale cristaline care sunt caracterizate prin proprietate de clivaj, adica ruperea se face printr-un plan al retelei cristaline care reprezinta un plan de mare densitate ionica.
rezistenta la uzura - aceasta proprietate se masoara prin cantitatea de material desprinsa din pulberea abraziva īn procesul de prelucrare mecanica, aceasta reprezentānd o uzura absoluta (se masoara īn mg). Se mai foloseste si un indicator - tendinta la uzura - care reprezinta raportul īntre cantitatea de substanta desprinsa si lucrul mecanic consumat pentru aceasta.
Tipuri de pulberi
-pulberi naturale: corindon, nisip cuartos, diamante naturale
-pulberi obtinute pe cale artificiala: BC, diamant artifial, Ni3B4, electrocorindon, CeO2 calcinat.
Aceste materiale abrazive pot fi folosite industrial sub forma de pulberi sau pot fi asezate pe suport de hārtie sau pānza, iar granulometria pulberii depuse pe suport variaza īn limite f.largi īn functie de gradul de prelucrare a suprafetei respective.
Se pot utiliza si instrumente abrazive care se obtin din pulberi abrazive si liant. Liantii utilizati sunt de diferite tipuri: de natura organica, minerala sau ceramica.
liantii de natura organica pot fi bachelita, cauciucul natural sau artificial (av: piesele obtinute sunt usoare, dar dezav: nu rezista la T > 3500C).
lianti de natura minerala: un amestec de ciment cu o solutie de MgCl2 si MgO. Cei 2 compusi reactioneaza astfel ca prin reactii de hidroliza si hidratare conduc la cresterea Rmec . Avantajul este ca tehnologia de obtinere este f.simpla dar Rmec ale produselor respective sunt relativ mici.
lianti de natura ceramica: un amestec de materii prime de tipul gresiei ceramice. Daca materialul abraziv este SiC atunci liantul ceramic este pe baza de oxizi alcalini (argila, nisip, felspat) iar daca abrazivul este corindon, atunci liantul este pe baza de oxizi alcalino-pamāntosi si ca fondant se foloseste talcul.
Piesele se fasoneaza prin presare semiuscata si se ard astfel īncāt sa se formeze o cantitate de faza lichida care sa duca la legarea granulelor abrazive īntre ele si sa rezulte cresteri importante ale Rmec. Dupa obtinerea produselor urmeaza prelucrarea mecanica care se face cu discuri diamantate.
Tendinta moderna este utilizarea materialelor de tip cermet - o combinatie īntre materiale ceramice si metale.
Operatiile de prelucrare mecanica
slefuirea este o prima operatie de prelucrare mecanica, de aceea stratul de material care se īnlatura este mare, randamentul operatiei este mic, iar procedeul se face sub jet de apa (pentru scaderea T care apare datorita frecarii).
Polisarea se efectueaza dupa slefuire, se realizeaza cu ajutorul unei paste care contine pulberea abraziva si un material care trebuie sa micsoreze frecarea. Randamentul acestei operatii este mai mare decāt la slefuire deoarece se īnlatura o cantitate de material mai redusa.
Lustruirea - un grad de prelucrare avansat - se realizeaza cu aj. unei paste, pulberea utilizata trebuind sa aiba o duritate apropiata de duritatea materialului supus prelucrarii deoarece īn caz contrar produsele se pot zgāria.
Tendinta moderna:
-prelucrarea suprafetei materialului pe cale chimica
- prelucrarea suprafetei materialului cu aj. fascicolelor laser
Pe cale chimica se realizeaza o coroziune a suprafetei prin folosire de HF care actioneaza mai ales asupra asperitatilor (procedeu dificil, toxic).
A doua cale se bazeaza pe faptul ca materialele ceramice absorb radiatia laser de putere ridicata ceea ce face ca pe suprafata produselor sa se formeze un strat micronic de topitura care cristalizeaza la racire. Dezavantajul este ca instalatiile sunt complicate si f. scumpe.
|
