Memilih Partikel Abrasif yang Tepat untuk Roda Gerinda: Solusi Alami vs. Buatan
Partikel abrasif yang digunakan untuk roda gerinda ada dua jenis yaitu: 1. Abrasif Alami dan 2. Abrasif Buatan. Umumnya untuk sebagian besar tujuan, abrasif alami tidak digunakan karena beberapa keuntungan abrasif buatan (diproduksi).
Abrasif Alami:
Ini dihasilkan oleh kekuatan alam yang tidak terkendali.
Abrasif alami yang umumnya ditemukan dan digunakan adalah:
(a) Pasir batu atau kuars padat
(b) Emery (50-60% kristal A12O3 + oksida besi)
(c) Korundum (75-90% kristal A12O3 + oksida besi
(d) Berlian
(e) Granat.
Efisiensi Partikel Abrasif:
Efisiensi partikel abrasif bergantung pada:
(i) Ketenaran
(ii) Keseragaman komposisi.
(iii) Kekerasan – Aturan umum adalah kekerasan abrasif harus lebih dari bahan workpiece.
(iv) Ketawanan – Jika roda tidak tahan, partikel abrasif akan retak dengan mudah dan aus roda akan berlebihan.
(v) Ketajaman retakan – Tindakan pemotongan yang lebih baik diperoleh oleh abrasif dengan tepi tajam. Abrasif alami memberikan tepi bulat dan oleh karena itu tidak efisien dalam pemotongan.
Peringkat Partikel Abrasif:
Telah terjadi pergeseran signifikan dalam jenis bahan workpiece dari bahan lunak menjadi bahan sulit digosok yang digunakan untuk berbagai aplikasi. Bahan keras apa pun hanya dapat diproses lebih lanjut atau difinisikan oleh proses pengasinan. Bahan yang lebih baru dan lebih keras ini menantang roda gerinda.
Semua ini memerlukan perbaikan signifikan pada roda gerinda, baik dari segi spesifikasi roda maupun teknik pembuatan roda.
Beberapa perbaikan ini adalah:
i. Abrasif yang lebih tahan yang tetap tajam lebih lama
ii. Abrasif friable yang terus-menerus merapikan untuk mengekspos tepi pemotongan yang lebih baru dan lebih tajam
iii. Roda yang menghasilkan tingkat getaran rendah pada kecepatan tinggi
iv. Toleransi geometris yang lebih ketat pada roda.
Produsen abrasif telah mengembangkan berbagai solusi untuk memenuhi persyaratan di atas, beberapa dari mereka menggunakan kombinasi abrasif yang lebih baru (salah satu produk adalah rentang produk 86A), sistem perekat yang ditingkatkan dan batas pembuatan yang lebih ketat, resulting in produk yang jauh lebih unggul untuk aplikasi pengasinan presisi.
86A abrasive adalah abrasif revolusioner untuk aplikasi pengasinan presisi. Ada dasarnya dua keluarga abrasif, yaitu Aluminium Oxide (AlO) dan Silicon Carbide (SiC).
Abrasif aluminium oxide digunakan untuk aplikasi pengasinan ferrous dan Silicon Carbide untuk aplikasi pengasinan non-ferrous. Dalam keluarga abrasif AlO ada berbagai jenis abrasif berdasarkan komposisi kimia dan struktur kristalnya.
Monocrystalline AlO (ditandai sebagai 32A) dan White Aluminium Oxide (38A) adalah dua jenis abrasif AlO yang paling umum. 32A adalah abrasif pemotongan cepat yang digunakan untuk aplikasi pengasinan presisi berat. 38A adalah jenis abrasif friable yang digunakan untuk aplikasi pengasinan presisi.
Properti kedua abrasif ini digabungkan untuk mendapatkan abrasif konvensional baru yang revolusioner yang disebut 86A. Grain ini memiliki kemampuan untuk mempertahankan tepinya lebih lama, resulting in pemotongan yang lebih dingin dan kurang kerusakan metalurgis pada permukaan workpiece. Juga, tepi pemotongan yang lebih tahan lama berarti lebih banyak pekerjaan antara dressing sehingga mengurangi biaya pengasinan.
86A abrasive, paling cocok untuk aplikasi produktivitas tinggi karena properti laju penghapusan bahan yang tinggi. Ini juga terbukti efektif pada bahan yang sulit digosok. 86A abrasive paling cocok untuk pengasinan baja kecepatan tinggi, logam cor dan cutter, logam nikel, dan baja chrome tinggi. Kekerasan 86A abrasives dalam urutan 2150—2250 knoop, sedangkan kekerasan 38A abrasives sekitar 1900—2100 knoop.
Perbandingan kinerja 86A abrasives versus 38A abrasives ditunjukkan dalam Figs. 20.4 (a) dan (b). Jelas bahwa rasio pengasinan (didefinisikan sebagai rasio volume bahan yang dihapus terhadap volume aus roda) untuk roda 86A lebih tinggi dalam rentang laju penghapusan bahan dibandingkan abrasif 38A.
Ketawanan partikel spesifik lebih tinggi untuk 86A abrasives daripada 38A abrasives. Juga, energi pengasinan spesifik lebih rendah untuk roda 86A, karena untuk daya yang sama yang ditarik oleh kedua roda, bahan yang dihapus oleh roda 86A jauh lebih tinggi. Pada akhirnya, grind ability (didefinisikan sebagai rasio rasio pengasinan dan rasio grinding spesifik) dari roda 86A lebih tinggi dari roda 38A.
Beberapa aplikasi di mana 86A abrasives telah menunjukkan keunggulan signifikan adalah pengasinan ruang alat, pengasinan permukaan, pengasinan gigi, pengasinan internal, pengasinan balur bearing, dan aplikasi pengasinan bentuk lainnya.
Abrasif Buatan atau Diproduksi:
Kualitas dan komposisi partikel ini dapat dengan mudah dikontrol dan efisiensinya jauh lebih baik dari abrasif alami.
Abrasif buatan yang paling umum digunakan adalah:
(a) Silicon Carbide (SiC):
Tersedia dalam berbagai warna. Variasi khusus biru hijau sangat cocok untuk pengasinan tip tools. Nama dagangnya adalah ‘Carborandum’, ‘Crystolon’, ‘Electron’ dan sebagainya.
(b) Aluminium Oxide (Al2O3):
Nama dagang untuk fused aluminium oxide adalah ‘Aloxite’, ‘Alundum’ dan ‘Borolon’. Bentuk khususnya adalah putih Al203 yang ketika murni, terlihat seperti kristal putih brilian. Ini paling cocok untuk tool steels di mana generasi panas karena pengasinan rendah.
(c) Boron Carbide.
(d) Boron Nitrite (CBN):
CBN grinding wheels digunakan untuk menggosok baja yang diperkeras dan sulit digosok. Ini memiliki umur panjang dan rasio pengasinan yang tinggi. Suhu yang dihadapi dalam pengasinan jauh lebih rendah sehingga finishing dan kualitas permukaan jauh lebih baik.
Pembuatan Artificial Abrasives:
(a) Silicon Carbide:
Dalam pembuatannya, bahan-bahan berikut dicampur rata dan dipanaskan dalam arus listrik pada suhu sekitar 2320°C selama sekitar 36 jam. Kemudian seluruh massa padat dihancurkan, dicuci dan diperlakukan dengan alkali.
Ini dicuci lagi dan akhirnya digosok menjadi partikel kecil. Kemudian diayak dengan ayakan mesh yang berbeda. Untuk pengasinan halus, partikel (180—200 mesh) diambil.
Bahan-bahan yang digunakan adalah:
(i) Pasir silika — 25 bagian
(ii) Koks petroleum yang diperoleh dari distilasi non-destruktif (bentuk yang sangat murni) — 34 bagian
(iii) Garam dapur — 2 bagian
(iv) Serbuk kayu (bubuk dari kayu) — 12 bagian
Dari semuanya pasir silika memberikan silikon, koks petroleum menyediakan karbon dan serbuk kayu terbakar pada suhu tinggi untuk memberikan struktur berpori. Biasanya berwarna hijau kehitaman.
(b) Aluminium Oxide (Al2O3):
Dibuat dengan mencairkan mineral bauksit (Hydrated Al2O3 + Si2O3 + titanium oxide) yang dicampur dengan koks serbuk dan sisa besi. Ini dicairkan dalam arus listrik dan setelah pencairan selesai, dihancurkan, dicuci, diperlakukan dengan alkali, dicuci lagi dan akhirnya digosok serta dinilai. Berwarna coklat kehitaman, dan tahan serta tajam yang cenderung retak dengan mudah dan oleh karena itu digunakan untuk menggosok tool steels.
Perbandingan SiC dan Al2O3 (i) Al2O3 lebih tahan dari SiC tapi kekerasannya lebih rendah. Al2O3 sangat cocok untuk menggosok bahan dengan kekuatan tarik tinggi (2700 kgf/cm2). Jika Al2O3 digunakan dengan bahan kekuatan tarik rendah, resistensi yang ditawarkan oleh bahan terhadap roda gerinda akan lebih rendah.
Dalam kasus semacam itu, partikel abrasif tidak akan jatuh dari roda dan terus-menerus tumpul, sehingga pengasinan akan buruk. Oleh karena itu, semua bahan keras seperti high speed steel, bronze tahan dan tembaga harus digosok oleh Al2O3 dan bukan yang lain.
(ii) SiC lebih keras dan lebih rapuh. Jika digunakan dengan bahan kekuatan tarik tinggi, maka lebih banyak resistensi yang ditawarkan oleh pekerja pada roda dan partikel abrasif jatuh dengan cepat karena retakan yang cepat menghasilkan self-sharpening yang lebih cepat.
Ini terutama digunakan dengan bahan kekuatan tarik rendah seperti besi cor, tip karbida, alat tungsten dan semua bahan non-logam seperti batu marmer, karet keras, plastik, kulit, dll. Dengan bahan ini, partikel Al2O3 yang lebih tahan mengalami retakan yang lebih sedikit. Kekerasan gosokan partikel SiC lebih tinggi. Bentuk khusus SiC digunakan untuk menggosok dan merapikan alat tip karbida semen.
