O que torna superabrasivos super?

As rodas CBN superabrasivas Norton retificam peças de aço difíceis - HRC 50 e mais duras - e desgastam revestimentos.

O custo dos rebolos superabrasivos é alto – muito alto quando comparado aos abrasivos convencionais – e pode parecer difícil de justificar até que números como retorno do investimento e custo por peça sejam calculados. Não é incomum ver uma mudança para rebolos superabrasivos para grandes lotes, como aqueles que passam por uma instalação automotiva ou aeroespacial, diminuindo os tempos de ciclo de retificação em 20% e reduzindo o custo total por peça em 30% ou mais. Esse é o tipo de mudança que aprimora a operação enxuta de uma empresa e melhora sua posição competitiva no mercado global.

David Goetz, engenheiro de aplicações corporativas da Norton|Saint-Gobain Abrasives, respondeu a perguntas da Canadian Metalworking sobre as diferenças entre rebolos convencionais e superabrasivos e como eles afetam a produção.

CM:Quais são as principais diferenças entre rebolos convencionais e superabrasivos?

David Goetz: Os abrasivos convencionais são geralmente grãos naturais que são fundidos ou misturados com outros grãos abrasivos para fazer o rebolo funcionar conforme necessário. Os superabrasivos usam diamantes naturais ou sintéticos ou nitreto cúbico de boro (CBN), que é um grão sintético.

O diamante é a substância mais dura conhecida com uma dureza Knoop em torno de 7.000. O CBN é o segundo mais difícil com um valor Knoop de 4.700. Os grãos convencionais estão na faixa de 2.100 a 2.500. Eles podem rodar de 8.500 a 16.000 SFPM, dependendo da roda e da aplicação. Os abrasivos convencionais normalmente atingem o máximo em torno de 6.500 pés de superfície por minuto (SFPM), a menos que tenham velocidades especiais ou classificações de segurança.

Além de sua capacidade de funcionar em velocidades mais altas, os superabrasivos geralmente têm proporções G muito mais altas, que medem a eficiência da retificação [Eficiência = Volume de material retificado/Volume de desgaste do rebolo]. Abrasivos convencionais geralmente moem na faixa de 1 a 20, cerâmica na faixa de 10 a 200 e superabrasivos na faixa de 500 a 10.000 ou superior. Índices G mais altos geralmente equivalem a ciclos de moagem mais curtos, mais trabalhos por hora e maior vida útil do rebolo.

A estabilidade térmica dos superabrasivos é maior do que a de seus equivalentes convencionais, o que também aumenta sua vida útil, principalmente em aplicações exigentes.

CM:Como as propriedades superabrasivas afetam a produção?

Goetz: Com as taxas G e Q' [remoção de material] mais altas dos superabrasivos, as oficinas que os usam geralmente obtêm tempos de ciclo mais curtos e maior vida útil do rebolo. Muitos superabrasivos duram 12 meses ou mais, dependendo da aplicação, o que pode ser comparado a um único mês para um abrasivo convencional.

Os rebolos superabrasivos requerem menos dressagem porque o grão é mais durável – ele permanecerá afiado por mais tempo para que você possa obter mais peças entre a dressagem, o que significa mais peças por rebolo, menos trocas de rebolo e mais tempo de atividade. Por exemplo, um fabricante tinha cerca de 30 a 40 peças por revestimento com um abrasivo convencional. Com uma aplicação semelhante com um abrasivo CBN, ele conseguiu 1.200 peças por vestimenta. Isso os torna ideais para ambientes de alto volume.

Os dados de retificação para a produção de um virabrequim de compressor foram coletados ao longo de um ano e usados ​​para comparar os custos do uso de um rebolo convencional em comparação com um rebolo superabrasivo. Consulte o gráfico de resumo de custos.

Freqüentemente, eles podem fornecer remoção de material suficiente para, em algumas aplicações, começar a substituir as operações de usinagem.

CM:O que deve ser considerado ao escolher um superabrasivo?

Goetz: A seleção de produtos superabrasivos é orientada pelo processo. A escolha depende de alguns fatores, como o acabamento especificado e a geometria da peça. O acabamento necessário e o material a ser moído determinarão o tamanho do grão. Um grão menor produzirá um acabamento mais fino. O diamante normalmente é usado para materiais não metálicos e não ferrosos. O CBN é normalmente usado para moer metais. Existem alguns materiais cruzados nos quais o diamante e o CBN podem ser usados.