Aká je tepelná vodivosť abrazivov, ktoré kupujem?

Ako dodávateľ v priemysle AbraSives často dostávam od zákazníkov otázky týkajúce sa tepelnej vodivosti Abrazivov, ktoré uvažujú o nákupe. Pochopenie tepelnej vodivosti abrazivov je rozhodujúce, pretože priamo ovplyvňuje ich výkon v rôznych aplikáciách, od brúsenia a rezania po leštenie a dokončenie. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do konceptu tepelnej vodivosti, vysvetlím jeho význam v kontexte Abrazivov a poskytnem pohľad na tepelnú vodivosť niektorých bežných abrazív, ktoré ponúkame.

Čo je tepelná vodivosť?

Tepelná vodivosť je miera schopnosti materiálu vykonávať teplo. Je definovaná ako množstvo tepla, ktoré prechádza jednotkovou plochou materiálu v jednotkovom čase, keď je jednotkový teplotný gradient naprieč materiálom. Jednotka SI pre tepelnú vodivosť je watty na meter-kelvin (w/(m · k)). Vysoká tepelná vodivosť naznačuje, že materiál môže prenášať teplo rýchlo, zatiaľ čo nízka tepelná vodivosť znamená, že materiál je zlým vodičom tepla a pôsobí ako izolátor.

V prípade abrazivov zohráva tepelná vodivosť dôležitú úlohu pri určovaní toho, ako efektívne môžu rozptýliť teplo generované počas procesu mletia alebo rezania. Keď sa bruchový nástroj dostane do kontaktu s obrobkom, trenie generuje teplo. Ak má brúsivo nízku tepelnú vodivosť, teplo sa môže hromadiť v kontaktnom bode, čo vedie k tepelnému poškodeniu obrobku, ako sú popáleniny, trhliny alebo zmeny v mikroštruktúre materiálu. Na druhej strane, brúsivy s vysokou tepelnou vodivosťou môžu rýchlo preniesť teplo z kontaktnej oblasti, čím sa zníži riziko poškodenia tepelného poškodenia a zlepší celkovú účinnosť procesu.

Faktory ovplyvňujúce tepelnú vodivosť abrazivov

Niektoré faktory môžu ovplyvniť tepelnú vodivosť abrazív vrátane:

• Materiálne zloženie:Rôzne abrazívne materiály majú rôzne tepelné vodivosti. Napríklad kovy majú vo všeobecnosti vysoké tepelné vodivosti, zatiaľ čo keramika a polyméry majú tendenciu mať nižšie tepelné vodivosti. Chemické zloženie a kryštálová štruktúra abrazívneho materiálu môže tiež ovplyvniť jeho tepelnú vodivosť.
• Pórovitosť:Abrazív s vysokou pórovitosťou majú nižšiu tepelnú vodivosť, pretože póry pôsobia ako izolátory, ktoré bránia toku tepla. Na druhej strane, husté brúsivy s nízkou pórovitosťou majú vyššiu tepelnú vodivosť.
• Veľkosť zŕn:Veľkosť zŕn abrazívnych častíc môže tiež ovplyvniť tepelnú vodivosť. Menšie veľkosti zŕn vo všeobecnosti vedú k vyššiemu pomeru plochy povrchu k objemu, ktorá môže zvýšiť kontaktnú plochu medzi abrazívnym a obrobkom a zlepšiť prenos tepla. Veľmi jemné zrná však môžu počas procesu mletia zvýšiť aj tvorbu trenia a tepla.
• Spájajúci materiál:Spojovací materiál použitý na držanie abrazívnych častíc pohromade môže tiež ovplyvniť tepelnú vodivosť. Niektoré väzobné materiály, ako napríklad živice, majú nižšiu tepelnú vodivosť ako iné, napríklad kovové väzby. Typ a množstvo väzobného materiálu môžu ovplyvniť celkovú tepelnú vodivosť brúsneho nástroja.

Tepelná vodivosť bežných abrazív

Pozrime sa na tepelnú vodivosť niektorých bežných abrazív, ktoré ponúkame:

• Brown Fúzovaný hliník:Brown fúzovaný hliník je jedným z najpoužívanejších abrazivov kvôli jeho vysokej tvrdosti, húževnatosti a tepelnej vodivosti. Vyrába sa fúziou bauxitu v elektrickej oblúkovej peci, čo vedie k materiálu s vysokým obsahom hlinitého. Brown Fúzovaný hliník má tepelnú vodivosť približne 30 - 40 W/(m · K), čo jej umožňuje účinne rozptýliť teplo počas procesu mletia. Vďaka tomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií vrátane brúsenia železných kovov, neželezných kovov a keramiky.Brown fúzovaný hlinitý prášok Čína
• Biely fúzovaný hliník:Biely hlinitý hliník je vysokokvalitný brúsený vyrábaný spájaním oxidu hliníka v elektrickej oblúkovej peci. Má vyššiu čistotu a tvrdosť ako hlinitý hliník, ako aj vyššiu tepelnú vodivosť okolo 40 - 50 W/(m · K). Biely hliník sa často používa na presné mletie aplikácií, ako je brúska vysokorýchlostná oceľ, nehrdzavejúca oceľ a iné tvrdé materiály, kde je rozptyl tepla rozhodujúci na zabránenie tepelného poškodenia.
• Kremíkový karbid:Silikónový karbid je tvrdý, krehký brúsny s vynikajúcou tepelnou vodivosťou. Vyrába sa reagovaním na kremičitý piesok s uhlíkom v elektrickej peci. Karbid kremíka má tepelnú vodivosť približne 80 - 120 W/(m · K), ktorá je výrazne vyššia ako vodivosť alumina abrazivov. Táto vysoká tepelná vodivosť robí z karbidu kremíka ideálnym na brúsenie neželezných kovov, keramiky a kompozitov, ako aj pre aplikácie, v ktorých sa očakáva vysoká tvorba tepla, ako je rezanie a pílenie.
• Mullite Brick (refraktórnosť vysokého oxidu hlinitého):Mullite je keramický materiál s dobrou tepelnou stabilitou a miernou tepelnou vodivosťou. Mullite tehly sa často používajú vo vysokoteplotných aplikáciách, ako sú pece a pece, kde môžu odolávať vysokým teplotám a tepelným šoku. Tepelná vodivosť mullitových tehál sa zvyčajne pohybuje od 2 do 5 W/(m · K) v závislosti od zloženia a výrobného procesu.Mullite Brick (refraktórií vysokého oxidu hlinitého)
• Brilantná iskra - Spinel:Spinel je skupina minerálov so širokou škálou vlastností, vrátane vysokej tvrdosti, dobrej chemickej stability a miernej tepelnej vodivosti. Spinel Abrasives sa používajú v rôznych aplikáciách, ako je brúsenie, leštenie a povrchová úprava. Tepelná vodivosť spinelových abrazivov sa môže líšiť v závislosti od špecifickej zloženia a kryštálovej štruktúry, ale vo všeobecnosti je v rozsahu 10 - 30 W/(m · K).Brilantná iskra - spinel

Dôležitosť tepelnej vodivosti v abrazívnych aplikáciách

Tepelná vodivosť abrazivov je kritickým faktorom pri určovaní ich výkonnosti v rôznych aplikáciách. Tu je niekoľko príkladov toho, ako tepelná vodivosť ovplyvňuje abrazívny výkon:

• Efektívnosť mletia:Abrazív s vysokou tepelnou vodivosťou môžu rýchlejšie prenášať teplo z mletia, zníženie teploty v kontaktnom bode a minimalizovať riziko tepelného poškodenia obrobku. To umožňuje vyššiu rýchlosť mletia a krmivá, čo zlepšuje celkovú účinnosť procesu mletia.
• Kvalita obrobku:Rozptyľovaním tepla efektívne môžu abrazív s vysokou tepelnou vodivosťou zabrániť tepelnému poškodeniu obrobku, ako sú popáleniny, praskliny a zmeny v mikroštruktúre materiálu. To má za následok lepšiu povrchovú úpravu a rozmerovú presnosť obrobku.
• Životnosť nástroja:Nadmerná tvorba tepla počas procesu mletia môže spôsobiť rýchlejšie opotrebovanie abrazívnych častíc a rozdelenie väzby. Abrazív s vysokou tepelnou vodivosťou môže znížiť hromadenie tepla a rozšíriť životnosť nástroja, čím sa zníži frekvencia zmien nástroja a zvýši sa produktivita.
• Bezpečnosť:Vysoké teploty generované počas procesu mletia môžu pre operátora predstavovať bezpečnostné riziko, ako sú popáleniny a riziká požiaru. Abrazív s vysokou tepelnou vodivosťou môže pomôcť znížiť tvorbu tepla a zlepšiť bezpečnosť mletia.

Záver

Záverom možno povedať, že pochopenie tepelnej vodivosti abrazivov je nevyhnutné pre výber správneho brúsenia pre vašu aplikáciu. Zohľadnením tepelnej vodivosti rôznych abrazív môžete zlepšiť efektívnosť mletia, kvalitu obrobku, životnosť nástroja a bezpečnosť vašich mlečných operácií. Ako dodávateľ ABRASIVES ponúkame širokú škálu výrobkov s rôznymi tepelnou vodivosťou, aby sme uspokojili rôzne potreby našich zákazníkov. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tepelnej vodivosti našich abrazivov alebo potrebujete pomoc pri výbere správneho produktu pre vašu žiadosť, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám poskytli najlepšie riešenia a podporu vašich drsných potrieb.

Odkazy

• Callister, WD a Rethwisch, DG (2011). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
• Schey, JA (1987). Trilogy in Metalworking: Trecie, mazanie a opotrebenie. Americká spoločnosť pre kovy.
• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth-Heinemann.