Bahan abrasif memainkan peran penting di berbagai industri, dari manufaktur dan konstruksi hingga elektronik dan pembuatan perhiasan. Kekerasan mereka adalah salah satu sifat terpenting yang menentukan keefektifannya dalam aplikasi seperti penggilingan, pemolesan, dan pemotongan. Sebagai pemasok abrasif, saya telah menyaksikan secara langsung dampak kekerasan abrasif pada proses yang berbeda. Dalam posting blog ini, saya akan mempelajari apa arti kekerasan bahan abrasif, bagaimana hal itu diukur, dan mengapa itu penting dalam aplikasi praktis.
Memahami Kekerasan dalam Bahan Abrasif
Kekerasan dalam konteks bahan abrasif mengacu pada kemampuan mereka untuk menahan deformasi, lekukan, atau goresan. Ini adalah ukuran kekuatan internal material pada tingkat atom atau molekuler. Ketika bahan abrasif digunakan untuk bekerja di permukaan, kekerasannya memungkinkannya untuk menghilangkan bahan dari benda kerja dengan meruntuhkan lapisan permukaannya. Semakin keras abrasif, semakin efektif dapat memotong atau memoles bahan target.
Ada beberapa jenis skala kekerasan yang digunakan untuk mengukur kekerasan bahan abrasif. Yang paling dikenal adalah skala Mohs, yang menempati peringkat mineral pada skala dari 1 (paling lembut) hingga 10 (paling sulit). Pada skala ini, bedak dinilai sebagai 1, sedangkan berlian, bahan alami yang paling sulit diketahui, dinilai 10. Timbangan lainnya, seperti Vickers, Rockwell, dan Brinell Scales, lebih tepat dan sering digunakan dalam pengaturan industri untuk mengukur kekerasan logam dan bahan rekayasa lainnya.
Mengukur kekerasan bahan abrasif
Skala Mohs
Skala Mohs adalah skala kualitatif yang bergantung pada kemampuan satu bahan untuk menggaruk yang lain. Untuk menentukan kekerasan MOHS dari abrasif, serangkaian mineral referensi dengan nilai kekerasan yang diketahui digunakan. Jika seorang abrasif dapat menggaruk mineral referensi tetapi tidak lebih sulit, kekerasan Mohs -nya terletak di antara keduanya. Misalnya, jika abrasif dapat menggores fluorite (kekerasan MOHS dari 4) tetapi tidak apatit (kekerasan Mohs dari 5), kekerasan MOHS -nya sekitar 4,5.
Tes kekerasan Vickers
Tes kekerasan Vickers adalah metode yang lebih kuantitatif. Indenter berbentuk piramida berbasis persegi ditekan ke permukaan bahan abrasif di bawah beban tertentu. Ukuran indentasi yang tersisa pada permukaan diukur, dan Nomor Kekerasan Vickers (HV) dihitung berdasarkan beban dan luas permukaan indentasi. Tes ini memberikan ukuran kekerasan yang lebih akurat, terutama untuk bahan dengan butiran kecil atau struktur mikro yang kompleks.
Tes Kekerasan Rockwell
Tes kekerasan Rockwell adalah metode lain yang banyak digunakan, terutama untuk logam dan beberapa keramik keras. Kerucut berlian atau bola baja yang dikeraskan ditekan ke dalam material di bawah beban utama setelah preload kecil. Kedalaman penetrasi indentor diukur, dan angka kekerasan rockwell ditentukan berdasarkan perbedaan kedalaman sebelum dan sesudah beban utama diterapkan.
Pentingnya kekerasan dalam aplikasi abrasif
Menggiling dan memoles
Dalam operasi penggilingan dan pemolesan, kekerasan bahan abrasif secara langsung mempengaruhi laju penghilangan material dan kualitas permukaan jadi. Abrasif yang lebih keras dapat menghilangkan material lebih cepat, tetapi mereka juga dapat menyebabkan lebih banyak kerusakan permukaan jika tidak digunakan dengan benar. Abrasif yang lebih lembut, di sisi lain, lebih cocok untuk operasi pemolesan dan finishing yang baik, di mana diperlukan permukaan yang halus.
Misalnya, saat menggiling logam berkekuatan tinggi seperti stainless steel atau titanium, abrasive dengan kekerasan tinggi, sepertiSilikon green karbida abrasif, sering digunakan. Hijau silikon karbida memiliki kekerasan MOHS sekitar 9,2, membuatnya sangat efektif untuk memotong logam yang keras. Sebaliknya, untuk memoles lensa atau perhiasan optik, abrasive yang lebih lembut seperti cerium oksida atau aluminium oksida dengan nilai kekerasan yang lebih rendah lebih disukai untuk mencapai lapisan seperti cermin tanpa menggaruk permukaan.
Memotong dan mengebor
Dalam aplikasi pemotongan dan pengeboran, kekerasan abrasif menentukan kemampuannya untuk menembus benda kerja. Abrasif yang lebih keras dapat memotong bahan yang lebih keras, seperti beton, kaca, atau batu. Misalnya, berlian, dengan kekerasan yang luar biasa, adalah bahan pilihan untuk memotong dan mengebor melalui batuan keras dan komposit berkekuatan tinggi.
Dalam kasus sandblasting, di mana partikel abrasif didorong dengan kecepatan tinggi ke permukaan untuk membersihkan atau mengukirnya, kekerasan abrasif sangat penting.Pasir garnetadalah pilihan populer untuk sandblasting karena memiliki kekerasan MOHS sekitar 7 - 7,5. Cukup sulit untuk menghilangkan karat, cat, dan kontaminan lainnya dari permukaan logam tanpa menyebabkan kerusakan berlebihan pada bahan yang mendasarinya.
Faktor -faktor yang mempengaruhi kekerasan bahan abrasif
Komposisi Kimia
Komposisi kimia bahan abrasif adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekerasannya. Bahan dengan ikatan kovalen atau ionik yang kuat cenderung lebih sulit. Sebagai contoh, silikon karbida (sic) adalah senyawa yang terdiri dari silikon dan atom karbon yang terikat bersama oleh ikatan kovalen yang kuat. Ini menghasilkan bahan yang sangat keras dengan ketahanan abrasi yang sangat baik.
Struktur kristal
Struktur kristal abrasif juga berperan dalam kekerasannya. Bahan dengan struktur kristal yang padat dan dipesan, seperti berlian, yang memiliki struktur kristal tetrahedral, umumnya lebih keras daripada yang memiliki struktur yang lebih terbuka atau tidak teratur. Susunan atom dalam kisi kristal mempengaruhi kekuatan ikatan di antara mereka, yang pada gilirannya menentukan kekerasan material.
Ukuran dan bentuk gandum
Ukuran biji -bijian dan bentuk abrasif dapat memengaruhi kekerasannya yang jelas. Biji -bijian yang lebih kecil cenderung memiliki kekerasan efektif yang lebih tinggi karena mereka dapat menembus benda kerja lebih mudah dan memberikan tekanan yang lebih tinggi per satuan area. Selain itu, butiran sudut umumnya lebih agresif dan lebih sulit dalam hal kemampuan memotong dibandingkan dengan biji -bijian bulat, yang lebih cocok untuk pemolesan.
Bahan abrasif yang berbeda dan kekerasannya
Silikon karbida
Silicon carbide adalah bahan abrasif populer yang tersedia dalam dua jenis utama: silikon hitam karbida dan silikon karbida hijau. Silikon karbida hitam memiliki kekerasan MOHS sekitar 9, sedangkan silikon karbida hijau, yang lebih murni dan memiliki struktur kristal yang lebih seragam, memiliki kekerasan MOHS yang sedikit lebih tinggi sekitar 9,2. Silikon karbida umumnya digunakan dalam roda penggilingan, amplas, dan alat pemotong untuk bekerja pada logam non-ferrous, keramik, dan komposit.
Aluminium oksida
Aluminium oksida (Al₂o₃) adalah abrasif yang banyak digunakan. Ini memiliki kekerasan Mohs sekitar 9, menjadikannya bahan yang serba guna untuk berbagai aplikasi. Aluminium oksida umumnya digunakan dalam menggiling dan memoles logam, kayu, dan plastik. Ini tersedia di berbagai tingkatan, dari kasar ke halus, agar sesuai dengan berbagai tingkat penghapusan material dan persyaratan finishing.
Garnet
Garnet adalah sekelompok mineral silikat dengan kekerasan MOHS mulai dari 6,5 hingga 7,5.Pasir garnetadalah abrasif alami yang banyak digunakan dalam sandblasting, pemotongan air, dan aplikasi peledakan abrasif. Ia dikenal karena kekerasannya yang tinggi, tepi yang tajam, dan generasi debu yang relatif rendah, menjadikannya pilihan yang ramah lingkungan.
Memilih abrasif yang tepat berdasarkan kekerasan
Saat memilih materi abrasif untuk aplikasi tertentu, penting untuk mempertimbangkan kekerasan baik abrasif dan benda kerja. Aturan praktis umum adalah memilih abrasif yang lebih sulit daripada materi yang harus dikerjakan. Namun, faktor -faktor lain seperti hasil akhir yang diinginkan, jenis operasi (penggilingan, pemolesan, pemotongan, dll.), Dan biaya juga perlu diperhitungkan.
Misalnya, jika Anda bekerja pada logam lunak seperti aluminium, aluminium oksida yang relatif lembut mungkin cukup. Tetapi jika Anda berurusan dengan paduan keras atau bahan keramik, yang lebih keras abrasif seperti silikon karbida atau berlian mungkin diperlukan.
Kesimpulan
Kekerasan bahan abrasif adalah properti kritis yang menentukan kinerja mereka di berbagai aplikasi industri. Memahami skala kekerasan yang berbeda, faktor -faktor yang mempengaruhi kekerasan, dan karakteristik bahan abrasif yang berbeda sangat penting untuk memilih abrasif yang tepat untuk tugas tertentu. Sebagai pemasok abrasif, saya berkomitmen untuk menyediakan produk abrasif berkualitas tinggi yang memenuhi beragam kebutuhan pelanggan kami. Apakah Anda mencari abrasif yang keras dan agresif untuk penggilingan tugas berat atau abrasif yang lembut dan lembut untuk pemolesan yang baik, kami memiliki keahlian dan produk untuk membantu Anda mencapai hasil terbaik.
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang materi abrasif atau memerlukan bantuan dalam memilih abrasif yang tepat untuk aplikasi Anda, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami di sini untuk mendukung Anda dalam proses pengadaan Anda dan memastikan bahwa Anda mendapatkan bahan abrasif yang paling cocok untuk proyek Anda.
Referensi
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2014). Ilmu dan Teknik Bahan: Pendahuluan. Wiley.
- Shackelford, JF (2008). Pengantar Ilmu Bahan untuk Insinyur. Pearson Prentice Hall.
- ASTM International. (2019). Metode pengujian standar untuk kekerasan rockwell dan kekerasan rockwell superfisial dari bahan logam. ASTM E18 - 19.
- ASTM International. (2018). Metode pengujian standar untuk kekerasan vickers bahan logam. ASTM E92 - 17E1.
