El propósito del paso de pulido es eliminar los daños causados por el corte, aplanar la muestra (s) y eliminar el material que se aproxime al área de interés. Es importante tener en cuenta que es posible crear más daño al rectificar que al seccionar. En otras palabras, es mejor cortar lo más cerca posible del área de interés utilizando la cuchilla abrasiva o de oblea correcta.
Los abrasivos típicos utilizados para el pulido incluyen:
– Carburo de silicio (SiC)
– Alúmina (ALO)
– Diamante
– Circonio
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Mecanizado abrasivo metalográfico
Los siguientes son los abrasivos metalográficos más comunes:
El carburo de silicio
SiC es un abrasivo manufacturado producido por una reacción a alta temperatura entre la sílice y el carbono. Tiene una estructura cristalina hexagonal-romboédrica y tiene una dureza de aproximadamente 2500 HV. Es un abrasivo ideal para cortar y triturar por su dureza y bordes afilados. También es algo quebradizo y, por lo tanto, se corta fácilmente para producir nuevos bordes afilados (autoafilado). El SiC es un abrasivo excelente para maximizar las velocidades de corte y minimizar los daños superficiales y subsuperficiales. Para la preparación metalográfica, los abrasivos de SiC se utilizan en hojas abrasivas y para papeles de amolar abrasivos recubiertos que van desde tamaños de grano muy grueso 60 hasta granos muy finos de 1200.
Los papeles abrasivos de SiC adheridos o revestidos están diseñados para que el abrasivo tenga un gran número de puntos de corte (ángulo de rango negativo del abrasivo). Esto se logra alineando las partículas abrasivas aproximadamente normales al respaldo. Tenga en cuenta que los abrasivos recubiertos no son del todo coplanares, por lo que los papeles de SiC producen la máxima eficiencia (velocidad de corte, eliminación de material y daño mínimo) porque el nuevo abrasivo queda expuesto a medida que el viejo se descompone.
Alúmina La
alúmina es un material natural (bauxita). Sale en la fase gamma más suave (mohs 8) o alfa más dura (mohs 9, 2000 HV). Los abrasivos de alúmina se utilizan principalmente como abrasivos de pulido final debido a su alta dureza y durabilidad. A diferencia del SiC, la alúmina se degrada con relativa facilidad a partículas submicrónicas o coloidales.
Tenga en cuenta que los tamaños de grano de alúmina recubiertos o adheridos más grandes están disponibles comercialmente, sin embargo, no son ideales para aplicaciones metalográficas porque se vuelven opacos, lo que da como resultado tasas de corte más bajas y mayores daños superficiales y subsuperficiales.
es el material más duro conocido por el hombre (mohs 10, 8000 HV). Tiene una estructura de cristal cúbico y está disponible como producto natural o artificial. Aunque el diamante sería ideal para el pulido grueso, su precio lo convierte en un material de pulido muy ineficiente para cualquier cosa excepto para cerámica dura. Para aplicaciones metalográficas, se recomienda el diamante policristalino como abrasivo de pulido en bruto.
Zircon, o silicato de zirconio, es otro abrasivo menos común que se utiliza para el pulido grueso. Es un abrasivo muy resistente, por lo que dura más tiempo, sin embargo, generalmente no es tan duro o afilado y, por lo tanto, requiere presiones más altas para ser efectivo. Normalmente, se ha encontrado que los tamaños de grano 60 o 120 son los tamaños de grano más útiles para el rectificado metalográfico con circón.
Para los abrasivos metalográficos, el tamaño de partícula se clasifica típicamente por tamaño de grano o tamaño de partícula promedio en micrones. El tamaño de grano se referiría al tamaño de la partícula si se clasificara o clasificara con pantallas de malla. En términos generales, el tamaño del grano representa la cantidad de alambres o mallas de alambres por un área específica. Por lo tanto, un número mayor de granos representaría aberturas más pequeñas o más en una pantalla de malla y, por lo tanto, se correlacionaría con partículas de menor tamaño. Por ejemplo, una partícula de grano 120 tiene un tamaño de aproximadamente 105 micrones, mientras que una partícula de grano 1200 tiene un tamaño de partícula de 2,5 micrones. La diferencia entre el sistema europeo de clasificación P (el número tiene una P delante del número) y el estándar ANSI o CAMI más común es que el número europeo se basa en el número de aberturas si el ancho de la malla de alambre se eliminó de el cálculo.
Grano estándar
120180240360360400600800 1200 Europeo (grado P) P120 P180 P220 P320 P500 P800 P1200 P2400 P4000 Parámetros de molienda
El rectificado satisfactorio también depende de los siguientes parámetros:
- Presión de molienda
- Velocidades relativas
- Dirección de molienda
Cuadros de pautas de selección de rectificado abrasivo
| Material | Objetivo | Recomendación |
|---|---|---|
| Metales blandos no ferrosos (aluminio, cobre, latón, estaño, zinc, plomo, etc.) | Minimice la incrustación y la deformación abrasivas en la superficie | Papel ALO de grano P120 Papel ALO de grano P220 Papel ALO de grano P500 Papel ALO de grano P1200 |
| Metales ferrosos blandos (aceros con bajo contenido de carbono, acero inoxidable, acero cementado, etc.) | Minimice la deformación y el daño de la fase secundaria | Papel SiC de grano 240 Papel SiC de grano 320 Papel SiC de grano 400 Papel SiC de grano 600 Papel SiC de grano 800 Papel SiC de grano 1200 |
| Metales ferrosos duros (acero con alto contenido de carbono, acero para herramientas, acero cementado, etc.) | Planarice la muestra y minimice la deformación de la muestra | Papel SiC de grano 180 Papel SiC de grano 240 Papel SiC de grano 320 Papel SiC de grano 400 Papel SiC de grano 600 |
| Súper aleaciones (aleaciones con alto contenido de níquel y cobalto, aleaciones de titanio) | Minimizar la deformación | Disco de diamante de 70 micrones Disco compuesto SIRIUS de 9 micrones Disco compuesto ORION de 3 micrones |
| Cerámica, compuestos de matriz cerámica y minerales | Minimice los daños superficiales y subterráneos (fracturas y astillas) | Diamante policristalino de 30 um sobre una tela de malla metálica |
| Compuestos de matriz metálica, compuestos de matriz polimérica | Minimice la fractura del composite y minimice la deformación de la matriz | Papel SiC de grano 240 o 320 |
- Metales blandos no ferrosos: se recomienda el pulido inicial con papel abrasivo SiC de grano 320 seguido de papel SiC de grano 400, 600, 800 y 1200. Debido a que estos materiales son relativamente blandos, no rompen fácilmente el papel de SiC. Por lo tanto, el pulido inicial con grano 320 es generalmente suficiente para minimizar la deformación inicial y, al mismo tiempo, mantener tasas de eliminación adecuadas. Para materiales extremadamente blandos como estaño, plomo y zinc, también se recomienda que el papel abrasivo se cubra ligeramente con cera de parafina. La cera reduce la tendencia del abrasivo SiC a incrustarse en la muestra blanda.
- Metales ferrosos blandos: son relativamente fáciles de moler y la profundidad de deformación es una consideración importante. Los abrasivos de SiC de grano 240 proporcionan un buen comienzo inicial con el uso posterior de SiC de grano 320, 400, 600, 800 y 1200.
- Metales ferrosos duros: requieren abrasivos más agresivos para lograr una eliminación adecuada del material. Por lo tanto, se recomiendan abrasivos gruesos de SiC (grano 120 o 180) para los requisitos de eliminación de material. Una vez que se obtienen la planicidad y el área de interés, se recomienda una serie de granos estándar de 240, 320, 400 y 600.
- Súper aleaciones: son generalmente de dureza moderada pero tienen características de temperatura elevada extremadamente estables y resistencia a la corrosión. Los procedimientos para preparar superaleaciones son muy similares a los de la mayoría de los metales no ferrosos.
- Cerámica: son materiales extremadamente duros, resistentes a la corrosión y quebradizos. Se fracturan produciendo daños tanto superficiales como subsuperficiales. Un pulido adecuado minimiza ambas formas de daño. Esto requiere la aplicación de un abrasivo semi-fijo que se mantiene rígidamente para el esmerilado pero que puede desprenderse bajo una gran tensión para minimizar el daño del subsuelo. El uso de un paño de malla metálica (paño CERMESH) con un abrasivo aplicado logra ambos objetivos. El tamaño del abrasivo también es importante porque los abrasivos muy gruesos eliminarán el material rápidamente pero pueden dañar gravemente la muestra. En el caso de las cerámicas, la consideración del daño producido en cada paso de preparación es fundamental para minimizar la secuencia de preparación general.
- Compuestos: son quizás las muestras más difíciles de preparar debido a la amplia gama de propiedades de los materiales utilizados. Por ejemplo, un compuesto de matriz metálica (MMC), como las partículas cerámicas de carburo de silicio en una matriz de aluminio metálico, es una muestra difícil de preparar. Este compuesto contiene partículas cerámicas extremadamente duras / quebradizas dispersas en una matriz de metal relativamente blanda / dúctil. Como regla general, el pulido inicial debe centrarse en la planarización y el pulido del metal en el área de interés. Los pasos de rectificado secundarios requieren enfocarse en las partículas cerámicas y típicamente requieren el uso de abrasivos de diamante.
