เม็ดขัดแบบโซลเจล (SG) มีข้อดีอย่างไร?
เม็ดขัดแบบ โซล-เจล(SG)ไม่ใช่แค่ “อะลูมินาหลอมเหลวที่ดูดีกว่า” เท่านั้น แต่เป็นเซรามิกที่ได้รับการออกแบบในระดับไมโครเมตรในระหว่างกระบวนการผลิตแบบโซล-เจล
ข้อดีที่สำคัญที่ผู้ใช้เห็นได้จริงในโรงงานหรือในภาคสนามล้วนเป็นผลโดยตรงจากโครงสร้างจุลภาคที่ได้รับการออกแบบนั้น:
1. การลับคมอัตโนมัติ = อายุการใช้งานยาวนานขึ้นและประสิทธิภาพการลับคมสูงขึ้น
ผลึก SG (≈ 0.1–0.5 µm) มีขนาดเล็กกว่าผลึกใน Al₂O₃ ที่หลอมเหลวถึง 1–2 อันดับความ magnitude เมื่อผลึกแตก มันจะแตกตามขอบเขตของผลึกขนาดเล็กกว่าไมครอน ทำให้เกิดขอบคมใหม่แทนที่จะเป็นพื้นผิวเรียบที่สึกหรอ ดังนั้นล้อจึง “คงความคม” แทนที่จะเกิดการสึกหรอจนเป็นมันเงา ทำให้ค่า G-ratio (ปริมาณวัสดุที่ถูกขจัดออก / การสึกหรอของล้อ) สูงกว่าอลูมิเนียมหลอมเหลวถึง 3–10 เท่า
2. มีความแข็งและความเหนียวแตกหักสูงขึ้นในเวลาเดียวกัน
α-Al₂O3 ที่มีความหนาแน่นสูงและเป็นผลึกนาโน พร้อมด้วยเฟสรองที่ได้รับการปรับแต่ง (เช่น MgO, Y₂O₃, ZrO₂) ทำให้เกรน SG มีความแข็งประมาณ 21–23 GPa (Knoop) พร้อมกับ KIC ประมาณ 4–5 MPa·m½ เมื่อเทียบกับ ~19 GPa และ ~3 MPa·m½ สำหรับ Al₂O3 ที่หลอมเหลวสีขาว ดังนั้นเกรนจึงสามารถตัดเหล็กกล้าที่มีความแข็งสูง (>60 HRC) โลหะผสมพิเศษที่มีนิกเกลเป็นส่วนประกอบ หรือสารเคลือบแบบพ่นความร้อนได้โดยไม่เกิดการแตกหักในระดับมหภาค
3. พลังงานการเจียรจำเพาะที่ต่ำกว่า → รอยไหม้ คราบขาว และความเค้นตกค้างน้อยลง
เนื่องจากเนื้อโลหะยังคงคมอยู่ ขั้นตอนการเสียดสีและการไถจึงลดลง พลังงานจำเพาะโดยทั่วไปลดลง 15–30% ดังนั้นอุณหภูมิพื้นผิวชิ้นงานจึงต่ำลง และความเสียหายทางโลหะวิทยา (การไหม้จากการชุบแข็งซ้ำ ความเครียดตกค้างจากการดึง) ลดลงอย่างมาก ซึ่งมักจะช่วยลดขั้นตอนการตกแต่งเพิ่มเติมได้
4. การตัดด้วยอุณหภูมิต่ำช่วยให้สามารถกำจัดวัสดุได้ในอัตราที่สูงขึ้น
ในการเจียรแบบป้อนช้าหรือความเร็วสูง ปัจจัยจำกัดมักจะเป็นการไหม้ ล้อเจียร SG สามารถทำงานได้ที่อัตราการป้อนหรือความเร็วล้อที่สูงกว่าล้อเจียรแบบธรรมดา 2-4 เท่า ก่อนที่จะเกิดการไหม้ ซึ่งช่วยลดเวลาในการทำงานลงได้ 30-70%
5. ความเรียบเนียนของพื้นผิวและการควบคุมขนาดที่สม่ำเสมอ
เนื่องจากล้อเจียรไม่เกิดการเคลือบเงาหรือรับน้ำหนักมากเกินไป ค่า Ra และความคลาดเคลื่อนของขนาดจึงคงที่ตลอดการผลิตในระยะยาว (การปรับปรุงค่า Cpk 0.3–0.5 เป็นเรื่องปกติในการเจียรเพลาลูกเบี้ยวหรือรางลูกปืนในรถยนต์)
6. ลดความถี่ในการเปลี่ยนผ้าปิดแผลและปริมาณการใช้ล้อ
โดยทั่วไปแล้ว ระยะเวลาการลับคมล้อลับคมจะยาวนานขึ้น 5-10 เท่า สำหรับการลับคมใบพัดกังหันที่ทำจากโลหะผสมพิเศษ อาจหมายถึงการใช้ล้อลับคม SG หนึ่งล้อต่อกะ แทนที่จะเป็นหนึ่งล้อต่อชั่วโมง
7. ชิ้นงานและสภาพแวดล้อมที่สะอาดขึ้น
การสึกหรอของล้อเจียรน้อยลง → มีเศษโลหะในเศษเจียรน้อยลง; อุณหภูมิการเจียรต่ำลง → กลิ่นและควันจากการออกซิเดชันลดลง; อายุการใช้งานของล้อเจียรยาวนานขึ้น → ของเสียจากวัสดุขัดถูลดลง
เม็ดขัด SG ช่วยยืดอายุการใช้งานของล้อขัดได้ยาวนานขึ้น ในขณะที่อัตราการขัดเท่าเดิม ในขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิภาพการขัดที่สูงขึ้นมากก่อนที่จะเกิดความเสียหายจากความร้อน วัสดุขัดที่ทำจากเม็ดขัดและผง SG ช่วยปรับปรุงคุณภาพของชิ้นส่วนและลดเวลาหยุดทำงานในการลับคมล้อขัดไปพร้อมๆ กัน
