절단, 연삭 및 드릴링에 사용되는 광물- Zhejiang Golden Machinery Factory

절단, 연삭 또는 드릴링을 위해 선택하는 광물에 따라 도구의 수명이 한 교대인지 한 달인지가 결정됩니다. 실제로 "절단, 연삭, 드릴링에 어떤 광물이 사용됩니까?"에 대한 답은 다음과 같습니다. 하나의 광물이 아니라 작은 계열입니다. 다이아몬드, 입방정 질화붕소, 산화알루미늄, 탄화규소가 목록을 주도하고 지르코니아 알루미나, 세라믹 알루미나 및 천연 연마재가 특정 틈새를 채웁니다. 각각은 경도, 열 안정성 및 화학적 호환성의 고유한 조합을 갖고 있어 특정 재료에는 이상적이지만 다른 재료에는 부적합합니다. 이러한 차이점을 이해하는 것이 효율적이고 경제적인 처리와 파손된 도구, 조기 마모 및 낭비되는 시간을 구분하는 기준입니다.

광물이 절단, 연삭 및 드릴링에 적합한 이유는 무엇입니까?

경도가 첫 번째 기준입니다. 연마재를 효과적으로 절단하려면 공작물보다 단단해야 하기 때문입니다. 광물의 순위를 1(활석)부터 10(다이아몬드)까지 평가하는 모스 척도는 빠른 참조용으로 유용하지만 공학적 결정을 내리기에는 너무 대략적입니다. Knoop 척도는 보다 실용적인 숫자를 제공합니다. 다이아몬드는 약 10,000, 입방정 질화붕소는 약 4,700, 탄화규소는 약 2,500, 산화알루미늄은 약 2,000~2,200입니다. 절단 모서리 또는 연삭 입자는 작업 중인 재료보다 훨씬 단단해야 합니다. 그렇지 않으면 빠르게 무뎌지고 공정이 느려져 크롤링됩니다.

그러나 경도만으로는 어떤 광물이 가장 좋은지 결정할 수 없습니다. 인성은 충격으로 인해 연마 입자가 부서지는 것을 방지합니다. 열적 안정성으로 인해 광물은 분쇄 온도에서도 단단하게 유지됩니다. 화학적 불활성은 공작물과의 원치 않는 반응을 방지합니다. 완성된 부품당 비용은 고급 연마재가 투자할 가치가 있는지 여부를 결정합니다. 전형적인 예는 다이아몬드입니다. 다이아몬드는 알려진 가장 단단한 광물이지만 탄소가 고온에서 철과 반응하여 절삭날을 빠르게 파괴하기 때문에 일반 강철을 연삭하는 데 적합하지 않습니다. 이러한 단일 제한은 철 재료에 다른 광물이 여전히 필수 불가결한 이유를 설명합니다.

절단, 연삭 및 드릴링에 사용되는 최고의 광물

다이아몬드 — 가장 단단한 광물

다이아몬드는 채굴되었든 합성 생산되었든 알려진 것 중 가장 단단한 천연 물질입니다. 약 10,000의 누프 경도로 유리, 세라믹, 텅스텐 카바이드, 콘크리트, 석재 및 티타늄 합금을 쉽게 절단합니다. 산업용 연삭 휠, 톱날, 드릴 비트 및 와이어 드로잉 다이는 천연석보다 비용이 저렴하고 일관성이 뛰어난 합성 다이아몬드를 사용합니다. 중요한 제한은 화학적입니다. 탄소와 철은 고온에서 반응하여 공구를 부식시키기 때문에 다이아몬드는 강철이나 철과 같은 철 재료에 사용해서는 안 됩니다. 그러나 비철 및 비금속 작업의 경우 다이아몬드는 최고의 절단 및 연삭 광물입니다.

입방정 질화붕소 - 철 금속용 초연마재

일반적으로 CBN이라고 불리는 입방정 질화붕소는 다이아몬드 다음으로 두 번째로 단단한 연마재이며 누프 경도는 4,700에 가깝습니다. 합성으로만 만들 수 있으며, 다이아몬드가 할 수 없는 작업을 처리하기 위해 특별히 개발되었습니다. CBN 휠 및 공구는 다이아몬드를 파괴하는 화학적 분해 없이 경화된 공구강, 금형강, 주철 및 니켈 기반 합금을 연삭합니다. CBN은 고온에 강하고 철 환경에서 화학적으로 안정한 상태를 유지하기 때문에 강철 부품의 고정밀 연삭을 위한 표준 선택입니다. 기존 연마재보다 비용이 더 많이 들지만, 긴 수명과 일관된 마감으로 인해 생산 시 경제적인 옵션이 되는 경우가 많습니다.

산화알루미늄 - 산업용 연마재의 주력 제품

산화알루미늄은 업계에서 가장 널리 사용되는 연마 광물입니다. 보크사이트로부터 용융 또는 졸겔 형태로 제조되며 누프 경도는 약 2,000~2,200입니다. 견고하고 열적으로 안정적이며 철과 반응하지 않으므로 탄소강, 합금강, 스테인레스강, 심지어 목재까지 연삭하는 데 기본 연마재로 사용됩니다. 용융 산화알루미늄은 범용 연삭 및 절단에 적합한 반면, 졸-겔 세라믹 알루미나는 까다로운 작업에 대해 보다 빠른 절단과 긴 수명을 제공합니다. 화학적으로 동일한 광물인 천연 커런덤은 이제 주로 특수 연마 및 래핑 화합물로 제한됩니다.

실리콘 카바이드 — 날카롭고 내열성

탄화규소는 산화알루미늄보다 단단하며 누프(Knoop) 값이 2,500에 가깝고 부서지기 쉬운 입자가 부서져 신선하고 날카로운 모서리를 생성합니다. 또한 열을 잘 전도하므로 텅스텐 카바이드, 유리, 석재, 세라믹, 알루미늄 및 황동과 같은 비철 금속과 같은 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 매우 적합합니다. 한계는 화학적입니다. 탄화규소는 고온에서 철과 반응하여 급속한 마모를 유발하므로 강철과 철을 연삭하는 데 적합하지 않습니다. 그러나 비철 및 단단한 비금속 가공물의 경우 탄화규소가 가장 빠르고 비용 효율적인 옵션인 경우가 많습니다.

지르코니아 알루미나 및 세라믹 알루미나 — 고강도 연삭용

고압 연삭에는 지르코니아 알루미나와 세라믹 알루미나(때때로 졸-겔 알루미나라고도 함)라는 두 가지 합성 연마재가 필수적입니다. 지르코니아 알루미나는 산화알루미늄과 산화지르코늄의 합금으로, 스스로 날카로워지는 결정 구조를 갖고 있습니다. 높은 연삭 압력을 견디며 스테인리스강, 단조 부품 및 빌렛의 무거운 연삭력이 뛰어납니다. 세라믹 알루미나는 서브미크론 산화알루미늄 결정을 사용 중에 미세 균열이 발생하는 연마 입자로 소결하여 만들어지며 지속적으로 새로운 절단 지점이 노출됩니다. 이는 연삭 휠을 날카롭고 시원하게 유지하며 이는 열에 민감한 금속 및 경화 합금에 중요합니다. 두 광물 모두 기존 산화알루미늄보다 비용이 더 비싸지만 대량 생산 시 연삭 시간과 휠 교체를 크게 줄일 수 있습니다.

천연 연마재 - 석류석, 강옥, 에머리

천연 연마재는 여전히 절단, 연삭, 드릴링 작업에 사용되지만 합성 광물이 현재 대부분의 산업 작업을 지배하고 있습니다. 가넷은 단단하고 밀도가 높으며 날카로운 각진 입자로 부서지기 때문에 워터젯 절단, 샌드블라스팅 및 코팅된 연마재에 널리 사용됩니다. 산화알루미늄의 천연 결정형인 커런덤과 산화철과 커런덤의 혼합물인 에머리는 표면 연마, 디버링 및 미끄럼 방지용으로 사용됩니다. 천연 연마재는 비용이 저렴하고 환경 친화적이지만, 가공 제품의 일관된 입자 크기와 순도가 부족하여 그 역할이 주로 거칠고 반제품 응용 분야로 제한됩니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 미네랄을 선택하는 방법

선택 프레임워크는 세 가지 질문으로 요약됩니다. 어떤 재료를 처리하고 있습니까? 얼마나 힘든가요? 그리고 가장 큰 비용은 도구 자체입니까, 아니면 프로세스에 소요되는 시간입니까? 실제 규칙은 간단합니다.

강철, 주철, 스테인리스강 등의 철금속: 고정밀 작업에는 입방정 질화붕소를, 일반 연삭에는 산화알루미늄을 사용합니다.
비철금속 및 텅스텐 카바이드, 유리, 세라믹, 티타늄과 같은 단단하고 부서지기 쉬운 재료: 다이아몬드 또는 탄화규소를 사용합니다.
중절삭 및 고압 연삭: 지르코니아 알루미나 또는 세라믹 알루미나를 사용하십시오.
워터젯 절단, 블라스팅 및 연마: 천연 석류석, 강옥 또는 에머리는 여전히 실용적인 선택입니다.

빠른 비교를 위해 아래 표에는 주요 연마 광물, 일반적인 경도 값 및 주요 제한 사항이 요약되어 있습니다.

절단, 연삭 및 드릴링 용도에 대한 일반적인 연마 광물 비교. 경도 값은 업계에서 일반적으로 사용되는 근사치입니다.
미네랄	대략. 누프 경도	가장 적합한 대상	키 제한
다이아몬드	~10,000	유리, 세라믹, 카바이드, 석재, 티타늄	철과 반응합니다. 강철과 주철을 피하십시오
입방정 질화붕소	~4,700	경화강, 공구강, 주철, 니켈 합금	높은 초기 비용
실리콘 카바이드	~2,500	초경, 유리, 석재, 알루미늄, 황동	철 기반 합금과 반응
산화알루미늄	~2,000~2,200	탄소강, 스테인레스강, 일반연마작업	매우 단단한 재료의 절단 속도가 느려짐
지르코니아 알루미나	~1,600	무거운 연삭, 스테인레스 스틸, 단조 부품	용융 알루미나보다 가격이 비쌉니다.
가넷	~1,400	워터젯 절단, 샌드블라스팅, 연마	정밀 기계 연삭용이 아님

경제성은 견고함만큼 중요합니다. 다이아몬드 및 CBN과 같은 초연마재는 기존 연마재보다 킬로그램당 비용이 10~30배 더 높지만 용도에 맞게 사용하면 수명은 100~300배 더 길어질 수 있습니다. 실제로 어려운 강철 연삭 작업에서 산화알루미늄을 CBN으로 전환하면 부품당 총 비용이 높아지는 대신 낮아지는 경우가 많습니다. 소규모 상점과 임시 작업의 경우 기존 광물의 낮은 구매 가격이 여전히 유리합니다. 대량 생산의 경우 고급 연마재는 일반적으로 그 자체로 비용을 지불합니다.

광물 가공에서 연마 광물 지식이 중요한 이유

절단 및 연삭 도구를 안내하는 동일한 경도 원칙은 광물 가공의 경제성도 주도합니다. 농축기에서 광석은 분쇄된 다음 주변 맥석에서 귀중한 광물이 분리될 때까지 분쇄됩니다. 광석의 경도와 마모성은 분쇄 매체 소비, 라이너 마모, 에너지 수요 및 궁극적으로 전체 회로의 처리량을 결정합니다. 소형 분쇄 매체를 사용하여 연마성 광석을 처리하는 공장은 처리되는 모든 톤에 대해 손실을 입게 됩니다. 이것이 바로 플랜트 엔지니어가 광석의 경도를 회수율과 등급을 추적하는 것만큼 주의 깊게 추적하는 이유입니다.

단단한 광석을 분쇄하고 분류하는 작업의 경우 장비가 재료와 일치해야 합니다. 는 광석 분쇄용 습식 그리드형 볼밀 부유선광, 중력분리, 침출에 앞서 광석을 목표 크기로 줄이도록 설계되었습니다. 분쇄 후 슬러리가 통과합니다. 나선형 분류 장비 , 추가적인 크기 감소를 위해 분쇄기로 돌아가야 하는 거친 재료에서 미세 제품을 분리합니다. 분쇄 및 분류 외에도 다운스트림 금 및 비금속 회수는 종종 다음에 따라 달라집니다. 습식 야금 용 기계식 혼합 침출 탱크 통제된 조건에서 목표 금속을 용해시킵니다. 각 단계에서 처리되는 광물의 경도, 화학적 거동 및 기계적 특성을 알면 엔지니어가 올바른 장비와 작동 조건을 선택하는 데 도움이 됩니다. 이는 기계 전문가가 특정 가공물에 대해 다이아몬드 휠이나 CBN 휠을 선택하는 것과 같은 방식입니다.