Когда слышишь 'абразив кремний', половина цехов сразу представляет универсальное чудо-средство. Но на деле - это как работать с упрямым ослом: если не понять его природу, вместо полировки получишь брак. За годы работы с абразивами убедился: кремний карбид часто путают с электрокорундом, хотя разница - как между молотком и скальпелем.
Взять черный карбид кремния - многие гонятся за дешевизной, а потом удивляются, почему на нержавейке остаются микроцарапины. Сам в 2017 году попался на этом: закупил партию с показателем твердости 92-94 по Шору, а для тонкой обработки алюминиевых сплавов нужен был минимум 96. Пришлось переводить материал на грубые заготовки.
Зеленый карбид - отдельная история. Его хвалят за однородность, но редко упоминают про хрупкость. Как-то раз на заводе в Яане пытались адаптировать его для автоматизированной обработки титановых клапанов - результат был как в анекдоте: либо зерно крошится раньше времени, либо деталь перегревается. Пришлось комбинировать с оксидом алюминия.
Сейчас смотрю на спецификации иначе: например, у абразив кремний от ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив в их карбиде бора заметна та же системность подхода, что и требовалась бы для кремниевых абразивов - контроль фракций на уровне 240-3000 mesh с допустимым отклонением всего 2%.
На нашем опытном производстве в Сычуани до сих пор работает советский станок 1986 года - так вот, на нем черный карбид кремния показывает себя лучше, чем на новом китайском ЧПУ. Парадокс? Нет - просто старина не дает тех вибраций, которые разрушают острые кромки зерен.
Для современных линий с водяным охлаждением брали зеленый карбид с размером зерна 800 mesh - здесь уже нужна была стабильность. Кстати, на сайте https://www.cn-boroncarbide.ru есть хорошие примеры как раз по контролю температуры при обработке, хоть речь там о карбиде бора.
Заметил интересную деталь: когда в 2020 модернизировали участок шлифовки, пришлось полностью менять систему подачи СОЖ - обычные эмульсии вызывали комкование кремниевого абразива. Сейчас используем специальные составы с pH не выше 8.5.
В 2019 году на объекте в Чжума пытались использовать кремниевый абразив для финишной обработки пресс-форм - материал шел с видимым браком. После вскрытия партии обнаружили, что 15% зерен имели скругленную форму вместо острой. Поставщик уверял, что это 'нормальный процент', но для точных работ такой разброс неприемлем.
Другой пример - при шлифовке керамических подложек взяли зеленый карбид кремния 1500 mesh. Казалось бы, все по стандарту. Но через 20 минут работы появился характерный запах - перегрев. Оказалось, для керамики с пористостью менее 3% нужен специальный связующий состав, иначе зерна 'засаливаются'.
Сейчас при закупках всегда требую тестовые образцы - минимум 5 кг на партию. Проверяю не только фракционный состав, но и форму зерен под микроскопом. Как-то раз в apparently качественном материале обнаружил 8% игольчатых частиц - они дают неестественно агрессивную резку.
Хранение карбида кремния - отдельная наука. В сухом складе при влажности 40% он сохраняет свойства до года, но у нас в Сычуани с ее климатом приходится использовать вакуумные упаковки. Как-то пренебрегли этим - через полгода материал начал комковаться.
Еще нюанс - пересорт между партиями. В 2021 взяли партию черного карбида, заявленного как 500 mesh. При проверке оказалось, что 12% зерен относятся к 400 mesh. Для чистовых операций - катастрофа. Пришлось пускать на черновые работы.
Интересно, что у абразив кремний в карбид-боровом исполнении у того же ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив подобных проблем не наблюдал - видимо, сказывается их опыт работы с 2014 года и уставной капитал в 15 миллионов юаней, позволяющий поддерживать строгий контроль.
Сейчас экспериментируем с гибридными составами - добавляем в кремниевый абразив до 15% карбида бора. Для обработки жаропрочных сплавов дает прирост скорости на 20%, но стоимость возрастает в разы. Для серийного производства пока нерентабельно.
Пытались внедрить нано-модифицированные покрытия на основе карбида кремния - технология интересная, но требует перестройки всего технологического цикла. На малых предприятиях вроде нашего пока не по карману.
Зато обнаружили неожиданное применение отработанного кремниевого абразива - после регенерации его можно использовать в фильтрующих системах. Правда, экономический эффект пока под вопросом.
Главное - не гнаться за универсальностью. Карбид кремния хорош для цветных металлов, керамики, чугуна. Для стали лучше подходят альтернативы. На своем веку видел, как пытались шлифовать инструментальную сталь черным карбидом - результат был плачевный.
Сейчас при подборе абразива всегда учитываю не только технические характеристики, но и производственную историю поставщика. Например, знаю что на производственной линии мощностью 3000 тонн в том же ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив контроль качества выстроен иначе, чем на мелких предприятиях.
И да - никогда не верьте тем, кто утверждает, что карбид кремния вечен. Его ресурс в 3-4 раза ниже, чем у того же кубического нитрида бора. Но зато его цена и предсказуемость поведения до сих пор делают его рабочим инструментом для 60% операций в нашем цехе.
