Il grano abrasivo: amico o nemico?

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Una piccola particella, dura, con forma irregolare. Talvolta con spigoli affilati. Chi è? Il grano abrasivo.

Il grano abrasivo è un grande amico delle lavorazioni meccaniche, tanto da essere considerato alla stregua di un utensile, di piccolissime dimensioni, ma comunque un utensile. Questo è certamente vero, ma non è detto che il grano abrasivo sia sempre così. Ma andiamo per gradi: per abrasivo si intende una particella piccola, ovvero con le dimensioni di un grano, dura, spesso con spigoli affilati, per lo più con forma irregolare, che rimuove piccole quantità di materiale dalla superficie.

Quando le lavorazioni sfruttano le caratteristiche del grano abrasivo? Fondamentalmente nelle operazioni di finitura, come nel caso della rettifica, o per il taglio, come nel caso delle lavorazioni waterjet.

Talvolta però il grano abrasivo è un acerrimo nemico delle lavorazioni per asportazione di truciolo e questo avviene quando la filtrazione del fluido da taglio non è adeguata, motivo per cui contiene particelle dure che vanno ad intaccare la superficie in lavorazione.

Anatomia del grano abrasivo

Gli abrasivi per impieghi nell’industria manifatturiera possono essere suddivisi in due macro famiglie:
• abrasivi convenzionali: ossido di alluminio o allumina e carburo di silicio;
• superabrasivi: nitruro di boro cubico e diamante.

Rispetto all’utensile da taglio tradizionale, gli abrasivi sono molto più duri, in particolare il nitruro di carburo borico e il diamante sono i materiali più duri conosciuti. Ma non basta la durezza, fondamentale è anche la friabilità, cioè l’attitudine a frantumarsi in piccoli pezzi. L’alta friabilità è sinonimo di bassa resistenza alla frattura, quindi il grano abrasivo altamente friabile si frammenta facilmente sotto l’azione delle forze di taglio, garantendo l’affilatura delle particelle durante la lavorazione. La maggiore o minore friabilità è una caratteristica del materiale, ma dipende anche dalla forma e dalla dimensione del grano abrasivo: grani compatti hanno un comportamento simile a quello dell’utensile con spoglia negativa e sono meno friabili dei grani allungati. Il grano piccolo presenta anche una minor probabilità di difettosità, quindi sono più tenaci e meno friabili, rispetto a quelli di maggiori dimensioni. I grani abrasivi sono molto piccoli e spesso sono legati fra loro da un legante che garantisce il collegamento fra i grani stessi. Un classico esempio è la mola, utensile principe nelle lavorazioni di rettifica. Il numero di grana identifica la dimensione del grano abrasivo, che è strettamente legata alla maglia del setaccio: più è piccola la dimensione del setaccio, maggiore è il numero di grana, esattamente come nel caso della carta vetrata, dove il numero di grana è riportata sul retro del foglio.

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