VITRIUM 3 – rewolucyjna technologia spoiwa ściernic ceramicznych NORTON

W laboratoriach firmy NORTON opracowano całkowicie nową odmianę spoiwa ceramicznego VITRIUM 3. Jest to spoiwo nowej generacji, które wprowadza przełom w dziedzinie szlifowania precyzyjnego.

Przypomnijmy, spoiwo jest tworzywem, które łączy poszczególne ziarna ścierne w narzędziu ściernym. Musi być ono dostatecznie wytrzymale i tworzyć trwałe połączenia z ziarnami skrawającymi. Połączenia te mają postać tzw. mostków spoiwa. Spoiwo ściernicy w dużym stopniu określa jej właściwości eksploatacyjne. Utrzymuje ono nie tylko ziarna ścierne w warstwie roboczej narzędzia, ale wpływa także na wydajność obróbki i jakość

powierzchni szlifowanej, określa wytrzymałość, sztywność i odporność na zużywanie się warstwy roboczej ściernicy oraz uczestniczy w wytwarzaniu ciepła w strefie obróbki.

Ogólnie spoiwa można podzielić na dwie zasadnicze grupy, tj. spoiwa nieorganiczne i organiczne. Do nieorganicznych zalicza się: spoiwa ceramiczne, magnezytowe, krzemianowe, metalowe spiekane i metalowe galwaniczne. Do spoiw organicznych należą spoiwa żywiczne naturalne, zwane też szelakowymi, żywiczne sztuczne i gumowe. Do wiązania materiałów ściernych konwencjonalnych stosuje się głównie spoiwa ceramiczne i żywiczne sztuczne.

W laboratoriach firmy NORTON opracowano całkowicie nową odmianę spoiwa ceramicznego, które nazwano VITRIUM 3. Jest to spoiwo nowej generacji, które wprowadza przełom w dziedzinie szlifowania dokładnego. Istota nowatorskiego spoiwa polega na unikalnej kompozycji chemicznej, która zapewnia całkowicie nową jakość połączenia między spoiwem i ziarnem ściernym. Technologia ta jest chroniona patentem. Korzyści z zastosowania ściernic, w którym ziarna ścierne spojono nowym spoiwem, są wielorakie. Np. tzw. chłodne szlifowanie. Dzięki niemu następuje poprawa jakości powierzchni obrabianej z powodu znacznej redukcji przypaleń i niższych wartości naprężeń powierzchniowych. Cieńsze mostki spoiwa między ziarnami ściernymi umożliwiają lepszy przepływ cieczy chłodzącej, a ściernica i materiał obrabiany ulegają mniejszemu nagrzewaniu się. Z tego samego powodu struktura porowata narzędzia nie zapycha się produktami obróbki, gdyż wióry są łatwiej usuwane ze strefy styku narzędzia i materiału. Większa siła wiązania ziarna i spoiwa pozwala na zmniejszenie ilości spoiwa i z tego powodu potencjał ścierny ziaren może być lepiej wykorzystany.
VITRIUM 3 wyróżnia się też tym, że ma bardzo dobre właściwości adhezyjne w stosunku do ziarna ściernego w porównaniu do innych spoiw ceramicznych. Wpływa to na znaczne zwiększenie czasu pracy powierzchni roboczej ściernicy ukształtowanej w wyniku obciągania. Dzięki temu częstotliwość obciągania ściernicy jest mniejsza, a jej żywotność znacznie wydłużona. Zatem i zużycie obciągaczy oraz częstotliwość ich wymiany jest są też dużo mniejsze. Jak widać, te właściwości spoiwa wpływają na istotną redukcję kosztów obróbki.

Spoiwo NORTON VITRIUM 3 zapewnia wysoką wytrzymałość ściernicy i dzięki temu możliwe jest stosowanie wyższych prędkości i posuwów roboczych oraz pracę z większymi niż standardowe naciskami. Wszystko to powoduje znaczący wzrost wydajności procesu obróbki. Badania własne producenta wykazały że spoiwo VITRIUM 3 wymaga o 15% mniej mocy do usunięcia tej samej ilości materiału w porównaniu do ściernic ze spoiwem tradycyjnym. Oznacza to mniejszą ilość generowanego ciepła w strefie obróbki i tym samym mniejsze ryzyko przypaleń. Z kolei przy takim samym poborze mocy VITRIUM 3 usuwa 20% więcej materiału niż standardowe spoiwo. Inne testy ujawniły, że po takim samym czasie pracy profil czoła (krawędź „narożnika”) ściernicy ze standardowym spoiwem jest znacząco bardziej zużyty w porównaniu do ściernicy ze spoiwem VITRIUM 3. Wykonano także badania w zakresie wytrzymałości mechanicznej i modułu sprężystości ściernic ze spoiwem VITRIUM 3. Wytrzymałość produktu i moduł sprężystości są zależne od ilości użytego spoiwa w narzędziu ściernym. Wraz ze wzrostem ilości spoiwa wytrzymałość ściernicy wzrasta. Stwierdzono, że przy tej samej twardości spoiwo VITRIUM 3 jest około 20% bardziej odporne w porównaniu do spoiwa standardowego. Pozwala to na stosowanie wyższych nacisków w trakcie obróbki przy jednocześnie wyższych prędkościach roboczych.

Zakres zastosowań ściernic ze spoiwem VITRIUM 3 jest bardzo szeroki. Obejmuje szlifowanie

otworów (łożyska toczne, koła zębate, armatura hydrauliczna), obróbkę wałków (przemysł maszynowy, samochodowy, obróbka bezkłowa), szlifowanie płaszczyzn (narzędzia skrawające, czoła kół zębatych i łożysk tocznych, blaty, powierzchnie płaskie z profilem).

Warto na zakończenie zwrócić uwagę na korzyści, jakie odnosi środowisko naturalne z powodu wprowadzenia nowej technologii spoiwa VITRIUM 3. Stosowane w innych technologiach metody uzyskiwania porowatości w ściernicach ceramicznych wiążą się z wykorzystaniem poroforów, które są szkodliwe dla środowiska. Ściernice VITRIUM 3 nie wymagają żadnego sztucznego czynnika porotwórczego w celu uzyskania wolnych przestrzeni międzyziarnowych i wysokiej przepuszczalności cieczy chłodzącej. Ponadto technologia VITRIUM 3 eliminuje kosztowne procesy związane z wykorzystaniem środków chemicznych. Stosowana metoda wytwarzania VITRIUM 3 wpływa korzystnie na środowisko naturalne także z tego powodu, że spoiwo to umożliwia pracę z większymi szybkościami posuwu, prędkościami i naciskami. Powoduje to znaczne zwiększenie wydajności posiadanego parku maszynowego i skracanie czasów roboczych. Spoiwo VITRIUM 3 można produkować przy zmniejszonym zużyciu energii i obniżonej emisji dwutlenku węgla m.in. dlatego, że jego wytwarzanie nie wymaga wysokiej temperatury wypalania.