Abrasivos - Nota: 10 PDF

Preview

Summary

En el siguiente trabajo se hablará de los abrasivos los cuales son una sustancia de cierta dureza, modificada y acoplada en forma de discos abrasivos, lijas para poder usarlo en diferentes herramientas con el fin de un proceso mecánico o manual. También para modificar y transformar otros materiales ...

Description

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

ABRASIVOS

RESUMEN En el siguiente trabajo se hablará de los abrasivos los cuales son una sustancia de cierta dureza, modificada y acoplada en forma de discos abrasivos, lijas para poder usarlo en diferentes herramientas con el fin de un proceso mecánico o manual. También para modificar y transformar otros materiales de menor dureza. Dependiendo de la dureza y de su origen se van a clasificar en naturales y artificiales. Según su clasificación y propiedades es el uso industrial que se le dará a cada abrasivo. Palabras Clave: Abrasivos- Natural- Artificial- dureza-

ABRASIVOS: Definición. Clasificación de los Abrasivos. Recursos (abrasivos naturales). Industrialización y requisitos del mercado. DEFINICION Los abrasivos son una sustancia de cierta dureza, modificada y acoplada en forma de discos abrasivos, lijas para poder usarlo en diferentes herramientas con el fin de un proceso mecánico o manual. Es cualquier sustancia mineral empleada en procesos industriales para trabajar a otros materiales o piezas destinadas mediante procesos mecánicos, con el fin de darle otro acabado, textura, y/o forma. También puede definirse como una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo. Triturado, corte, pulido. Uso de estos materiales: Presentan características como dureza, tamaño de grano, liga y estructura tienen importancia fundamental en la elección del material adecuado. Sirven para desgastar o pulir por fricción, sustancias duras como metales, vidrios y maderas, entre otras. El tipo de material que se pretende pulir es determinante para seleccionar la herramienta abrasiva indicada. El abrasivo debe ser más duro que el material el cual debe moler, pulir o devastar. CLASIFICACION DE LOS ABRASIVOS

Se clasifican según su origen en:  Abrasivos naturales: Se hallan presentes de forma natural y entre ellos se puede mencionar a diamantes, arenisca, cuarzos, corindón y esmeriles. Muchos de ellos son minerales como el cuarzo o el diamante, dos de los abrasivos más utilizados, pero también se utilizan rocas, tal como diatomitas, piedra pómez, pumicita, etc. Presentan una amplia aplicación en todas las fases de las industrias, en donde son utilizados para perforaciones, corte, pulimento, afilado, entre otros. Estos a su vez se clasifican según su dureza en alto y bajo grado.

ARAGÓN- BONADER

Página 1

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

Figura Nº1- Abrasivos Naturales.

Alto grado  Diamante industrial: Es uno de los materiales más duros que se conocen lo cual lo

ha vuelto uno de los materiales más importantes y esenciales en la industria moderna. Existen cuatro principales tipos de diamantes industriales naturales:  Bort: es un diamante opaco, el cual incluye diamantes defectuosos, fuera de color y fragmentos de diamantes no útiles como gemas.

Figura Nº2: Diamante Industrial- Bort

 Carbonado o diamante negro: es un agregado de muy pequeños diamantes muy duros y extremadamente tenaces.  Ballas: es muy duro, tenaz, una masa globular de cristal de diamante que se irradia desde un centro común.  Cristal de diamante: Es usado para discos abrasivos para rectificado Los diamantes son usados principalmente como brocas de diamantes para perforaciones de roca y concreto, polvo de diamante para cortar de gemas, en herramientas con punta de diamante para rectificar ruedas abrasivas y para tornear y perforar caucho duro, fibra, vulcanita, plásticos duros, etc. Es posible encontrarlo en yacimientos tipo placeres o pipes de Kimberlita, en países como India, Namibia, Sierra Leona, Brasil, Colombia, Venezuela, México, Perú, Australia, Estados Unidos, Ghana y Sudáfrica.  Corindón y Esmeril: estos materiales se han convertido relativamente en no importantes ya que la competencia proveniente de los abrasivos sintéticos ha eliminado muchos de los mercados para estos materiales. El corindón es usado en forma de grano suelto en el pulimento óptico, sobre papel o tela y en formas de ARAGÓN- BONADER

Página 2

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales muelas, mientras que el esmeril es utilizado como un endurecedor para suelos resistente de hormigón y como material antideslizante en los puentes y en los peajes. Ambos son alúmina (Al2O3), solo que el esmeril está asociado a espínelo y magnetita, y aunque el corindón se extrae del territorio africano, los yacimientos de esmeril están ubicados entre Europa oriental y Asia occidental.

Figura Nº3: Abrasivo de Esmeril y Corindón

Figura N°4: Mapa de yacimientos de Esmeril

 Granate: Es un grupo de minerales de similares características generales que poseen una formula química general en la cual varían algunos elementos, pero la Almandina es la especie que se considera como mineral abrasivo y es usado en forma de tela o de papel, o en granos sueltos para trabajar la madera, pulimentar superficies de placas de vidrio y piedras ornamentales, para el acabado de caucho endurecido, entre otras, y al igual que el corindón y el esmeril se ve reemplazado en muchas de sus aplicaciones por abrasivos artificiales como el carburo de silicio y la alúmina fundida. Es posible encontrar granate en las Sierras de Córdoba, donde las rocas son ricas en este.

ARAGÓN- BONADER

Página 3

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

Figura Nº5: Abrasivo de Granate (Lija)

Bajo grado  Cuarzo: Este mineral ya es considerado un abrasivo de bajo grado debido a su dureza, cuando está triturado y clasificado se usa como abrasivo en lija de papel de sílex. Casi cualquier depósito de cuarzo blanco masivo es adecuado. Al ser el más barato de todos los papeles con recubrimiento abrasivo, este producto se sigue vendiendo en cantidades razonables, principalmente en ferreterías y por pequeños empleados. En cuanto a sus yacimientos, este es obtenido de vetas de yacimientos del tipo pegmatiticos. En Argentina lo encontramos en provincias como Córdoba, San Juan y en las sierras pampeanas.

Figura Nº6: Abrasivo de Cuarzo en papel.

 Sílice: Es posible encontrar sílice en diferentes formas naturales, algunas de ellas son usadas tal y como se extraen, pero la mayoría son manipulados y molidos en forma de granos o polvo. Dichas formas son:  Diatomita: Los usos abrasivos de la diatomita incluyen pulidores de metal (plata), polvos y pastas dentales y compuestos para pulido. Los mercados más importantes son los medios de filtración, los rellenos minerales y los absorbentes. En Argentina encontramos depósitos en las provincias de Río Negro, Córdoba, San Juan, La Rioja, Salta y Jujuy.

ARAGÓN- BONADER

Página 4

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

Figura Nº7: Abrasivo Diatomita en polvo

 Trípoli: Es sílice casi pura, está compuesto por granos de cuarzo microcristalinos que no tienen bordes definidos y, por lo tanto, desempeñan una función abrasiva suave en la pasta de dientes, jabones industriales y compuestos de pulido de metales. Se emplea en pequeña medida en la fabricación de algunos polvos de fregado y limpieza y para frotar superficies pintadas tales como cuerpos de automóviles.

Figura Nº8: Abrasivo Esmeril en barra

 Piedra Pómez y pumicita: estas sustancias son silicatos y no sílice, pero generalmente se las incluye junto a ella. La piedra pómez es utilizada por los fabricantes de muebles e instrumentos musicales para revestir superficies de madera y metal, para preparar superficies metálicas, litógrafos para limpiar superficies de piedra, restaurantes para fregar parrillas y utensilios de cocina, limpiadores para el hogar y limpiadores de manos, y por los fabricantes de jeans para el lavado a la piedra. La pumicita y la piedra pómez molida se utiliza principalmente como limpiador donde los granos finos, filosos y estriados son particularmente adecuados. Encontramos piedra pómez en la provincia de Catamarca, en el departamento de Antofagasta de La Sierra.

Figura Nº9: Pumicita y Piedra Pómez

 Arenas silíceas: El uso de la arena silícea como un abrasivo ha decrecido significativamente a causa del potencial peligro para la salud a partir de la sílice. La arena triturada y molida, la arenisca, el cuarzo en polvo y el limo a veces se usan en jabones de manos, compuestos para fregar y pulidores de metales más duros. Las arenas son empleadas también en el deslustrado de vidrio, papel de

ARAGÓN- BONADER

Página 5

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales lija, en la industria de la cerámica, esmerilado o chorros de arena. En Argentina es posible encontrar yacimientos en las provincias de Entre Ríos y San Luis.

 Abrasivos artificiales: Sustituyen a muchos de los abrasivos naturales dominando la industria moderna ya que son esenciales para esta porque además de ser superiores a los naturales, presentan uniformidad en calidad y sus propiedades pueden ser variadas hasta satisfacer las necesidades. Sin embargo, son manufacturados a partir de los naturales. Son de alta calidad como el carburo de silicio o el óxido de aluminio, estos dos son los más extendidos junto al diamante sintético. Se crean a partir de complicados procesos químicos con varias materias primas o utilizando maquinaria industrial, dichos materiales llegan a calentar los materiales a más de 2000º C. Otra gran característica de los abrasivos sintéticos es lo modificables que pueden ser los materiales. Pudiendo hacer diamantes sintéticos con menor o mayor dureza que un diamante natural, también teniendo todo el control durante el proceso artificial y así alargar la vida del producto abrasivo o cambiar su finalidad. Este tipo de abrasivos se usan para funciones de desbaste, rectificado, afilado y pulido y por tanto se dirigen a varios mercados.

Figura Nº10: Abrasivos Artificiales.

 Carburo de Silicio (SiC): Comercialmente es conocido como Carborundo, Cristolon y Carbolón, es fabricado fundiendo coque de petróleo triturado y arena de sílice en un horno eléctrico durante 36 horas a una temperatura de 2.220ºC, donde el resultado es una masa de cristales de elevada dureza y un alto índice de fractura. Esta fragilidad, hace que al fracturarse presente continuamente aristas afiladas de excelente corte. Es el más duro y cortante entre los abrasivos convencionales, lo que le convierte en ideal para acabados finos. Su gran dureza, próxima a la del diamante, le hace excelente para el uso sobre piedra y materiales duros Es empleado principalmente tanto en muelas como papeles y telas, lijas, discos de corte de metal, pastas para esmeril, etc.

Figura Nº11: Disco de SiC

ARAGÓN- BONADER

Página 6

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales  Alúmina fundida: Sus nombres comerciales pueden ser Alundum, Aloxita, u otros dependiendo de las mezclas de óxidos con las que se produce, se hace con bauxita fundida en un horno eléctrico, con coque y hierro, durante unas 24 horas a una temperatura de 1950º C. Es posible obtener alúmina si se usa Corindón. Es utilizada en forma de muelas de vidrio y polvo, abrasivos cementados o ligados, coberturas o revestimientos abrasivos, entre otros, en mercados de fundición, industria de aviones y electrónicas generalmente.

Figura Nº12: Alúmina Fundida

 Carburo de Boro (B4C): También conocido como Norbide, sustituye al diamante y al polvo de este, en muchos abrasivos. Se obtiene en horno eléctrico con coque y ácido bórico deshidratado. En la forma de grano, es usado para operaciones de esmerilado y pulido que previamente eran solo posibles con polvo de diamante. El carburo de boro pulverizado puede ser moldeado bajo muy altas temperaturas y presiones para fabricar productos extremadamente resistentes al desgaste tales como revestimientos de boquillas a presión, guías de rosca, troqueles de extrusión y todo tipo de calibres extremadamente precisos para enchufar, ajustar y arandelas.

Figura Nº13: Carburo de Boro en Barra.

 Abrasivos metálicos: Entre estos figuran el acero triturado, el acero rápido, el acero angular y la lana de acero, que se fabrican con hierros y aceros especiales. Son empleados para chorros de metal para limpiar piezas fundidas y forjadas, en el corte de metales, taladrado y aserrado de piedras.

ARAGÓN- BONADER

Página 7

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

Figura Nº14: Disco metálico

 Diamante artificial o sintético: Son hechos a partir de material carbonoso sujeto a presiones por arriba de 5,5 Gpa, anteriormente fabricarlos resultaba costoso y llevaba varias horas, pero hoy en día, la producción es comercialmente económica y son manufacturados en relativamente pocos minutos, y su performance en aplicaciones específicas es igual que la de los diamantes naturales. Son superiores a los naturales porque sus propiedades pueden ser adaptadas a aplicaciones específicas y pueden ser producidos en grandes cantidades.

Figura Nº 15: Disco de Diamante sintético.

ABRASIVOS NATURALES ARENA CIRCONIO CUARZO POLVO DE DIAMANTE PIEDRA PÓMEZ ÓXIDO DE HIERRO SILICATOS DE AL,MG,CO ARAGÓN- BONADER

ABRASIVOS ARTIFICIALES CARBURO DE BORO CARBURO DE SI OXIDO DE AL

GRANATE Página 8

Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicada. Yacimientos Minerales

Tabla Nº1- Ejemplos de abrasivos Naturales y Artificiales

Alto Grado ( Dureza > 8)

Diamante, Corindón, Esmeril, Granate

Bajo Grado ( Dureza < 8)

Cuarzo, Ceniza Volcánica, Diatomitas

Alto Grado ( Dureza >8)

Alúmina Fundida, Carburos de Boro, Silicio

Bajo Grado ( Dureza < 8)

Vidrio molido, Cal, Carbonato Cálcico reprecipitado, Negro de humo.

NATURALES

ARTIFICIALES

Tabla Nº2- Ejemplos de Abrasivos y su respectivo grado de dureza

BIBLIOGRAFIA http://www.angelfire.com/retro/chapa/abrasivos.htm https://natureduca.com/tecnologia-aplicada-los-abrasivos-02.php https://abrasivosmetalfix.com/blog/productos-abrasivos-tipos-y-usos/ Bateman A. M. (1982). Yacimientos minerales de rendimiento económico. Barcelona. Ediciones Omega Ministerio de Energía y Minería. (2017). Usos y aplicaciones de las rocas y minerales industriales. Año I, Vol. II. Argentina: Presidencia de la Nación.

ARAGÓN- BONADER

Página 9...