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Composición y propiedades de los materiales abrasivos

os materiales utilizados para fabricar abrasivos se pueden clasificar como naturales y sintéticos. Los abrasivos naturales para esmerilar incluyen el diamante y el corindón, que se producen en depósitos minerales que pueden ser extraídos y procesados para su uso con poca alteración.

Los abrasivos sintéticos, por el contrario, son productos que requieren un considerable procesamiento, y en el que intervienen variadas materias primas o precursores químicos, en los que se incluyen el carburo de silicio, el diamante sintético y alúmina (una forma sintética de corindón).

Abrasivos naturales

La mayoría de los abrasivos naturales han sido sustituidos por materiales sintéticos, ya que casi todas las aplicaciones industriales demandan abrasivos con propiedades consistentes y precisas. Con la excepción de los diamantes naturales, la mayoría de los abrasivos presentes en la naturaleza son muy variables en sus propiedades.

Silicatos utilizados en la fabricación de esmeriles sintéticos

Una de las propiedades importantes para que un material pueda ser utilizado como abrasivo sobre otro material es la dureza. Es decir, el abrasivo debe ser más duro que el material el cual debe moler, pulir o devastar.

La dureza de los diferentes materiales abrasivos se pueden medir en una serie de escalas, incluyendo la prueba de dureza de Mohs, la prueba de dureza Knoop, y la prueba de dureza Vickers. La escala de Mohs, descrita por primera vez en 1812, mide la resistencia a la penetración, a juzgar por el cual un material puede rayar a otro. Esta escala, que asigna números a los minerales naturales, ha sido ampliamente aceptada y es usada por los mineralogistas.

La prueba de Knoop y Vickers miden la dureza en base a valorar la profundidad de las marcas realizadas sobre un mineral mediante una punta de diamante. La prueba de Vickers fue diseñada principalmente para los metales; utiliza como elemento penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular.

Las características de dureza o resistencia del cuerpo también son importantes para la función de un abrasivo. Lo ideal sería que el borde de una sola partícula abrasiva al descomponerse por efecto del trabajo, expusiera otro borde dentro de la misma partícula. En los abrasivos sintéticos es posible alcanzar cierto grado de control sobre esta propiedad, mediante la variación de la forma o tamaño del grano durante la operación de aplastamiento, haciendo cambios en la pureza de los abrasivos de aleación, y mediante el control de la estructura cristalina dentro de los granos abrasivos. Así, los abrasivos se pueden desarrollar para cumplir con las condiciones de funcionamiento que se precisan en una gran variedad de aplicaciones.

Fabricación de formas útiles: Preparación y tamaño

Todos los abrasivos, con la excepción de los finos polvos de talco, deben ser aplastados para obtener el tamaño de partícula que requiere su uso. Los tamaños varían según el uso, por ejemplo pueden medir desde 6 milímetros (1/4 de pulgada) de diámetro, hasta los 6 micrones (0,00024 pulgadas) o alrededor de una décima parte del grosor de un cabello humano. En algunos casos incluso se requiere un polvo aún más fino, por ejemplo cuando se necesita pulir arañazos en superficies de las lentes ópticas de alta calidad y los espejos de los telescopios de alta potencia.

Para los tamaños más gruesos el grano triturado se mide por una serie de pantallas de prueba según lo establecido en la mayoría de los países por las normas gubernamentales. Para los tamaños de granos finos, la medida se realiza generalmente tomando el valor durante una prueba de sedimentación.

Los métodos de trituración tienen un efecto significativo en la acción de corte y la fuerza de los granos abrasivos. Las fuertes presiones de aplastamiento, por ejemplo, tienden a crear granos astillados. Estos penetran fácilmente limando el material a un ritmo acelerado, y sus bordes de corte se descomponen fácilmente para el afilado. Esta forma es necesaria en muchos productos abrasivos revestidos.

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