Medio de lapeado de micropolvo de carburo de silicio verde

El polvo de lapeado de carburo de silicio (SiC) verde  es un abrasivo de ingeniería compuesto por partículas de carburo de silicio alfa de alta pureza, de tamaño micrométrico o submicrométrico. Su distintivo color verde se debe a las impurezas de aluminio presentes durante la síntesis.

Propiedades clave:

• Dureza extrema (9,5 en la escala de Mohs):   lo que lo hace ideal para materiales duros.

• Fractura afilada y quebradiza:  produce bordes de corte nuevos y agudos que mejoran las tasas de remoción de material.

• Alta conductividad térmica:  disipa el calor de manera eficiente, minimizando el daño térmico de la pieza de trabajo.

• Inercia química:  Resiste la reacción con la mayoría de las piezas de trabajo y refrigerantes, preservando la integridad del material.

• Geometría de partículas controlada:  diseñada para una acción de corte consistente y predecible.

2. Proceso de fabricación

1. Síntesis en horno Acheson:  La arena de cuarzo de alta pureza y el coque de petróleo se calientan a ~2200 °C en un horno de resistencia eléctrica, formando cristales de SiC.

2. Trituración y molienda:  Los cristales grandes se trituran y muelen hasta obtener un polvo grueso.

3. Clasificación de precisión:  Paso crítico que utiliza  hidroclasificación  (para una distribución de tamaño más estrecha) o clasificación por aire.

4. Purificación química:  El lavado ácido (HCl/HF) elimina impurezas metálicas (hierro, aluminio) y contaminantes de la superficie.

5. Deshidratación y secado:  La pulpa lavada se filtra y se seca.

6. Cribado final y envasado:  garantiza la ausencia de aglomerados; envasado por grado de tamaño de partícula.

3. Especificaciones técnicas

A. Estándares de tamaño de partículas:

• Norma FEPA/ISO:  Designados como grados «F» (p. ej., F400, F600, F1200). Los números más altos indican partículas más finas.

• Norma JIS/China:  Serie «W» (p. ej., W40, W14, W7, W2.5, W0.5). Los números indican el diámetro aproximado de las partículas en micras.

• Rango típico:  Grueso (W40-W14) → Medio (W10-W5) → Fino (W3,5-W1) → Ultrafino (W0,5 y menos).

B. Parámetros críticos:

• Distribución de tamaño estrecha:  esencial para superficies sin rayones; elimina partículas de gran tamaño.

• Alta pureza (>99 % SiC):  el bajo contenido de hierro (<0,2 %) evita las manchas y la contaminación.

• Morfología controlada:  Se prefieren formas angulares y en forma de bloques para superponer.

4. Aplicaciones principales

5. Metodología de lapeado

A. Preparación de la lechada:

• Mezcle el polvo con el fluido portador (agua, glicol o aceites especializados) a una concentración del 10 al 30 % en peso.

• Aditivos: Dispersantes (poliacrilato de sodio), estabilizadores de pH (KOH), inhibidores de corrosión.

• Dispersión ultrasónica recomendada para grados ultrafinos para evitar la aglomeración.

B. Equipos y procesos:

• Máquinas:  Lapeadoras de una y dos caras, sistemas planetarios, máquinas de abrasivo libre.

• Placas de lapeado:  generalmente de hierro fundido, estaño o cobre para materiales duros; placas más blandas para trabajos delicados.

• Parámetros:  Presión (10-50 kPa), velocidad de rotación (30-120 rpm), caudal de pulpa, control de temperatura.

• Posprocesamiento:  Una limpieza exhaustiva (ultrasónica + surfactante) es fundamental para eliminar el abrasivo incrustado.

6. Análisis comparativo con alternativas