Bột nhôm, tức là, bột nhôm oxit (Al₂O₃). Các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời của nó khiến nó trở thành lựa chọn không thể thay thế trong các quy trình mài mòn và đánh bóng. Nó tự hào có độ cứng cao (9 trên thang Mohs, chỉ đứng sau một số ít vật liệu như kim cương). Nó cũng có khả năng chống mài mòn tuyệt vời và các đặc tính hóa học ổn định. Nó chống lại axit, kiềm và oxy hóa ngay cả ở nhiệt độ cao. Kích thước hạt của nó có thể được kiểm soát chính xác. Những ưu điểm này làm cho nó phù hợp với mọi giai đoạn xử lý — từ mài thô đến đánh bóng siêu chính xác. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm kim loại, gốm sứ, thủy tinh và chất bán dẫn.
Ứng dụng trong lĩnh vực mài mòn
Chất mài mòn là vật liệu được sử dụng cho nghiền, mài và đánh bóng. Chúng loại bỏ vật liệu bề mặt một cách cơ học để cải thiện hình dạng và độ hoàn thiện bề mặt. Nhờ hiệu suất vượt trội tổng thể, bột nhôm đã trở thành một trong những chất mài mòn phổ biến nhất.
Nó chủ yếu được sử dụng làm vật liệu mài mòn liên kết, vật liệu mài mòn phủ và vật liệu mài mòn rời.
Chất mài mòn liên kết
Vật liệu mài liên kết là dụng cụ được chế tạo bằng cách trộn bột nhôm oxit với chất kết dính (như gốm, nhựa hoặc cao su), sau đó trải qua quá trình tạo hình và đóng rắn để tạo ra dụng cụ có hình dạng và độ bền cụ thể. Ví dụ phổ biến bao gồm đá mài, điểm gắn và đĩa mài.
Đá mài
Đây là những loại vật liệu mài mòn liên kết được sử dụng rộng rãi nhất. Bột nhôm oxit hạt thô (8–60 mesh) được sử dụng để mài thô các chi tiết đúc và rèn. Nó nhanh chóng loại bỏ các vảy oxit, gờ và vật liệu thừa. Sản phẩm này lý tưởng để định hình khối động cơ và bệ máy công cụ. Bánh mài hạt trung bình (80–180 mesh) được sử dụng để mài bán tinh để tinh chỉnh bề mặt và chuẩn bị cho gia công tinh. Một ứng dụng điển hình là mài ngoài các con lăn ổ trục.
Điểm gắn và đĩa mài
Các điểm gắn nhỏ thường sử dụng bột nhôm oxit có hạt trung bình đến mịn và thích hợp để mài cục bộ khuôn, khoang và các bề mặt cong phức tạp.
Mặt khác, đĩa mài được sử dụng rộng rãi để loại bỏ bavia trên tấm kim loại và ống hoặc làm sạch mối hàn. Nhờ khả năng chống mài mòn cao của bột alumina, các đĩa này có thể duy trì hiệu suất mài ổn định trong thời gian vận hành dài.
Vật liệu mài mòn phủ
Vật liệu mài mòn phủ được tạo ra bằng cách phủ bột nhôm oxit có chất kết dính lên bề mặt vật liệu như giấy, vải hoặc vải không dệt. Các sản phẩm điển hình bao gồm giấy nhám, vải mài mòn và đai mài mòn.
Giấy nhám và vải mài mòn
Giấy nhám, thường được làm trên nền giấy, sử dụng bột nhôm oxit mịn (ví dụ: lưới 240–600) và được dùng để chà nhám bề mặt vật liệu gỗ, nhựa và kim loại. Ví dụ, trong sản xuất đồ nội thất, giấy nhám được sử dụng để làm mịn bề mặt gỗ trước khi sơn lót.
Vải mài mòn, sử dụng vải làm vật liệu nền, có độ bền cao hơn và thường sử dụng hạt nhôm oxit từ trung bình đến thô để loại bỏ rỉ sét và làm sạch cặn trên kim loại—chẳng hạn như xử lý bề mặt trước của các kết cấu thép.
Đai mài mòn
Đai mài mòn là dụng cụ mài mòn được phủ lớp phủ hiệu quả cao, có thể tùy chỉnh bằng cách điều chỉnh kích thước hạt bột nhôm để đạt được độ chính xác gia công khác nhau.
Băng tải rộng được sử dụng để mài liên tục vật liệu dạng tấm hoặc cuộn, chẳng hạn như hoàn thiện bề mặt tấm thép không gỉ. Băng tải hẹp phù hợp để mài ngoài trục và thanh, mang lại độ đồng nhất bề mặt tốt hơn và cải thiện tính đồng nhất cũng như hiệu quả mài.
Chất mài mòn rời
Vật liệu mài mòn rời là các hạt bột nhôm không liên kết hoặc không tráng phủ được sử dụng trong các quy trình như phun cát và mài.
Phun cát
Bột nhôm oxit hạt thô được đẩy ở tốc độ cao bằng khí nén để làm sạch bề mặt chi tiết gia công, loại bỏ rỉ sét, dầu mỡ và lớp phủ cũ. Quá trình này cũng tạo ra độ nhám bề mặt mong muốn để tăng cường độ bám dính của lớp phủ.
Nó được sử dụng rộng rãi để chuẩn bị bề mặt trong đóng tàu, xây dựng cầu và sản xuất linh kiện máy móc.
Lapping
Trong quá trình mài, bột nhôm oxit hạt trung bình đến mịn được trộn với dung dịch mài để tạo thành hỗn hợp sệt. Hỗn hợp sệt này sau đó được đưa vào giữa tấm mài đang quay và phôi để loại bỏ vật liệu.
Ví dụ, trong quá trình hoàn thiện bánh răng hộp số ô tô, mài bột nhôm có thể cải thiện độ chính xác và độ nhẵn của bề mặt răng, do đó giảm tiếng ồn khi vận hành.
Ứng dụng trong lĩnh vực đánh bóng
Đánh bóng kim loại
Các vật liệu kim loại như thép không gỉ, hợp kim nhôm và hợp kim đồng thường giữ lại các vết xước nhỏ sau khi mài, phải loại bỏ bằng cách đánh bóng để tăng vẻ ngoài và hiệu suất.
Đánh bóng thô
Bột nhôm oxit kích thước micron (5–10 μm) được điều chế thành dạng sệt hoặc hỗn hợp đánh bóng, được bôi bằng bánh xe vải hoặc sisal. Bước này loại bỏ vết mài mòn và làm phẳng bề mặt—ví dụ, trong quá trình đánh bóng sơ bộ đồ dùng nhà bếp bằng thép không gỉ.
Đánh bóng tinh xảo
Sử dụng bột nhôm oxit mịn hơn (1–3 μm) có độ tinh khiết cao và sử dụng các công cụ mềm như bánh xe len để giảm độ nhám bề mặt và tạo ra bề mặt sáng bóng như gương.
Quá trình này thường được sử dụng cho các phụ kiện phòng tắm cao cấp và vỏ dụng cụ chính xác.
Đánh bóng quang học
Các thành phần quang học như thấu kính, lăng kính và kính quang học đòi hỏi chất lượng bề mặt cực kỳ cao. Ngay cả những vết xước nhỏ hoặc bề mặt không bằng phẳng cũng có thể ảnh hưởng đến độ truyền sáng và độ chính xác của hình ảnh.
Bột nhôm siêu mịn có độ tinh khiết cao (trên 99%)—với kích thước hạt dưới 0,5 μm—là vật liệu chính để đánh bóng quang học.
Trong quá trình này, các hạt nhôm oxit tương tác với bề mặt kính quang học thông qua quá trình cắt vi mô và ma sát, dần dần loại bỏ lớp khuyết tật.
Ví dụ, trong quá trình sản xuất ống kính máy ảnh và kính viễn vọng, cần nhiều bước đánh bóng dựa trên alumina để đạt được độ chính xác bề mặt và khả năng truyền sáng vượt trội.
Đánh bóng chất bán dẫn
Ngành công nghiệp bán dẫn đòi hỏi độ phẳng và độ sạch bề mặt đặc biệt. Bột nhôm được sử dụng rộng rãi trong quy trình đánh bóng wafer.
Trong quá trình làm mỏng mặt sau và đánh bóng mặt trước của wafer, bùn nhôm siêu mịn sẽ loại bỏ các lớp hư hỏng và chất gây ô nhiễm để cải thiện độ phẳng bề mặt.
Đặc biệt trong giai đoạn đánh bóng thô của các tấm silicon, bột nhôm oxit - với độ cứng và hiệu quả cắt cân bằng - có tác dụng hiệu chỉnh độ phẳng toàn diện một cách hiệu quả, tạo nền tảng cho quá trình đánh bóng cơ học hóa học (CMP) tiếp theo.
Phần kết luận
Với sự kết hợp vượt trội của các tính chất, bột nhôm tiếp tục đóng vai trò trung tâm trong lĩnh vực mài mòn và đánh bóng.
Từ các ngành công nghiệp nặng truyền thống đến sản xuất chính xác tiên tiến, phạm vi ứng dụng của nó không ngừng mở rộng.
Khi công nghệ xử lý vật liệu và công nghệ bề mặt phát triển, bột nhôm dự kiến sẽ trở thành vật liệu quan trọng hơn nữa trong các ứng dụng cao cấp mới nổi và các quy trình sản xuất quan trọng.
