Đá mài là gì? Thành phần và vật liệu chế tạo đá mài

Đá mài là gì?

Đá mài là dụng cụ cắt gồm nhiều hạt mài có độ cứng cao được liên kết thành một khối. Khi đá quay và tiếp xúc với chi tiết, các hạt mài bóc đi những lớp vật liệu nhỏ để tạo hình và hoàn thiện bề mặt. Để hiểu đá mài làm bằng gì, cần xét ba thành phần chính gồm hạt mài, chất kết dính và lỗ rỗng. Sự kết hợp giữa các thành phần này quyết định khả năng cắt, thoát phoi, sinh nhiệt, độ nhám và tuổi thọ của các loại đá mài.

>> Máy mài phẳng DAE SAN dòng DGS-520HA phù hợp xưởng sản xuất theo lô cần bề mặt đồng đều và nhịp làm việc ổn định

Đá mài được cấu tạo từ những thành phần nào?

Khi xác định đá mài làm bằng gì hoặc đá mài làm từ gì, cần xem xét ba thành phần cơ bản gồm hạt mài, chất kết dính và lỗ rỗng. Một số loại đá mài còn có chất độn, vật liệu gia cường hoặc lõi đỡ tùy theo cấu tạo và phạm vi sử dụng.

Hạt mài

Hạt mài là thành phần trực tiếp bóc vật liệu khỏi bề mặt chi tiết. Mỗi hạt có nhiều cạnh cắt nhỏ và phải đáp ứng các yêu cầu về độ cứng, độ dai, khả năng chịu nhiệt và ổn định hóa học. Những vật liệu phổ biến gồm oxit nhôm, cacbua silic, nitrua bo lập phương và kim cương. Loại vật liệu và kích thước hạt ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất mài, độ nhám và mức độ mòn đá.

Chất kết dính

Chất kết dính có nhiệm vụ giữ và phân bố hạt mài trong toàn bộ cấu trúc đá. Khả năng giữ hạt của hệ liên kết quyết định cấp độ cứng của đá mài, không phải độ cứng của bản thân hạt mài. Khi hạt bị cùn và lực tác dụng đủ lớn, hạt có thể bị vi vỡ hoặc bong ra để các cạnh cắt mới tiếp tục làm việc. Các loại chất kết dính thường gặp gồm gốm, nhựa, cao su và kim loại.

Bột nhựa phenol–formaldehyde dùng làm chất kết dính cho đá mài nhựa

>> Máy mài phẳng tự động 3 trục thủy lực DAE SAN dòng DGS-1260A dành cho nhu cầu gia công mặt phẳng rất lớn trong sản xuất theo lô, ưu tiên độ ổn định và tính nhất quán giữa nhiều mẻ

Lỗ rỗng trong đá mài

Lỗ rỗng là khoảng trống nằm giữa hạt mài và chất kết dính. Chúng tạo không gian chứa phoi, hỗ trợ thoát phoi và giúp dung dịch làm nguội tiếp cận vùng gia công. Tỷ lệ lỗ rỗng phù hợp giúp hạn chế bít đá và giảm nhiệt khi mài. Tuy nhiên, cấu trúc quá thưa có thể làm giảm số lượng hạt tham gia cắt và khả năng duy trì hình dạng của đá.

Chất độn, vật liệu gia cường và lõi đá

Chất độn được bổ sung vào một số loại đá để điều chỉnh đặc tính của chất kết dính hoặc hỗ trợ quá trình mài. Lưới gia cường thường xuất hiện trong đá cắt và đá liên kết nhựa nhằm tăng khả năng chịu lực. Đá mài kim cương và đá mài nitrua bo lập phương có thể sử dụng lõi kim loại hoặc vật liệu nền khác, trên đó bố trí lớp hạt mài. Đây là các thành phần bổ sung, không phải mọi đá mài đều có.

Tỷ lệ và cách phân bố những thành phần trên tạo nên các thông số đá mài như độ hạt, cấp độ cứng và cấu trúc. Vì vậy, cách chọn đá mài cần dựa trên toàn bộ cấu tạo thay vì chỉ xem loại hạt mài hoặc kích thước bên ngoài.

>> Máy mài phẳng tự động DAE SAN dòng DGS-520 2S phù hợp xưởng cơ khí quy mô trung bình khá, chạy hàng theo lô với chi tiết phẳng nhỏ đến trung bình 

Đá mài làm bằng gì?

Đá mài được chế tạo từ hạt mài, chất kết dính và hệ thống lỗ rỗng. Trong đó, vật liệu hạt mài quyết định khả năng cắt và phạm vi gia công, còn chất kết dính ảnh hưởng đến khả năng giữ hạt, độ bền và khả năng duy trì hình dạng đá. Vì vậy, để xác định đá mài làm từ gì, cần xem xét đồng thời cả vật liệu hạt mài và vật liệu liên kết.

Oxit nhôm

Oxit nhôm có độ cứng cao, độ dai tương đối tốt và là vật liệu được sử dụng phổ biến trong các loại đá mài thông thường. Hạt oxit nhôm phù hợp để gia công thép cacbon, thép hợp kim, thép dụng cụ và nhiều vật liệu có độ bền kéo cao. Tùy thành phần, độ tinh khiết và phương pháp chế tạo, oxit nhôm có thể được điều chỉnh về độ dai, khả năng vi vỡ và khả năng duy trì cạnh cắt.

Cacbua silic

Cacbua silic cứng và sắc hơn oxit nhôm nhưng có độ dai thấp hơn nên hạt dễ vỡ khi chịu tải lớn. Vật liệu này thường được sử dụng để mài gang, kim loại màu, hợp kim cứng, gốm, thủy tinh và một số vật liệu phi kim. Cacbua silic không phải lựa chọn ưu tiên cho phần lớn các loại thép vì hạt có thể mòn nhanh và không duy trì hiệu quả cắt phù hợp.

Oxit nhôm gốm và oxit nhôm zirconi

Oxit nhôm gốm có cấu trúc vi tinh thể, cho phép hạt mài vi vỡ trong quá trình làm việc và liên tục hình thành các cạnh cắt mới. Loại hạt này phù hợp với các nguyên công cần năng suất bóc vật liệu cao, kiểm soát nhiệt tốt và tuổi thọ đá ổn định.

Oxit nhôm zirconi có độ dai cao, chịu được lực mài lớn và thường được sử dụng trong mài thô hoặc bóc lượng dư lớn. Khả năng làm việc của vật liệu phụ thuộc vào áp lực tiếp xúc và chế độ cắt khi mài; nếu tải quá thấp, hạt có thể không phát huy được cơ chế tự làm sắc.

Oxit nhôm gốm

Oxit nhôm zirconi

>> Máy mài phẳng kiểu cột DAE SAN dòng DGS-1670 2S mang thiết kế kiểu cột giúp gá đặt và kiểm tra chi tiết lớn thuận tiện, hợp các công đoạn hoàn thiện sau phay, tiện hoặc tôi nhiệt.

Nitrua bo lập phương

Nitrua bo lập phương là vật liệu mài siêu cứng, có khả năng chịu nhiệt và ổn định hóa học tốt khi gia công vật liệu chứa sắt. Đá mài sử dụng hạt nitrua bo lập phương thường được lựa chọn để mài thép đã tôi, thép dụng cụ, thép tốc độ cao và một số hợp kim chịu nhiệt. So với đá mài thông thường, loại đá này có khả năng duy trì hình dạng và tuổi thọ cao hơn nhưng yêu cầu máy, chế độ mài và phương pháp sửa đá phù hợp.

Kim cương cũng thuộc nhóm vật liệu mài siêu cứng, thường được dùng cho hợp kim cứng, gốm, thủy tinh, graphit và nhiều vật liệu phi kim. Tuy nhiên, đặc điểm và phạm vi sử dụng của đá mài kim cương cần được xem xét riêng theo vật liệu chi tiết.

Chất kết dính của đá mài được làm từ gì?

Chất kết dính của đá mài có thể được chế tạo từ nhiều nhóm vật liệu:

• Liên kết gốm: có độ cứng vững, khả năng chịu nhiệt và ổn định hình dạng tốt; được sử dụng phổ biến trong mài chính xác.
• Liên kết nhựa: có độ dai và khả năng chịu va đập tốt, phù hợp với nhiều nguyên công mài năng suất cao và đá cắt.
• Liên kết cao su: có độ đàn hồi cao hơn, thường dùng trong một số nguyên công hoàn thiện hoặc yêu cầu bề mặt đặc biệt.
• Liên kết kim loại: có khả năng giữ hạt và duy trì hình dạng tốt, thường gặp ở đá mài kim cương và đá mài nitrua bo lập phương.
• Liên kết mạ điện: sử dụng lớp kim loại, phổ biến là niken, để giữ một lớp hạt mài trên lõi đá.

Mỗi loại chất kết dính tạo ra khả năng giữ hạt, độ đàn hồi, độ bền nhiệt và khả năng sửa đá khác nhau. Đây là một trong những thông số đá mài cần kiểm tra trước khi sử dụng.

Thành phần đá mài ảnh hưởng thế nào đến khả năng gia công?

Vật liệu hạt mài quyết định khả năng tương thích với vật liệu chi tiết, còn độ hạt ảnh hưởng đến lượng bóc vật liệu và độ nhám bề mặt. Hạt thô thường tạo không gian chứa phoi lớn và phù hợp với mài thô; hạt mịn thường được chọn khi cần cải thiện độ nhám và kiểm soát kích thước.

Chất kết dính và cấu trúc đá ảnh hưởng đến khả năng giữ hạt, tự làm sắc, thoát phoi và truyền dung dịch làm nguội. Đá có cấu trúc hở hỗ trợ thoát phoi và giảm nguy cơ bít đá, trong khi cấu trúc đặc có nhiều hạt tham gia cắt hơn nhưng cần kiểm soát nhiệt và phoi chặt chẽ.

Khi xem xét thông số kỹ thuật của đá mài, cần đánh giá đồng thời vật liệu hạt, độ hạt, cấp độ cứng, cấu trúc và chất kết dính. Cách chọn đá mài phù hợp còn phụ thuộc vào vật liệu chi tiết, lượng dư, diện tích tiếp xúc, độ nhám yêu cầu, công suất máy và chế độ cắt khi mài.

>> Máy mài phẳng kiểu cột đôi DAE SAN dòng DGS-10150 2S phù hợp xưởng cần máy mài phẳng kiểu cột đôi để mài bề mặt rộng và chi tiết nặng trong sản xuất theo lô ở mức vừa

Đá mài được chế tạo như thế nào?

Quy trình chế tạo đá mài thay đổi theo vật liệu hạt, chất kết dính và mục đích sử dụng. Với đá mài liên kết thông thường, quá trình sản xuất gồm các bước chính sau:

1. Lựa chọn nguyên liệu: Nhà sản xuất xác định loại hạt mài, độ hạt, chất kết dính, chất độn và chất tạo lỗ rỗng. Việc lựa chọn đá mài làm từ gì phụ thuộc vào vật liệu cần gia công, lượng bóc vật liệu, độ nhám và tốc độ làm việc dự kiến.
2. Cân định lượng và phối trộn: Hạt mài được trộn đều với chất kết dính và các thành phần bổ sung theo tỷ lệ xác định. Tỷ lệ phối trộn ảnh hưởng đến cấp độ cứng, cấu trúc, độ bền và khả năng thoát phoi của đá.
3. Tạo hình: Hỗn hợp được đưa vào khuôn và ép thành hình dạng yêu cầu. Lực ép và mật độ phân bố vật liệu phải được kiểm soát để đá có cấu trúc đồng đều. Lưới gia cường hoặc lõi đá có thể được lắp trong công đoạn này tùy loại sản phẩm.
4. Tạo liên kết: Đá liên kết gốm được nung để tạo cấu trúc liên kết bền vững. Đá liên kết nhựa được đóng rắn bằng nhiệt, còn đá liên kết cao su phải trải qua quá trình lưu hóa. Đối với đá liên kết kim loại, lớp hạt mài có thể được thiêu kết hoặc tạo bằng phương pháp mạ điện. Vì vậy, không phải tất cả các loại đá mài đều sử dụng cùng một phương pháp chế tạo.
5. Gia công hoàn thiện: Sau khi liên kết ổn định, đá được gia công đường kính ngoài, chiều dày, lỗ lắp và các bề mặt cần thiết. Đá cũng được kiểm tra và hiệu chỉnh độ đồng tâm, hình dạng và độ cân bằng để hạn chế rung động khi quay.
6. Kiểm tra và ghi thông số: Sản phẩm hoàn thiện được kiểm tra kích thước, khuyết tật, độ cân bằng và độ bền quay theo yêu cầu áp dụng. Ký hiệu đá mài sau đó được ghi trên nhãn, gồm những thông tin như vật liệu hạt, độ hạt, cấp độ cứng, cấu trúc, chất kết dính, kích thước và tốc độ làm việc tối đa.

Các công đoạn trên quyết định trực tiếp thông số kỹ thuật của đá mài và mức độ an toàn khi sử dụng. Vì vậy, cách chọn đá mài không chỉ dựa vào kích thước mà còn phải đối chiếu đúng vật liệu, ký hiệu và tốc độ cho phép với máy mài và nguyên công thực tế.

Đá mài kim cương là gì?

Đá mài kim cương là dụng cụ mài siêu cứng sử dụng hạt kim cương tự nhiên hoặc tổng hợp làm vật liệu cắt. Hạt kim cương không tạo thành toàn bộ thân đá mà thường được phân bố trong một lớp làm việc, sau đó liên kết với lõi bằng nhựa, kim loại, gốm hoặc lớp kim loại mạ điện. Cấu tạo này giúp đá duy trì khả năng cắt và hình dạng trong thời gian dài.

Đá mài kim cương thường được sử dụng để gia công:

• Hợp kim cứng.
• Gốm kỹ thuật.
• Thủy tinh và vật liệu quang học.
• Graphit và ferit.
• Đá tự nhiên, vật liệu bán dẫn và một số vật liệu tổng hợp.

Mặc dù kim cương có độ cứng rất cao, loại đá này thường không được ưu tiên để mài thép và nhiều hợp kim chứa sắt. Ở nhiệt độ mài cao, cacbon trong kim cương có thể tương tác và khuếch tán vào sắt, làm hạt mài bị mòn nhanh. Khi gia công thép đã tôi, thép dụng cụ hoặc thép tốc độ cao, đá mài nitrua bo lập phương thường phù hợp hơn.

Đá mài kim cương liên kết nhựa dùng trên máy mài dụng cụ CNC

>> Máy mài phẳng CNC DAE SAN DGS-850CNC là lựa chọn phù hợp cho xưởng quy mô trung bình đến lớn thường xuyên mài đế khuôn, tấm đế, bàn gá và các chi tiết khổ lớn, yêu cầu độ phẳng ổn định giữa nhiều ca sản xuất

Đá mài dầu là gì?

Đá mài dầu là loại đá mài hoặc đá rà thường được sử dụng cùng một lớp dầu bôi trơn mỏng để mài sắc dụng cụ, sửa ba via, hoàn thiện khuôn và xử lý các bề mặt nhỏ. Loại đá này có thể được làm từ oxit nhôm, cacbua silic hoặc vật liệu mài tự nhiên, với nhiều cấp độ hạt và hình dạng khác nhau.

Dầu mài giúp giảm ma sát, cuốn mạt kim loại và hạt mài bong ra khỏi vùng tiếp xúc, đồng thời hạn chế lỗ rỗng trên bề mặt đá bị bít kín. Nhờ đó, đá duy trì khả năng cắt và tạo bề mặt ổn định hơn. Nên sử dụng dầu chuyên dụng theo hướng dẫn của nhà sản xuất, không tùy tiện dùng dầu động cơ hoặc dầu ăn vì độ nhớt và phụ gia có thể không phù hợp.

Đá mài dầu thường có dạng thanh, phiến hoặc khối và được sử dụng bằng tay hoặc dụng cụ hỗ trợ ở tốc độ thấp. Cách chọn đá mài cần dựa vào vật liệu chi tiết, lượng kim loại cần loại bỏ, độ hạt và yêu cầu hoàn thiện bề mặt.

Đá mài dầu Norton dạng thanh chữ nhật

Cách chọn đá mài theo điều kiện gia công

Cách chọn đá mài phải dựa trên vật liệu chi tiết, lượng dư, yêu cầu bề mặt, phương pháp mài và khả năng của máy. Không nên lựa chọn chỉ theo đường kính hoặc độ hạt vì mỗi thông số đá mài đều ảnh hưởng đến khả năng cắt, nhiệt độ và tuổi thọ dụng cụ.

1. Xác định vật liệu chi tiết: Đá oxit nhôm thường phù hợp với thép và vật liệu có độ bền kéo cao. Đá cacbua silic được dùng cho gang, kim loại màu và nhiều vật liệu phi kim. Đá mài kim cương phù hợp với hợp kim cứng, gốm, thủy tinh và graphit, còn đá nitrua bo lập phương thường được chọn khi mài thép đã tôi và thép dụng cụ.
2. Xác định nguyên công mài: Cần phân biệt mài thô, mài tinh, mài phẳng, mài tròn, mài định hình hoặc cắt đứt. Mài thô yêu cầu khả năng bóc vật liệu và thoát phoi tốt, trong khi mài tinh ưu tiên kiểm soát kích thước, độ nhám và khả năng duy trì hình dạng đá.
3. Lựa chọn độ hạt: Hạt thô tạo khoảng trống chứa phoi lớn và phù hợp với lượng dư lớn. Hạt mịn tạo nhiều cạnh cắt trên vùng tiếp xúc, thường được lựa chọn khi cần bề mặt nhẵn và lượng bóc vật liệu nhỏ. Tuy nhiên, sử dụng hạt quá mịn trong điều kiện thoát phoi kém có thể làm đá nhanh bị bít và tăng nhiệt.
4. Lựa chọn cấp độ cứng: Cấp độ cứng thể hiện khả năng giữ hạt của chất kết dính, không phải độ cứng của bản thân hạt mài. Theo nguyên tắc chung, vật liệu chi tiết càng cứng thì nên cân nhắc đá có cấp độ mềm hơn để hạt cùn dễ được loại bỏ. Với vật liệu mềm, đá cứng hơn có thể giúp hạn chế hạt còn sắc bị bong sớm. Việc lựa chọn còn phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và chế độ cắt khi mài.
5. Lựa chọn cấu trúc đá: Cấu trúc hở tạo nhiều không gian chứa phoi, hỗ trợ dung dịch làm nguội và phù hợp với vùng tiếp xúc lớn hoặc vật liệu dễ gây bít đá. Cấu trúc đặc có nhiều hạt tham gia cắt hơn, giúp kiểm soát bề mặt và hình dạng trong một số nguyên công mài tinh.
6. Lựa chọn chất kết dính: Liên kết gốm phù hợp với nhiều nguyên công mài chính xác và dễ sửa đá. Liên kết nhựa có độ dai và khả năng chịu va đập tốt, thường dùng cho mài năng suất cao hoặc cắt đứt. Liên kết kim loại và mạ điện thường được sử dụng với đá mài kim cương hoặc đá nitrua bo lập phương khi cần duy trì hình dạng và giữ hạt chắc.
7. Đối chiếu với máy mài: Phải kiểm tra đường kính ngoài, chiều dày, đường kính lỗ, hình dạng đá và phương pháp lắp. Tốc độ quay của máy không được làm đá vượt quá tốc độ làm việc tối đa do nhà sản xuất quy định. Công suất, độ cứng vững, mặt bích, tấm chắn bảo vệ và khả năng cấp dung dịch làm nguội cũng phải phù hợp.
8. Kiểm tra ký hiệu và tình trạng đá: Cách đọc ký hiệu trên đá mài cần bao quát vật liệu hạt, độ hạt, cấp độ cứng, cấu trúc, chất kết dính, kích thước và tốc độ tối đa. Không sử dụng đá có vết nứt, sứt mẻ hoặc thông tin nhận dạng không rõ ràng. Việc lắp đặt và kiểm tra phải tuân theo hướng dẫn an toàn của nhà sản xuất máy và đá.
9. Thiết lập điều kiện làm việc: Sau khi chọn đúng thông số kỹ thuật của đá mài, cần thiết lập tốc độ đá, tốc độ chi tiết hoặc bàn máy, lượng chạy dao, chiều sâu mài, phương pháp sửa đá và dung dịch làm nguội. Chế độ cắt khi mài không phù hợp vẫn có thể gây rung, cháy bề mặt, bít đá hoặc mòn đá nhanh dù đã chọn đúng vật liệu hạt.

Cách chọn đá mài hiệu quả là đối chiếu đồng thời toàn bộ các yếu tố trên. Nếu chưa có dữ liệu gia công thực tế, nên bắt đầu từ khuyến nghị của nhà sản xuất rồi điều chỉnh từng thông số trong giới hạn cho phép dựa trên tình trạng bề mặt, nhiệt độ, lực mài và mức độ mòn đá.

Lựa chọn đá mài phù hợp để bảo đảm hiệu quả gia công

Đá mài được cấu tạo từ hạt mài, chất kết dính và lỗ rỗng, trong đó mỗi thành phần đều ảnh hưởng đến khả năng cắt, thoát phoi, độ nhám và tuổi thọ đá. Vì vậy, ngoài việc xác định đá mài làm bằng gì, doanh nghiệp cần kiểm tra vật liệu chi tiết, độ hạt, cấp độ cứng, cấu trúc, chất kết dính, kích thước và tốc độ cho phép. Cách chọn đá mài đúng phải đi kèm chế độ cắt khi mài phù hợp để hạn chế rung động, bít đá, cháy bề mặt và sai lệch kích thước.

Liên hệ ngay Công ty Cổ phần Thương mại và Công nghệ Á Châu để được tư vấn lựa chọn máy mài phẳng và giải pháp gia công phù hợp với kích thước chi tiết, độ chính xác, độ nhám và sản lượng thực tế của nhà xưởng.

Hà Nội: 0912 002 160 – 083 602 9594

Hồ Chí Minh: 097 958 0571 – 098 858 9709

Chúng tôi cam kết mang đến sản phẩm chính hãng, dịch vụ chuyên nghiệp và giải pháp tối ưu giúp khách hàng nâng cao hiệu quả sản xuất.