Quale granulometria è più adatta per i dischi abrasivi per metalli?

Come la dimensione della grana influenza le prestazioni dei dischi abrasivi per la rettifica di metalli

Velocità di taglio, finitura superficiale (Ra/RMS) e sensibilità alla pressione nelle diverse fasce di grana

La dimensione delle particelle abrasive determina effettivamente l'efficacia di un disco abrasivo durante il taglio di superfici metalliche. Gli abrasivi grossolani, con granulometria compresa tra 24 e 36, presentano grani abrasivi di grandi dimensioni che asportano rapidamente una notevole quantità di materiale, rendendoli ideali per operazioni in cui è necessario rimuovere strati spessi di metallo, ad esempio per eliminare saldature o eseguire lavorazioni preliminari di sagomatura. Tuttavia, anche in questo caso vi è un limite: tali dischi a grana grossolana lasciano finiture piuttosto ruvide, generalmente superiori a 125 micron Ra, e reagiscono negativamente all’applicazione di una pressione eccessiva durante il funzionamento. Se l’operatore esercita una forza troppo elevata, il disco si usura più rapidamente e potrebbe danneggiare il pezzo in lavorazione o causare un indesiderato accumulo di calore. Gli abrasivi di media granulometria, compresi tra 40 e 60, rappresentano un buon compromesso, consentendo un’asportazione di materiale ancora soddisfacente mentre migliorano la finitura fino a un intervallo compreso tra circa 60 e 125 micron Ra. Ciò che rende questi dischi particolarmente utili è la loro maggiore tolleranza rispetto ai dischi a grana grossolana nei confronti di diversi livelli di esperienza dell’operatore. Per quanto riguarda gli abrasivi fini, con granulometria compresa tra 80 e 120, la qualità della finitura ha la priorità rispetto alla velocità di taglio. Questi grani più piccoli producono regolarmente superfici con valori inferiori a 60 micron Ra, anche se l’operatore dovrà effettuare più passaggi sulla stessa area, poiché la loro capacità di asportazione del materiale è meno aggressiva. Per ottenere i migliori risultati con questi abrasivi più fini, secondo la maggior parte dei tecnici esperti, è consigliabile applicare una pressione delicata ma costante durante tutto il processo di rettifica.

Perché i numeri più bassi di granulometria rimuovono più materiale—ma non sempre in modo più efficiente

Le granulometrie grossolane, come quelle da 24 a 36, rimuovono effettivamente il materiale più rapidamente a prima vista, ma in realtà diventano meno efficienti nel tempo se utilizzate per periodi prolungati. Le particelle abrasive più grandi tendono a degradarsi più velocemente quando esposte a calore e pressione, il che significa che queste mole risultano meno durature rispetto alle opzioni a granulometria media, secondo le osservazioni più comuni sul campo. La durata delle mole diminuisce di circa il 30%–40% rispetto a quella ottenibile con le granulometrie medie. Ciò che è ancora peggiore è che i profondi graffi lasciati dalle granulometrie grossolane richiedono quasi sempre un ulteriore ciclo di lucidatura, operazione che può facilmente assorbire un quarto aggiuntivo del tempo totale di lavorazione. I dischi a granulometria media compresa tra 40 e 60 offrono prestazioni migliori per lavorazioni continue su materiali come l’acciaio inossidabile o la ghisa, poiché si intasano o vetrificano molto più lentamente. In sintesi? Optare per la granulometria più ruvida disponibile potrebbe sembrare veloce all’inizio, ma raramente risulta conveniente se si considera l’intero quadro dei costi e dei tempi di consegna. L’efficienza reale deriva dalla scelta della granulometria appropriata per l’intera lavorazione, non semplicemente dalla velocità iniziale di taglio.

Selezione della dimensione ottimale dell'abrasivo in base al tipo di metallo per le mole abrasive

Acciaio inossidabile e ghisa: abrasivo medio (36–60) per equilibrio e resistenza all'intasamento

Le granulometrie comprese tra 36 e 60 sono diventate la scelta quasi esclusiva per lavorare su acciaio inossidabile e ghisa. Queste granulometrie medie offrono un buon compromesso tra rimozione di materiale e ottenimento di finiture superficiali soddisfacenti, nell’ordine di 40–60 micro-pollici Ra. Inoltre, resistono meglio al cosiddetto «caricamento», ovvero l’intasamento dell’abrasivo da parte di quelle particelle metalliche appiccicose che tendono a ostruire la superficie durante le operazioni di rettifica. Gli abrasivi in ossido di zirconio-allumina eccellono particolarmente in questo intervallo, poiché continuano a tagliare anche sotto carico, grazie al loro meccanismo di usura che espone costantemente nuovi spigoli taglienti. Scendere al di sotto della granulometria 36 comporta problemi come un’eccessiva generazione di calore, che può deformare le superfici o causare microfessurazioni. D’altra parte, utilizzare granulometrie superiori a 60 rallenta semplicemente l’operazione e provoca la «vitrificazione» della mola, senza apportare significativi miglioramenti nella qualità della finitura nelle fasi iniziali di rettifica. Un ulteriore vantaggio importante è che le granulometrie medie contribuiscono a prevenire il fenomeno dell’indurimento superficiale nei pezzi in acciaio inossidabile, aspetto di grande rilevanza per preservare le corrette proprietà di protezione contro la corrosione nei componenti finiti.

Acciaio dolce e alluminio: quando i granuli dei dischi di smerigliatura grossolani (24–36) o fini (80–120) eccellono

Quando si lavora con acciaio dolce, utilizzare grane estreme ha senso. Dischi grossolani con grana compresa tra 24 e 36 danno ottimi risultati per operazioni di rapida rimozione materiale, come la sgrossatura delle saldature. D’altra parte, grane fini comprese tra 80 e 120 producono quelle superfici lisce e uniformi necessarie prima dell’applicazione di vernici o altri rivestimenti. Con l’alluminio, però, la situazione diventa più complessa. Le stesse grane grossolane (24–36) contenenti ossido di alluminio resistono meglio ai fenomeni di intasamento durante le sessioni di smerigliatura intensiva, purché si tratti di pezzi più spessi. Per quanto riguarda invece i fogli sottili di alluminio, l’uso di tali grane grossolane comporta il rischio di deformare il metallo; pertanto, la maggior parte degli operatori esperti passa immediatamente a una grana pari a 60 o più fine. Per ottenere una finitura perfetta, priva di graffi — particolarmente importante nella preparazione delle superfici per l’anodizzazione o per preservare l’aspetto estetico — diventa assolutamente necessario ricorrere a grane comprese tra 80 e 120. I dati del settore rivelano inoltre un aspetto interessante relativo ai problemi legati alla smerigliatura dell’alluminio: circa il 60 percento di tutti i difetti — tra cui striature, bruciature e finiture irregolari — è causato direttamente dalla scelta di una grana di dimensione inadeguata. Per evitare questi inconvenienti, è opportuno combinare grane più fini con una pressione manuale più leggera e assicurarsi che vi sia un raffreddamento adeguato durante tutto il processo, al fine di prevenire le striature termiche.

Fattori critici non legati all'abrasivo che influenzano l'efficacia del disco abrasivo

Durezza del legante e tipo di grana—come interagiscono con la dimensione dell'abrasivo sui metalli

La granulometria ci fornisce un punto di partenza per comprendere le prestazioni previste da un disco abrasivo, ma ciò che davvero conta è come la durezza del legante interagisce con il tipo di grana per ottenere effettivamente i risultati desiderati. L'agente legante deve possedere un grado di rigidità perfettamente bilanciato. Se è troppo morbido, i granuli si staccano troppo precocemente, causando spreco di materiale abrasivo e problemi di sicurezza. Viceversa, se è eccessivamente rigido, il disco non riesce a autopulirsi correttamente durante il funzionamento, generando inconvenienti quali surriscaldamento, vetrificazione della superficie e, in ultima analisi, l’arresto completo del processo di taglio. Anche la scelta del tipo di grana fa una grande differenza. Prendiamo ad esempio l’ossido di alluminio, comunemente impiegato nei dischi con granulometria compresa tra 24 e 60. Questo materiale si consuma in modo prevedibile, garantendo quindi una rimozione costante del materiale quando si lavorano superfici in acciaio inossidabile. Al contrario, l’allumina-zirconia risulta più efficace per applicazioni a grana più grossolana, con granulometrie comprese tra 36 e 80. Questo materiale resiste molto meglio alle sollecitazioni elevate e mantiene un’efficienza di taglio elevata per periodi più prolungati. Una ricerca pubblicata nel 2023 ha dimostrato che, quando i produttori ottimizzano la combinazione tra legante e grana, registrano un miglioramento del circa 19% nella quantità di materiale rimosso nel tempo rispetto ai dischi in cui tali componenti non sono adeguatamente abbinati. Pertanto, sebbene la granulometria indichi il potenziale di un disco, è in definitiva la qualità del legante e la scelta della grana a determinare se tale potenziale si traduce effettivamente in prestazioni concrete negli ambienti di lavoro quotidiani, dove si trattano metalli reali.