¿Qué son las Bolas de Alúmina?
Las bolas de alúmina son un material metálico utilizado para triturar y dispersar diversos materiales y su resistencia al pulido.
Cuando los sólidos se trituran o muelen mecánicamente, pueden producirse resultados desiguales o no uniformes. Por eso, al mezclarlos con un objeto esférico duro llamado bolas de alúmina, se trituran uniformemente y también se pueden moler hasta convertirlos en un polvo fino cambiando el tamaño de las partículas de las bolas de alúmina.
El aluminio, la materia prima de la alúmina, abunda en la tierra y es un material barato de producir.
Usos de las Bolas de Alúmina
El uso de las bolas de alúmina es moler vidrio, viscosidad y otros materiales hasta obtener un polvo fino colocando bolas de alúmina del tamaño adecuado en un molino u otro equipo especializado y agitándolas. Cuando se desea pulir, también se pule la superficie metálica colocando las bolas de alúmina y el metal u otro material que se desea pulir junto con la pasta abrasiva y agitándolos.
Los materiales que se agitan, muelen, mezclan y pulen en el molino van desde materiales blandos, como la arcilla, hasta materiales duros, como el vidrio y el metal. Las bolas que se introducen en los molinos para moler y pulir requieren una gran solidez y resistencia al desgaste, y la alúmina puede soportar estos requisitos, por lo que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones.
Principio de las Bolas de Alúmina
El término alúmina hace referencia al óxido de aluminio y suele utilizarse para designar el polvo de óxido de aluminio comprimido y tratado a altas temperaturas. Las bolas de alúmina se fabrican a partir de este óxido de aluminio, pero su alto grado de sofisticación se consigue compactando el polvo de alúmina en forma esférica y procesándolo después a altas temperaturas. Debido a este tratamiento a altas temperaturas, también se denominan cerámicas.
Cuando las bolas de alúmina se colocan en el molino junto con el material que se va a moler, como fragmentos de vidrio, y se agitan, las duras bolas de alúmina comprimen y rompen el vidrio. Los fragmentos de vidrio se hacen cada vez más pequeños y acaban convirtiéndose en polvo. En el caso de la molienda, las bolas de alúmina se colocan en el molino junto con agua y abrasivos y se agitan, lo que hace que las bolas de alúmina raspen la superficie metálica. La alúmina en sí es una sustancia ligera y químicamente estable debido a su baja densidad.
No sólo puede soportar altas temperaturas, sino que también es resistente a los ácidos y álcalis y tiene una gran resistencia al desgaste. Además, no tienen efectos nocivos para el cuerpo humano, por lo que se utilizan mucho como bolas de alúmina para agitar y moler.
Otros Datos sobre las Bolas de Alúmina
1. Composición de las Bolas de Alúmina
El principal ingrediente de las bolas de alúmina es el óxido de aluminio (Al2O3), pero los productos de uso general se sinterizan añadiendo varios porcentajes de dióxido de silicio (SiO2) u óxido de magnesio (MgO) como ayuda para la sinterización, además del polvo de alúmina en bruto. Como resultado, la pureza del producto suele ser del 90-95%. Este tipo de producto de uso general es el que se utiliza para aplicaciones generales de molienda.
Por otra parte, en el proceso de fabricación anterior, el dióxido de silicio y otras sustancias añadidas al cuerpo sinterizado se distribuyen de forma desigual en la interfaz cristalina (límite del grano), lo que da lugar a una baja resistencia de la interfaz y a una durabilidad y resistencia a la corrosión deficientes. Las bolas de alúmina de gran pureza se fabrican procesando la alúmina a altas temperaturas cercanas a su punto de fusión para reducir la cantidad de auxiliares de sinterización.
Las bolas de alúmina de gran pureza tienen una pureza superior al 99,5% y son superiores en dureza y resistencia, lo que las hace adecuadas para moler materiales que causarían desgaste con bolas de uso general y para aplicaciones en las que debe evitarse la contaminación de componentes distintos del Al. También tienen una excelente resistencia a la corrosión, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en las que la corrosión es un problema, como en condiciones fuertemente ácidas o alcalinas.
2. Comparación entre Bolas de Alúmina y otras Bolas Cerámicas
Las bolas de alúmina son el tipo más común de bolas cerámicas baratas y fáciles de conseguir, pero hay muchos otros materiales de bolas cerámicas disponibles.
Circonio (ZrO2)
Las bolas fabricadas con óxido de circonio tienen mayor resistencia y tenacidad que las de alúmina, y son adecuadas para fines libres de contaminación debido a su mayor resistencia al desgaste. El óxido de circonio también tiene un elevado peso específico, lo que significa que la fuerza de impacto generada durante el proceso de molienda es mayor que la de las bolas de alúmina del mismo tamaño.
Las bolas de circonio se utilizan en la molienda mecánica, una técnica en la que la energía de la pulverización se utiliza para reacciones químicas y modificación de materiales.
Nitruro de silicio (Si3N4)
Material con excelente resistencia al calor y escasa pérdida de fuerza a altas temperaturas, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones con un buen equilibrio entre fuerza, resistencia a la corrosión y resistencia al calor.
Carburo de wolframio (WC)
Compuesto inorgánico formado por carbono y wolframio, con una dureza Mohs de 9, sólo superada por la del diamante, y una excelente resistencia al calor y a la corrosión. Debido a su peso específico extremadamente alto, tiene una gran fuerza de impacto en el fresado y es adecuado para aplicaciones de fresado mecánico, pero es caro y, por lo tanto, se utiliza sobre todo en investigación y desarrollo.
El carburo de wolframio tiene una dureza elevada, pero su tenacidad no es alta y se rompe con facilidad, por lo que hay que tener cuidado para evitar la contaminación. A las bolas de carburo de wolframio se les añade un pequeño porcentaje de cobalto como ayuda para la sinterización.
Las bolas de alúmina suelen ser el material de primera elección, ya que tienen resistencia y propiedades adecuadas para aplicaciones generales de molienda y dispersión. Sin embargo, cuando existen requisitos especiales, es importante considerar otros materiales.