Korund (oxid hlinitý – Al₂O₃) patří mezi nejrozšířenější abrazivní materiály používané v průmyslu. Díky své vysoké tvrdosti, odolnosti vůči opotřebení a dostupnosti se využívá při broušení kovů, dřeva, plastů i keramiky. Korundové brusivo se nachází v široké škále brusných nástrojů, od brusných kotoučů a pásů po pískovací materiály a lešticí pasty.
Složení a vlastnosti korundu
Korund je krystalická forma oxidu hlinitého (Al₂O₃) s vysokou tvrdostí, která se v přírodě vyskytuje jako minerál. Přirozeně se vyskytuje v různých barvách v závislosti na příměsích – červený korund je známý jako rubín, zatímco modré odstíny patří safíru. V průmyslu se však používá syntetický korund, známý jako elektrokorund, který se vyrábí tavbou bauxitu nebo čistého oxidu hlinitého.
Vysoká tvrdost – tvrdost na Mohsově stupnici kolem 9, což z něj činí jeden z nejtvrdších známých materiálů.
Odolnost vůči opotřebení – dlouhá životnost při obrábění kovů a jiných materiálů.
Chemická stabilita – nereaguje s většinou kyselin ani zásad, což zajišťuje stabilní výkon při obrábění.
Tepelná odolnost – snáší vysoké teploty, což umožňuje jeho použití v náročných podmínkách.
Dostupnost a nízké náklady – patří k cenově nejdostupnějším abrazivům, což usnadňuje jeho široké průmyslové využití.
Díky těmto vlastnostem se korund stal základním abrazivním materiálem v průmyslu, kde se používá jak pro hrubé broušení, tak pro jemné dokončovací operace.
Typy korundového brusiva
Korund se vyrábí v několika různých variantách, které se liší svou tvrdostí, odolností a vhodností pro konkrétní aplikace:
Bílý korund – má vysokou čistotu (≥ 99 % Al₂O₃), je velmi tvrdý a křehký, což mu umožňuje snadné lámání a tvorbu nových ostrých hran. Využívá se především pro broušení tvrdých kovů a jemné dokončovací operace.
Hnědý korund – obsahuje příměsi oxidu titaničitého a železa, což mu dodává vyšší houževnatost. Je vhodný pro hrubé broušení ocelí, litin a jiných kovových materiálů.
Růžový korund – obsahuje oxid chromitý (Cr₂O₃), který zvyšuje jeho odolnost proti opotřebení. Používá se pro přesné broušení nástrojových ocelí a tvrdých slitin.
Monokrystalický korund – speciální varianta s vyšší odolností a delší životností než běžný bílý korund. Ideální pro náročné aplikace, jako je broušení superslitin.
Zirkonkorund – směs oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého, která poskytuje vysokou houževnatost a agresivní řezné vlastnosti. Používá se zejména při hrubém broušení oceli.
Každý typ korundového abraziva má specifické vlastnosti a použití, což umožňuje optimalizovat obráběcí proces podle požadavků na materiál a kvalitu povrchu.
Výroba korundového brusiva
Korundové abrazivo se vyrábí synteticky, přičemž proces zahrnuje několik klíčových kroků:
- Výroba suroviny – základním materiálem je bauxit nebo čistý oxid hlinitý, který se taví v elektrických obloukových pecích při teplotách nad 2 000 °C.
- Krystalizace a chlazení – roztavený materiál se ochlazuje a formují se pevné krystaly korundu.
- Drcení a třídění – vzniklé krystaly se rozemelou na požadovanou velikost a roztřídí podle zrnitosti.
- Úprava povrchu – v některých případech se abrazivní částice upravují speciálními povlaky, které zlepšují jejich výkon při broušení.
- Aplikace do brusných nástrojů – výsledné zrno se používá k výrobě brusných kotoučů, pásů, disků, výbrusů a dalších nástrojů.
Díky kontrolovanému výrobnímu procesu lze získat abrazivo s optimalizovanými vlastnostmi pro různé aplikace v průmyslovém broušení.
Použití korundového brusiva
Korund nachází široké uplatnění v průmyslovém obrábění:
Broušení kovů – nejčastěji se používá při broušení ocelí, litin a hliníkových slitin.
Pískování a tryskání – hnědý korund se často používá k povrchové úpravě kovových dílů.
Leštění – jemnější varianty korundu se používají při leštění kovových a keramických materiálů.
Řezání a dělení materiálů – korund je součástí brusných a řezných kotoučů.
Výroba keramických a pojivových brusných nástrojů – korund se používá jako abrazivo v kombinaci s keramickým nebo pryskyřičným pojivem.
Korundové abrazivo je díky své cenové dostupnosti a vysoké účinnosti klíčovým materiálem v oblasti povrchové úpravy a obrábění kovů.
Další významné využití nachází korund v keramickém průmyslu, kde se z něj vyrábějí žáruvzdorné materiály, izolátory a laboratorní nádobí. Vysoká teplotní odolnost korundu je klíčová například při výrobě tavicích kelímků nebo žárovek.
V šperkařství se přírodní i syntetický korund používá k výrobě drahokamů. Umělé rubíny a safíry se běžně vytvářejí pomocí Verneuilovy metody a používají se nejen ve špercích, ale také v optických a laserových aplikacích.
Výhody a nevýhody korundu
Výhody:
✔ Vysoká tvrdost – efektivní úběr materiálu.
✔ Dlouhá životnost – korundové nástroje mají vysokou odolnost proti opotřebení.
✔ Univerzální použití – vhodný pro broušení kovů, keramiky i dřeva.
✔ Nízké náklady – levnější než diamant nebo CBN.
✔ Chemická odolnost – stabilní vůči většině kyselin a zásad.
Nevýhody:
✘ Menší houževnatost než CBN nebo diamant – při extrémním zatížení může dojít k rychlejšímu opotřebení.
✘ Při vysokých teplotách ztrácí účinnost – není vhodný pro broušení velmi tvrdých a tepelně namáhaných materiálů.
✘ Při agresivním broušení může docházet k rychlému otupení zrn – zvláště u měkčích typů korundu.
Navzdory těmto nevýhodám je korund stále nejpoužívanějším abrazivem díky své dostupnosti a efektivním brusným vlastnostem.
Moderní trendy a budoucnost využití korundu
S rozvojem nových technologií nachází korund stále širší uplatnění. V leteckém a automobilovém průmyslu se využívá v kompozitních materiálech a speciálních povlacích, které zvyšují odolnost vůči opotřebení. Rovněž se experimentuje s nanokrystalickými formami korundu, které by mohly přinést ještě lepší mechanické vlastnosti a širší využití v high-tech odvětvích.
Díky své tvrdosti, stabilitě a dostupnosti zůstává korund nepostradatelným materiálem v mnoha průmyslových sektorech a jeho význam v technologických aplikacích nadále roste.
Závěr
Korund je základním abrazivním materiálem používaným v průmyslu pro širokou škálu aplikací. Jeho vysoká tvrdost, tepelná odolnost a nízké náklady jej činí ideálním materiálem pro broušení, leštění, tryskání a řezání kovových i nekovových materiálů.
Díky různým variantám korundového brusiva lze optimalizovat obráběcí procesy a dosáhnout vysoké efektivity při úpravě povrchů a výrobě přesných součástek.