กระบวนการผลิตและการควบคุมคุณภาพไมโครผงคอรันดัมสีน้ำตาล
เดินเข้าไปในโรงงานแปรรูปฮาร์ดแวร์แห่งใดก็ได้ กลิ่นฝุ่นโลหะที่เด่นชัดอบอวลไปในอากาศ พร้อมกับเสียงเครื่องเจียรที่ดังสนั่นหวั่นไหว มือของคนงานเปื้อนคราบไขมันสีดำ แต่ผงสีน้ำตาลแวววาวที่อยู่ตรงหน้าพวกเขา—ผงไมโครคอรันดัมสีน้ำตาล—คือ “ฟัน” และ “คมกริบ” ที่ขาดไม่ได้ของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ วัสดุแข็งชนิดนี้ ซึ่งคนในวงการมักเรียกว่า “คอรันดัม” จะถูกเปลี่ยนรูปจากแร่เป็นผงละเอียด ซึ่งเป็นการทดสอบทั้งอุณหภูมิสูงและความแม่นยำ
1. เปลวไฟพันองศา: กระบวนการผลิตผงไมโครคอรันดัมสีน้ำตาล
ผงไมโครคอรันดัมสีน้ำตาลเริ่มต้นจากก้อนแร่บอกไซต์ที่ดูธรรมดา อย่าประมาทก้อนดินเหล่านี้ เพราะต้องเป็นแร่คุณภาพสูงที่มีปริมาณ Al₂O₃ อย่างน้อย 85% จึงจะผ่านกระบวนการถลุงได้ ทันทีที่เตาถลุงเปิดออก จะเห็นภาพอันตระการตา อุณหภูมิภายในเตาหลอมไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นถึง 2,250°C บอกไซต์เมื่อผสมกับเศษเหล็กและถ่านโค้กจะกลิ้งและหลอมละลายในเปลวไฟอันร้อนแรง ช่วยชำระล้างและกำจัดสิ่งเจือปน จนกลายเป็นก้อนคอรันดัมสีน้ำตาลหนาแน่น การเลือกประเภทของเตาหลอมก็มีความโดดเด่นเช่นกัน เตาแบบเอียงให้การไหลลื่นที่ดีเยี่ยมและความบริสุทธิ์สูง เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความละเอียด ในขณะที่เตาแบบคงที่ให้ผลผลิตสูงและต้นทุนต่ำ ผู้ผลิตมักเลือกตามความต้องการ
คอรันดัมสีน้ำตาลบล็อกที่เพิ่งออกจากเตาเผายังคงเป็นเพียง "เศษหยาบ" ซึ่งต่างจากผงละเอียด ต่อมาเครื่องบดจะเข้ามาแทนที่ โดยเครื่องบดแบบลูกกลิ้งฟันคู่จะบดหยาบเพื่อบดให้ละเอียด ขณะที่เครื่องบดแบบกระแทกแนวตั้งจะบดละเอียด บดอนุภาคให้ละเอียดเป็นชิ้นเล็กขนาดมิลลิเมตร แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด การแยกด้วยแม่เหล็กและการกำจัดเหล็กเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพ เมื่อเปิดเครื่อง เครื่องแยกแม่เหล็กแบบไล่ระดับความลาดชันสูงสามารถกำจัดเศษเหล็กที่เหลืออยู่ออกจากวัสดุได้อย่างสมบูรณ์ เครื่องแยกแม่เหล็กแรงสูงที่บริษัทต่างๆ เช่น เหอหนาน รุ่ยซี ใช้สามารถลดปริมาณ Fe₂O₃ ให้ต่ำกว่า 0.15% ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการดองต่อไป
ถังดองก็เก็บความลับไว้เช่นกัน สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 15%-25% จะถูกใช้เป็นเวลา 2-4 ชั่วโมง เมื่อใช้ร่วมกับ "อุปกรณ์ทำความสะอาดแบบผลัก-ดึง" ที่เป็นสิทธิบัตรของ Zhenyu Grinding ผงจะถูกเขย่าและล้างเพื่อละลายสิ่งเจือปนต่างๆ เช่น ซิลิคอนและแคลเซียม ช่วยเพิ่มความบริสุทธิ์ของผงละเอียดยิ่งขึ้น ขั้นตอนการคัดกรองขั้นสุดท้ายเปรียบเสมือน "ร่าง": ตะแกรงสั่นทำหน้าที่คัดกรองอย่างต่อเนื่อง แยกอนุภาคละเอียดจากหยาบไปละเอียด อุปกรณ์คัดกรองที่ได้รับสิทธิบัตรของ Chongqing Saite Corundum ยังประกอบด้วยตะแกรงสามชั้นและตะแกรงครึ่งส่วน ทำให้มั่นใจได้ว่าการกระจายขนาดอนุภาคแม่นยำราวกับการวัดด้วยไม้บรรทัด จากนั้นผงละเอียดที่ร่อนแล้วจะถูกติดฉลากตามต้องการ โดยมาตรฐานทั่วไปคือ 200#-0 และ 325#-0 แต่ละอนุภาคมีความสม่ำเสมอเหมือนทราย ถือเป็นความสำเร็จที่แท้จริง
2. การตรวจสอบที่ประณีต: เส้นชีวิตของคุณภาพผงไมโคร
ผงไมโครคอรันดัมสีน้ำตาลใช้ที่ไหน? ตั้งแต่การขัดกระจกโทรศัพท์มือถือไปจนถึงการบุผิวเตาหลอมเหล็ก แม้แต่ประสิทธิภาพที่ลดลงเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้ลูกค้าไม่พอใจได้ ดังนั้น การควบคุมคุณภาพจึงเป็นที่มาของความตึงเครียดอย่างต่อเนื่องในโรงงาน ขั้นแรก ให้พิจารณาองค์ประกอบทางเคมี โดยปริมาณ Al₂O₃ ต้องมีอย่างน้อย 95% (ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ต้องมีอย่างน้อย 97%), TiO₂ ≤3.5% และ SiO₂ และ Fe₂O₃ ต้องไม่เกิน 1% และ 0.2% ตามลำดับ ช่างเทคนิคห้องปฏิบัติการจะตรวจสอบเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ทุกวัน แม้แต่ความผันผวนเพียงเล็กน้อยของข้อมูลก็อาจนำไปสู่การแก้ไขงานทั้งชุดได้
การทดสอบทรัพย์สินทางกายภาพก็มีความเข้มงวดเท่าเทียมกัน:
ความแข็งโมห์สต้องถึง 9.0 ตัวอย่างจะถูกขูดกับแผ่นอ้างอิง หากมีความนิ่มใดๆ ถือว่าไม่ผ่านเกณฑ์
ความหนาแน่นที่แท้จริงจำกัดอยู่ที่ 3.85-3.9 g/cm³ การเบี่ยงเบนบ่งชี้ถึงปัญหาโครงสร้างผลึก
การทดสอบความทนไฟยิ่งยากขึ้นไปอีก—ทั้งรอยแตกร้าวและผงหลังจากถูกโยนเข้าเตาเผาที่อุณหภูมิ 1900°C เป็นเวลาสองชั่วโมง? ทั้งหมดนี้ถูกทิ้งเป็นเศษเหล็ก!
ความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาคเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อผลลัพธ์การขัดเงา ผู้ตรวจสอบคุณภาพจะโรยผงขนาดหนึ่งช้อนใต้เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ ค่า D50 ที่คลาดเคลื่อนเกิน 1% ถือเป็นความผิดพลาด เพราะขนาดอนุภาคที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้เกิดรอยขีดข่วนหรือรอยด่างบนพื้นผิวโลหะที่ขัดเงา ซึ่งนำไปสู่การร้องเรียนจากลูกค้า
มาตรฐานแห่งชาติ GB/T 2478-2022 ซึ่งได้รับการปรับปรุงในปี 2022 ได้กลายเป็นมาตรฐานที่เข้มงวดสำหรับอุตสาหกรรม เอกสารทางเทคนิคฉบับหนานี้ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึกไปจนถึงบรรจุภัณฑ์และการจัดเก็บคอรันดัมสีน้ำตาลยกตัวอย่างเช่น กำหนดให้ α-Al₂O₃ ต้องแสดงรูปแบบผลึกสามเหลี่ยมมาตรฐาน ตรวจหาการตกผลึกแบบต่างชนิดภายใต้กล้องจุลทรรศน์? ขออภัย ผลิตภัณฑ์จะถูกกักไว้! ปัจจุบันผู้ผลิตต้องลงทะเบียนระดับอุณหภูมิและความชื้นในคลังสินค้าด้วย เพราะกลัวว่าผงไมโครจะชื้นและเกาะตัวกันเป็นก้อน ซึ่งจะทำให้ชื่อเสียงเสียหาย
3. การเปลี่ยนขยะให้เป็นสมบัติ: เทคโนโลยีรีไซเคิลช่วยแก้ปัญหาทรัพยากร
อุตสาหกรรมคอรันดัมประสบปัญหาการสะสมของเศษวัสดุขัดถูและหินเจียรมาอย่างยาวนาน ซึ่งไม่เพียงแต่กินพื้นที่เท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ในช่วงสองปีที่ผ่านมา เทคโนโลยี “คอรันดัมรีไซเคิล” ได้เกิดขึ้น ทำให้วัสดุเหลือใช้กลับมามีชีวิตใหม่อีกครั้ง สิทธิบัตรฉบับใหม่ในเมืองหยิงโข่ว มณฑลเหลียวหนิง ได้ยกระดับการรีไซเคิลไปอีกขั้น โดยเริ่มจากการนำเศษคอรันดัมไป “อาบ” เพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน ตามด้วยการบดและการแยกด้วยแม่เหล็ก และสุดท้ายคือการดองด้วยกรดไฮโดรคลอริก กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มการกำจัดสิ่งเจือปนได้ถึง 40% ทำให้วัสดุรีไซเคิลมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับผงไมโครบริสุทธิ์
การนำวัสดุรีไซเคิลมาใช้ก็กำลังขยายตัวเช่นกัน โรงงานวัสดุทนไฟนิยมนำวัสดุนี้ไปใช้กับดินเหนียวทาพโฮล เพราะต้องนำไปผสมในวัสดุหล่ออยู่แล้ว และวัสดุรีไซเคิลยังให้ความคุ้มค่าอย่างเหลือเชื่อ ยิ่งไปกว่านั้น กระบวนการรีไซเคิลยังช่วยลดคอรันดัมสีน้ำตาลต้นทุนลดลง 15%-20% ทำให้เจ้าของพึงพอใจอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ผู้คร่ำหวอดในอุตสาหกรรมนี้เตือนว่า “การขัดเงาอย่างแม่นยำต้องใช้วัสดุใหม่เกรดหนึ่ง หากมีสิ่งเจือปนแม้เพียงเล็กน้อยผสมอยู่ในวัสดุรีไซเคิล พื้นผิวกระจกจะกลายเป็นหลุมทันที!”
4. สรุป: ผงขนาดเล็กแต่สามารถแบกรับน้ำหนักของอุตสาหกรรมได้
จากเปลวไฟอันร้อนแรงของเตาอาร์กไฟฟ้าไปจนถึงเสียงหึ่งๆ ของเครื่องแยกแม่เหล็ก จากถังดองแร่ ไปจนถึงสายการสแกนของเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคด้วยเลเซอร์ การกำเนิดของผงไมโครคอรันดัมสีน้ำตาล เปรียบเสมือนมหากาพย์ขนาดจิ๋วของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ สิทธิบัตรใหม่ มาตรฐานระดับชาติใหม่ และเทคโนโลยีรีไซเคิลยังคงผลักดันให้อุตสาหกรรมนี้ก้าวสูงขึ้นเรื่อยๆ ความต้องการความแม่นยำในการชุบผิวโลหะในระดับที่เกือบสุดขั้วของอุตสาหกรรมปลายน้ำยังคงผลักดันให้คุณภาพของผงไมโครสูงขึ้นเรื่อยๆ บนสายการประกอบ ถุงผงสีน้ำตาลจะถูกปิดผนึกและบรรจุลงบนรถบรรทุกเพื่อส่งไปยังโรงงานต่างๆ ทั่วประเทศ ผงเหล่านี้อาจไม่เป็นที่รู้จักมากนัก แต่กลับเป็นรากฐานสำคัญของ Made in China ภายใต้พื้นผิวอันเงางาม