Cirkonio rutulys savo vertę įrodo frezavimo staklėse, o ne techninių duomenų lape

Žmonės lygina cirkonio dioksido rutuliukus su aliuminio oksidu pagal kietumą ir gauna neteisingą atsakymą. Aliuminis dažnai yra šiek tiek kietesnis. Tačiau ne dėl to aukštos energijos malūne galiausiai pasirenkamas itrio arba cerio stabilizuotas cirkonis. Svarbūs rodikliai yra tankis, atsparumas smūgiams ir tai, kokia granulių dalis išlieka nepakitusi po mėnesio veikimo esant tam tikram galinio krašto greičiui.

Geras Y-TZP rutulys yra sudarytas iš maždaug 95% ZrO₂ ir apie 5% Y₂O₃, sukepintas, tankus, smulkiaagrūdis, tetragoninės struktūros. Tankis siekia apie 6,0 g/cm³. Cerio stabilizuotos medžiagos tankis gali būti šiek tiek didesnis – apie 6,2. 92 % aliuminio oksido tankis yra apie 3,6–3,7. Stiklo tankis yra apie 2,5. Susidūrimo kinetinė energija priklauso nuo masės. Esant tam pačiam granulių skersmeniui ir tam pačiam greičiui, cirkonio oksido smūgis perduoda daugiau energijos į suspensiją. Taip galima sumalti smulkiau arba sumalti tą patį kiekį esant didesniam kietųjų dalelių kiekiui, nereikia tiesiog greičiau sukti malūno, kol sudega jo pamušalas.

Atsparumas lūžimui – tai kita pusė. Aliuminis yra kietas ir trapus. Y-TZP arba Ce-TZP lūžio atsparumas paprastai svyruoja 8–12 MPa·m½ diapazone, t. y. yra du ar tris kartus didesnis nei aliuminio granulės. Tai pasiekiama transformacijos kietinimo mechanizmu: kai įtrūkimui bandoma plisti, tetragonalinis grūdas tampa monoklininiu, o tūrio pokytis stabdo įtrūkio plitimą. Malūne tai reiškia, kad iškrovimo sietoje lieka mažiau suskilusių granulių, o rotorių mažiau gadina aštrios nuolaužos. Pigūs cirkonio oksido granulės su stambiais grūdais arba prasta stabilizacija šios naudos nesuteikia. Jos skyla kaip kieta uoliena, ir tada tenka mokėti dvigubai – dėl medžiagos nuostolių ir malūno nusidėvėjimo.

Susidėvėjimas – tai momentas, kai pirkimo kaina atsiskleidžia visą tiesą. Cirkonio dioksidas kainuoja kelis kartus brangiau už aliuminio oksidą už kilogramą. Dažų, rašalų, elektroninės keramikos, baterijų medžiagų ir ypač gryno kvarco gamybos procesuose greitai susidėvėjančios granulės sukeliamas užteršimas kainuoja brangiau nei pati granulė. Plienas palieka geležį. Aliuminis palieka aliuminį. Mažai nusidėvinti Y-TZP rutuliukai beveik nieko nepalieka, o tai reiškia, kad produktas negali įgauti spalvos ar Fe. Cerio oksidu stabilizuotos medžiagos dažnai yra pagrindinė jėga drėgnuose, didelės energijos malūnuose; itrio oksido rūšys paprastai pasirenkamos, kai svarbus grynumas ir maži dydžiai (iki 0,1–0,3 mm nanomalimui).

Dydis vis tiek turi atitikti malūną. 2 mm rutulys malūne, skirtame 0,8 mm rutuliams, “nebus veiksmingesnis”. Jis užblokuos separatorių ir sudaužys sietą. Užpildymo greitis, suspensijos klampumas ir periferinis greitis lemia, ar didelis tankis padeda, ar tik sukuria šilumą. Cirkonio oksidu sustiprintas aliuminis oksidas užima tarpinę padėtį – jis tankesnis ir tvirtesnis už paprastą aliuminio oksidą, pigesnis už gryną TZP – ir tai yra tikrasis kokybės laipsnis, o ne kompromisinis šūkis, jei malimui nereikia 6 g/cm³ tankio.

Jei keičiate malimo medžiagą, neapsiribokite tik klausimu apie kainą už kilogramą. Paklauskite apie nusidėvėjimo greitį jūsų suspensijoje, gniuždymo stiprumą naudojamu skersmeniu, sferiškumą ir tai, kas iš tikrųjų nuo rutulio patenka į produktą. Cirkonio rutulys yra malimo įrankis. Tai atsiperka, kai malūnas pagamina produkciją pagal specifikacijas su mažesniais malimo priemonių nuostoliais ir mažiau priemaišų partijoje. Tai neatsiperka vien dėl to, kad ant maišo esantis pavadinimas skamba prabangiai.