Leave Your Message
Oksidacijsko obnašanje tirnic med postopkom brušenja

Novice

Oksidacijsko obnašanje tirnic med postopkom brušenja

2024-12-25
Med interakcijo med abrazivi in ​​tirnicami plastična deformacija tirnic ustvarja toploto, trenje med abrazivi in ​​materiali tirnic pa prav tako ustvarja toploto brušenja. Brušenje jeklenih tirnic poteka v naravni atmosferi, med postopkom brušenja pa material jeklenih tirnic neizogibno oksidira pod toploto mletja. Med površinsko oksidacijo jeklenih tirnic in opeklinami tirnic obstaja tesna povezava. Zato je treba preučiti oksidacijsko obnašanje površine tirnice med postopkom brušenja.

Poročali so, da so bile pripravljene tri vrste brusilnih kamnov s tlačno trdnostjo, z trdnostjo 68,90 MPa, 95,2 MPa in 122,7 MPa. Glede na vrstni red trdnosti brusilnega kamna se za predstavljanje teh treh skupin brusnih kamnov uporabljajo GS-10, GS-12,5 in GS-15. Za vzorce jeklenih tirnic, brušenih s tremi sklopi brusilnih kamnov GS-10, GS-12.5 in GS-15, jih predstavljajo RGS-10, RGS-12.5 in RGS-15. Izvedite preskuse mletja pri pogojih mletja 700 N, 600 vrt/min in 30 sekund. Da bi pridobili bolj intuitivne eksperimentalne rezultate, brusilni kamen za tirnice prevzame kontaktni način diska. Analizirajte oksidacijsko obnašanje površine tirnice po brušenju.

Morfologijo površine brušene jeklene tirnice smo opazovali in analizirali z uporabo SM in SEM, kot je prikazano na sliki 1. Rezultati SM površine brušene tirnice kažejo, da se z večanjem trdnosti brusnega kamna barva površine brušene tirnice spremeni iz modre in rumeno rjave v prvotno barvo tirnice. Študija Lin et al. je pokazalo, da je površina tirnice normalne barve, ko je temperatura brušenja pod 471 ℃. Ko je temperatura mletja med 471-600 ℃, so tirnice svetlo rumene opekline, ko je temperatura mletja med 600-735 ℃, pa so na površini tirnice modre opekline. Zato je na podlagi spremembe barve brušene površine tirnice mogoče sklepati, da se z zmanjšanjem trdnosti brusnega kamna temperatura mletja postopoma povečuje in stopnja ožganosti tirnice se povečuje. EDS je bil uporabljen za analizo elementarne sestave površine zmlete jeklene tirnice in spodnje površine odpadkov. Rezultati so pokazali, da se s povečevanjem trdnosti brusa vsebnost elementa O na površini tirnice zmanjšuje, kar kaže na zmanjšanje vezave Fe in O na površini tirnice ter zmanjšanje stopnje oksidacije. tirnice, v skladu s trendom spreminjanja barve na površini tirnice. Hkrati se z večanjem trdnosti brusa zmanjšuje tudi vsebnost elementa O na spodnji površini brusnega ostanka. Treba je omeniti, da je za površino jeklene tirnice, brušeno z istim brusilnim kamnom, in spodnjo površino drobirja brušenja vsebnost elementa O na površini slednjega višja kot pri prvem. Med nastajanjem ostankov pride do plastične deformacije in nastajanja toplote zaradi stiskanja abrazivov; Med postopkom odtekanja ostankov se spodnja površina ostankov drgne ob sprednjo končno površino abraziva in ustvarja toploto. Zato skupni učinek deformacije odpadkov in toplote zaradi trenja povzroči višjo stopnjo oksidacije na spodnji površini odpadkov, kar ima za posledico večjo vsebnost elementa O.
Oksidacijsko obnašanje tirnic du1

(a) Površina tirnice z brusnim kamnom z nizko trdnostjo (RGS-10)

Oksidacijsko obnašanje tirnic du2

(b) Površina jeklene tirnice, brušena z brusnim kamnom srednje trdnosti (RGS-12,5)

Oksidacijsko obnašanje tirnic du3

(c) Visoko trdna brusilna površina jeklene tirnice (RGS-15)
Slika 1. Morfologija površine, morfologija drobcev in analiza EDS jeklenih tirnic po brušenju z različnimi intenzivnostmi brusilnih kamnov
Za nadaljnje raziskovanje oksidacijskih produktov na površini jeklenih tirnic in variacije oksidacijskih produktov s stopnjo ožganosti površine tirnic je bila uporabljena rentgenska fotoelektronska spektroskopija (XPS) za odkrivanje kemijskega stanja elementov v bližnjem površinskem sloju. brušenih jeklenih tirnic. Rezultati so prikazani na sliki 2. Rezultati analize celotnega spektra površine tirnice po brušenju z različnimi intenzivnostmi brusilnih kamnov (slika 2 (a)) kažejo, da so na brušeni površini tirnice vrhovi C1s, O1s in Fe2p, odstotek atomov O pa se zmanjšuje z stopnja opekline na površini tirnice, ki je skladna z vzorcem rezultatov analize EDS na površini tirnice. Zaradi dejstva, da XPS zazna elementarna stanja blizu površinske plasti (približno 5 nm) materiala, obstajajo določene razlike v vrstah in vsebnosti elementov, ki jih zazna XPS s polnim spektrom v primerjavi s substratom jeklene tirnice. Vrh C1s (284,6 eV) se uporablja predvsem za umerjanje veznih energij drugih elementov. Glavni produkt oksidacije na površini jeklenih tirnic je Fe oksid, zato je podrobno analiziran ozek spekter Fe2p. Slika 2 (b) do (d) prikazuje analizo ozkega spektra Fe2p na površini jeklenih tirnic RGS-10, RGS-12.5 in RGS-15. Rezultati kažejo, da obstajata dva vrha vezavne energije pri 710,1 eV in 712,4 eV, pripisana Fe2p3/2; Obstajajo vrhovi energije vezave Fe2p1/2 pri 723,7 eV in 726,1 eV. Satelitski vrh Fe2p3/2 je pri 718,2 eV. Dva vrhova pri 710,1 eV in 723,7 eV je mogoče pripisati energiji vezave Fe-O v Fe2O3, medtem ko je vrhova pri 712,4 eV in 726,1 eV mogoče pripisati energiji vezave Fe-O v FeO. Rezultati kažejo, da je Fe3O4 Fe2O3. Medtem ni bil zaznan noben analitični vrh pri 706,8 eV, kar kaže na odsotnost elementarnega Fe na površini talne tirnice.
Oksidacijsko obnašanje tirnic du4
(a) Analiza celotnega spektra
Oksidacijsko obnašanje tirnic du5
(b) RGS-10 (modra)
Oksidacijsko obnašanje tirnic du6
(c) RGS-12,5 (svetlo rumen)
Oksidacijsko obnašanje tirnic du7
(d) RGS-15 (izvirna barva jeklene tirnice)

Slika 2. XPS analiza tirnih površin z različnimi stopnjami opeklin

Odstotki površine vrhov v ozkem spektru Fe2p kažejo, da se od RGS-10, RGS-12,5 do RGS-15 odstotki površin vrhov Fe2+2p3/2 in Fe2+2p1/2 povečujejo, medtem ko se odstotki površin vrhov Fe3+ 2p3/2 in Fe3+2p1/2 se zmanjšata. To kaže, da ko se stopnja površinske ožganosti na tirnici zmanjša, se vsebnost Fe2+ v produktih površinske oksidacije poveča, medtem ko se vsebnost Fe3+ zmanjša. Različne komponente produktov oksidacije povzročijo različne barve ozemljitvene tirnice. Višja kot je stopnja ožganosti površine (modra), večja je vsebnost produktov Fe2O3 v oksidu; Nižja kot je stopnja površinske ožganosti, večja je vsebnost produktov FeO.