Оксидационо понашање шина током процеса млевења
Током интеракције између абразива и шина, пластична деформација шина ствара топлоту, а трење између абразива и шинских материјала такође ствара топлоту брушења. Брушење челичних шина се врши у природној атмосфери, а током процеса млевења материјал челичне шине се неизбежно оксидује под топлотом млевења. Постоји блиска веза између површинске оксидације челичних шина и сагоревања шина. Због тога је неопходно проучити оксидационо понашање површине шине током процеса млевења.
Пријављено је да су припремљена три типа брусног камена са чврстоћом на притисак, јачине од 68,90 МПа, 95,2 МПа и 122,7 МПа, респективно. Према редоследу јачине брусног камена, ГС-10, ГС-12.5 и ГС-15 се користе за представљање ове три групе брусног камена. За узорке челичне шине брушене са три сета брусног камена ГС-10, ГС-12.5 и ГС-15, они су представљени РГС-10, РГС-12.5 и РГС-15. Спровести тестове брушења под условима млевења од 700 Н, 600 о/мин и 30 секунди. Да би се добили интуитивнији експериментални резултати, брусни камен за шину усваја режим контакта са пин диском. Анализирати оксидационо понашање површине шине након брушења.
Морфологија површине брушене челичне шине је посматрана и анализирана коришћењем СМ и СЕМ, као што је приказано на Сл.1. СМ резултати површине брушене шине показују да како се јачина брусног камена повећава, боја површине шине се мења од плаве и жуто браон до оригиналне боје шине. Студија Лин ет ал. показала је да када је температура млевења испод 471 ℃, површина шине изгледа нормалне боје. Када је температура млевења између 471-600 ℃, шина показује светло жуте опекотине, док када је температура млевења између 600-735 ℃, површина шине показује плаве опекотине. Дакле, на основу промене боје површине брушене шине, може се закључити да како се јачина брусног камена смањује, температура млевења постепено расте и степен сагоревања шине расте. ЕДС је коришћен за анализу елементарног састава површине брушене челичне шине и површине дна крхотина. Резултати су показали да се повећањем чврстоће брусног камена садржај О елемента на површини шине смањује, што указује на смањење везивања Фе и О на површини шине, као и на смањење степена оксидације. шине, у складу са трендом промене боје на површини шине. Истовремено, садржај О елемента на доњој површини остатака за млевење такође се смањује са повећањем чврстоће брусног камена. Вреди напоменути да је за површину челичне шине брушене истим каменом за млевење и доњу површину остатака за млевење, садржај О елемента на површини другог је већи од оног код првог. Током формирања крхотина долази до пластичне деформације и стварања топлоте услед компресије абразива; Током процеса одлива крхотина, доња површина крхотина трља се о предњу површину абразива и ствара топлоту. Стога, комбиновани ефекат деформације крхотина и топлоте од трења доводи до већег степена оксидације на доњој површини крхотина, што резултира већим садржајем О елемента.

(а) Површина шине од брусног камена ниске чврстоће (РГС-10)

(б) Површина челичне шине брушена са брусним каменом средње чврстоће (РГС-12.5)
(ц) Површина шине од брусног камена високе чврстоће (РГС-15)
Слика 1. Морфологија површине, морфологија крхотина и ЕДС анализа челичних шина након млевења са различитим интензитетом брусног камена
У циљу даљег истраживања продуката оксидације на површини челичних шина и варијације производа оксидације са степеном сагоревања површине шине, коришћена је рендгенска фотоелектронска спектроскопија (КСПС) за детекцију хемијског стања елемената у блиском површинском слоју. брушених челичних шина. Резултати су приказани на сл.2. Резултати анализе пуног спектра површине шине након млевења различитим интензитетом брусног камена (Сл.2 (а)) показују да на површини приземне шине постоје Ц1с, О1с и Фе2п пикови, а проценат О атома опада са степен сагоревања на површини шине, који је у складу са узорком резултата ЕДС анализе на површини шине. Због чињенице да КСПС детектује елементарна стања у близини површинског слоја (око 5 нм) материјала, постоје одређене разлике у типовима и садржајима елемената које детектује КСПС пуни спектар у поређењу са подлогом од челичне шине. Ц1с пик (284,6 еВ) се углавном користи за калибрацију енергија везивања других елемената. Главни производ оксидације на површини челичних шина је Фе оксид, па је уски спектар Фе2п детаљно анализиран. На сл.2 (б) до (д) приказана је анализа уског спектра Фе2п на површини челичних шина РГС-10, РГС-12.5 и РГС-15, респективно. Резултати показују да постоје два пика енергије везивања на 710,1 еВ и 712,4 еВ, приписана Фе2п3/2; Постоје пикови енергије везивања Фе2п1/2 на 723,7 еВ и 726,1 еВ. Сателитски пик Фе2п3/2 је на 718,2 еВ. Два пика на 710,1 еВ и 723,7 еВ могу се приписати енергији везивања Фе-О у Фе2О3, док се пикови на 712,4 еВ и 726,1 еВ могу приписати енергији везивања Фе-О у ФеО. Резултати показују да Фе3О4 Фе2О3. У међувремену, није детектован аналитички пик на 706,8 еВ, што указује на одсуство елементарног Фе на површини приземне шине.

(а) Анализа пуног спектра

(б) РГС-10 (плава)

(ц) РГС-12.5 (светло жута)

(д) РГС-15 (оригинална боја челичне шине)
Фиг.2. КСПС анализа површина шина са различитим степеном опекотина
Проценти површине пикова у Фе2п уском спектру показују да се од РГС-10, РГС-12.5 до РГС-15 проценти површине пикова Фе2+2п3/2 и Фе2+2п1/2 повећавају, док се проценти површине пикова Фе3+ 2п3/2 и Фе3+2п1/2 се смањују. Ово указује да се смањењем степена површинског сагоревања на шини повећава садржај Фе2+ у продуктима површинске оксидације, док се садржај Фе3+ смањује. Различите компоненте производа оксидације резултирају различитим бојама шине за тло. Што је већи степен површинског сагоревања (плаво), већи је садржај производа Фе2О3 у оксиду; Што је мањи степен сагоревања површине, то је већи садржај производа ФеО.