Regulacija performansi brušenja brusnih ploča putem miješane granularnosti abraziva

Brušenje je proces obrade kojim se abrazivni brusni točak (GS, kao što je prikazano na slici 1) koristi za uklanjanje materijala pri određenoj brzini rotacije [1]. Brusni točak se sastoji od abraziva, vezivnog sredstva, punila i pora, itd. U kojima abraziv igra ulogu rezne ivice tokom procesa brušenja. Žilavost, čvrstoća, ponašanje loma, geometrija abraziva imaju značajan utjecaj na performanse brušenja (kapacitet brušenja, površinski integritet obrađenog obratka, itd.) brusnog kotača [2, 3].

Slika 1.Tipične brusne ploče s miješanom granularnošću abraziva.

Ispitana je čvrstoća cirkonijum-oksida aluminijuma (ZA) sa granularnošću od F14~F30. Sadržaj abraziva F16 ili F30 u pripremljenom GS-u podijeljen je u pet stupnjeva od visokog do niskog: ultravisok (UH), visoki (H), srednji (M), niski (L) i ekstremno niski (EL). Utvrđeno je da je Weibullova čvrstoća na drobljenje F14, F16 i F30 ZA iznosila 198,5 MPa, 308,0 MPa i 410,6 MPa, respektivno, što ukazuje da je čvrstoća ZA rasla sa smanjenjem abrazivne veličine zrna. Veći Weibullov modulmukazuje na manju raznolikost između testiranih čestica [4-6]. Themvrijednost je opadala sa smanjenjem granulacije abraziva, što otkriva da je raznolikost između ispitivanih abraziva postajala sve veća sa smanjenjem granulacije abraziva [7, 8]. Budući da je gustina defekata abraziva konstantna, manji abrazivi imaju manju količinu defekata i veću čvrstoću, što čini da se finiji abrazivi teže lome.

Fig.2. Weibullov karakteristični napons₀i Weibullov modulmza različite granularnosti ZA.

Razvijen je sveobuhvatni model trošenja abraziva idealnog procesa servisiranja [9], kao što je prikazano na slici 3. Pod idealnim uvjetima, abraziv ima visoku stopu iskorištenja, a GS pokazuje dobre performanse brušenja [3]. Pod zadanim opterećenjem brušenja i čvrstoćom vezivnog sredstva, glavni mehanizmi habanja su promijenjeni od trošenja i mikrofakture za F16 do habanja na habanje i izvučeni za F30 zbog razlike u abrazivnoj čvrstoći na drobljenje [10,11]. Degradacija GS-a izazvana habanjem zbog habanja i samooštrenje uzrokovano izvlačenjem abraziva mogu postići ravnotežno stanje, čime se značajno povećava kapacitet brušenja [9]. Za dalji razvoj GS-a, abrazivnu čvrstoću na drobljenje, snagu vezivnog sredstva i opterećenje pri mljevenju, kao i razvoj mehanizama habanja abraziva, treba prilagoditi i kontrolirati kako bi se povećala stopa iskorištenja abraziva.

Fig.3.Idealan proces servisiranja abraziva

Iako na performanse brušenja GS-a utiču mnogi faktori, kao što su abrazivna čvrstoća na drobljenje, čvrstoća vezivnog sredstva, opterećenje pri mljevenju, ponašanje abrazivnog rezanja, uslovi brušenja, itd., istraživanja regulatornih mehanizama granularnosti mješavine abraziva mogu pružiti veliku referencu za dizajn i proizvodnju GS-a.

Reference 

• I.Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Priručnik za obradu s brusnim točkom, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
• F. Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, Komparativna studija zaostalog naprezanja i zahvaćenog sloja u Aermet100 čeličnom mljevenju sa aluminijumskim i cBN točkovima, Int J Adv Manuf Tech 74 (2014) 125-37.
• Li,T. Jin, H. Xiao, ZQ Chen, MN Qu, HF Dai, SY Chen, Topografska karakterizacija i ponašanje dijamantskog točka u različitim fazama obrade pri brušenju N-BK7 optičkog stakla, Tribol Int 151 (2020) 106453.
• Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, Utjecaj sadržaja zrna jednostrukog agregiranog kubnog zrna bor nitrida na mehanizam uklanjanja materijala tokom mljevenja legure Ti-6Al-4V,Ceram Int 46(11) (2020.) 746.
• F. Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, Karakteristike sučelja i ponašanje loma lemljenih polikristalnih CBN zrna korištenjem Cu-Sn-Ti legure, Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
• Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun, Istraživanje svojstava brušenja CBN brusnih točaka visoke toplotne provodljivosti vitrificirane veze za leguru titana, Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
• Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, A probabilistički pristup drobljenju čestica pijeska u triaksijalnom testu, Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
• Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, Jednodimenzionalno kompresijsko ponašanje ravnomjernog pijeska povezano s čvrstoćom na drobljenje pojedinačnih čestica, Soils Found 41(2) (2001) 39-51.
• L. Zhang, CB Liu, JF Peng, itd. Poboljšanje performansi brušenja brzog šinskog brusnog kamena putem miješane granularnosti cirkonijum-korunda. Tribol Int, 2022, 175: 107873.
• L. Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, Ispitivanje utjecaja abrazivne veličine zrna na ponašanje brušenja šina, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
• L. Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, Ispitivanje efekta abrazivnog habanja na performanse brušenja kamena za brušenje tračnica, J Manuf Process 64 (2021) 493-507.