पीसने वाले पत्थर के अपघर्षक

पीसने वाले पत्थरों में आमतौर पर कोरंडम श्रेणी के अपघर्षक (ज़िरकोनियम कोरंडम, भूरा कोरंडम, सफेद कोरंडम, आदि, जैसे चित्र 11)[1,2], कुछ अति-कठोर अपघर्षक (सीबीएन)[3] और SiC, WC, आदि का उपयोग किया जाता है। क्योंकि हीरे और संक्रमण धातु तत्व Fe में प्रबल आकर्षण होता है, इसलिए उच्च तापमान पर पीसने से हीरे की सतह परत के कार्बन परमाणु sp3 संकरण अवस्था sp2+ 2P1z अवस्था में बदल जाती है, यानी हीरे का ग्राफ़िटाइजेशन हो जाता है, जिससे अपघर्षक की पीसने की क्षमता कम हो जाती है[4,5]। इससे अपघर्षक की पीसने की क्षमता कम हो जाती है, और इसलिए हीरा रेल पीसने के लिए उपयुक्त नहीं है। हालांकि सीबीएन अपघर्षक मजबूत/कठोर, उच्च तापमान प्रतिरोधी, घिसाव प्रतिरोधी, अच्छी तापीय चालकता और मजबूत पीसने की क्षमता वाले होते हैं [6,7], लेकिन इनका कण आकार छोटा (सबसे बड़ा कण आकार 500 μm से कम) और कीमत अधिक होने के कारण, इस प्रकार की मोटे पीसने और भारी भार वाली रेल पिसाई में इसके पीसने के प्रदर्शन के लाभों को प्रतिबिंबित करना मुश्किल है, और पिसाई पत्थर की लागत भी कम आती है। कोरंडम अपघर्षक में अच्छा घिसाव प्रतिरोध, मजबूती और काटने की क्षमता होती है, और लागत कम होती है, इसलिए उच्च गति, उच्च भार, शुष्क पिसाई, मोटे कण आकार और अन्य चरम परिचालन स्थितियों वाली रेल पिसाई में इसके महत्वपूर्ण लाभ हैं। झांग वुलिन[8] ने ज़िरकोनियम कोरंडम, कैल्सीनेटेड ब्राउन कोरंडम और व्हाइट कोरंडम की संपीड़न शक्ति और एफ16 के संबंधित पीसने वाले पत्थरों के पीसने के प्रदर्शन की जांच एक अक्षीय संपीड़न परीक्षण उपकरण का उपयोग करके की, और परिणामों से पता चला कि: ज़िरकोनियम कोरंडम की शक्ति सबसे अधिक (308.0 एमपीए) थी, उसके बाद कैल्सीनेटेड ब्राउन कोरंडम (124.0 एमपीए) और सबसे कम व्हाइट कोरंडम (103.2 एमपीए) थी; और ज़िरकोनियम, कैल्सीनेटेड ब्राउन कोरंडम और व्हाइट कोरंडम अपघर्षक पीसने वाले पत्थरों का पीसने का अनुपात, परिमाण के क्रम में, 41.0, 22.4 और 11.9 था; इसलिए, रेल पीसने वाले पत्थरों के निर्माण में आमतौर पर मजबूत/कठोर और रासायनिक रूप से स्थिर कोरंडम अपघर्षक, विशेष रूप से ज़िरकोनियम कोरंडम और भूरा कोरंडम का उपयोग किया जाता है। [9,10,2] अतः, रेल पीसने वाले पत्थर के निर्माण में आमतौर पर मजबूत/कठोर और रासायनिक रूप से स्थिर कोरंडम प्रकार के अपघर्षक, विशेष रूप से ज़िरकोनियम कोरंडम और भूरा कोरंडम का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, उच्च-प्रदर्शन वाले ज़िरकोनियम कोरंडम अपघर्षक गलाने की वैश्विक तकनीक में फ्रांसीसी कंपनी सेंट-गोबेन और अन्य उद्यमों ने महारत हासिल कर ली है। अतः, ज़िरकोनियम कोरंडम गलाने की प्रमुख तकनीकी बाधा को दूर करना और उच्च-प्रदर्शन (उच्च कठोरता, घिसाव प्रतिरोध, ताप प्रतिरोध, अच्छी स्व-तीक्ष्णता आदि) वाले ज़िरकोनियम कोरंडम अपघर्षक विकसित करना पीसने वाले पत्थर के प्रदर्शन में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।

चित्र .1।ज़िरकोनियम कोरंडम अपघर्षक[1]

चित्र 2. सफेद कोरंडम अपघर्षक[1]

चित्र 3. भूरे कोरंडम अपघर्षक[1]

वर्तमान में, रेल लाइन की पिसाई के लिए पिसाई पत्थरों का निर्माण विभिन्न कण आकारों और प्रकारों के अपघर्षकों के मिश्रण से किया जाता है। वांग एट अल.[50] ने ज़िरकोनियम कोरंडम और भूरे कोरंडम के विभिन्न अनुपातों वाले पिसाई पत्थरों के पिसाई प्रदर्शन का अध्ययन किया, और परिणामों से पता चला कि भूरे कोरंडम की मात्रा (0%~100%) बढ़ने के साथ, पिसाई पत्थरों की पिसाई की मात्रा कम हो जाती है। व्यापक तुलनात्मक परिणाम बताते हैं कि सान पत्थर में 10%~30% भूरा कोरंडम मिलाने से सान पत्थर की पिसाई दक्षता अधिक वांछनीय हो जाती है और सान पत्थर की निर्माण लागत भी कम हो जाती है। झांग एट अल.[11] विभिन्न अपघर्षक कण आकारों (F10~F30) वाले पीसने वाले पत्थरों के पीसने के व्यवहार की जांच की गई, और परिणामों से पता चला कि एक निश्चित भार के तहत, अपघर्षक कण आकार में कमी के साथ, पीसने वाले पत्थर की मुख्य पीसने की क्रियाविधि धीरे-धीरे फिसलने वाले घर्षण और जुताई से काटने में बदल जाती है, और पीसने वाले पत्थर का पीसने का प्रदर्शन और पॉलिश की गई रेल की सतह की गुणवत्ता दोनों में सुधार होता है। बाद के अध्ययन में, झांग एट अल.[1] ने ज़िरकोनियम कोरंडम, भूरे कोरंडम और सफेद कोरंडम अपघर्षकों के यांत्रिक गुणों और संबंधित सान पत्थर के पीसने के व्यवहार का अध्ययन जारी रखा, और परिणामों से पता चला कि अपघर्षकों के यांत्रिक गुण सान पत्थर के पीसने के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले मूलभूत कारणों में से एक थे। वांग एट अल.[12] के अध्ययन के परिणामों से पता चला कि पीसने वाले पत्थर के अपघर्षक के कण आकार में कमी के साथ पीसने का कंपन बढ़ जाता है। हालांकि ग्राइंडिंग स्टोन एब्रेसिव्स के संबंध में काफी शोध कार्य किया गया है, लेकिन ग्राइंडिंग स्टोन के भौतिक और रासायनिक गुणों (कठोरता, मजबूती, ताप प्रतिरोध, घिसाव प्रतिरोध आदि) और सेवा प्रदर्शन (ग्राइंडिंग की मात्रा, ग्राइंडिंग अनुपात, सेवा जीवन, सेवा में माइलेज, विफलता तंत्र और ग्राइंडिंग के बाद रेल की सतह की गुणवत्ता) पर एब्रेसिव संरचना (ज्यामिति, प्रकार, कण आकार, अनुपात आदि) के नियामक तंत्र अभी भी स्पष्ट नहीं हैं।

[1] झांग वुलिन, लियू चांगबाओ, युआन योंगजी, एट अल. रेल पीसने वाले पत्थरों के पीसने के प्रदर्शन पर अपघर्षक घिसाव के प्रभाव की जांच [जे]. जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, 2021, 64: 493-507.

[2] वांग रुइक्सियांग, झोउ कुन, यांग जिन्यू, एट अल. रेल ग्राइंडिंग व्यवहार पर अपघर्षक सामग्री और ग्राइंडिंग व्हील की कठोरता के प्रभाव[जे]. वियर, 2020, 454-455: 203332.

[3] हुनाग गुइगांग। रेल सीबीएन ग्राइंडिंग व्हील के लिए हाई स्पीड ग्राइंडिंग टेस्ट बेंच का डिज़ाइन और प्रायोगिक अध्ययन [जे]। विनिर्माण स्वचालन, , 2020, 42(05): 88-91+122.

[4] पेंग जिन, ज़ू वेनजुन। जैविक अपघर्षक उपकरण[एम]। झेंग्झौ: झेंग्झौ यूनिवर्सिटी प्रेस, 102-244।

[5] ली बोमिंग, झाओ बो, ली किंग। अपघर्षक, अपघर्षक उपकरण और पीसने की तकनीक[एम]। दूसरा संस्करण। बीजिंग: केमिकल इंडस्ट्री प्रेस, 2016, 45-270।

[6] झाओ बियाओ, डिंग वेनफेंग, चेन झेनझेन, एट अल। वैक्यूम सिंटरिंग द्वारा निर्मित झरझरा धातु-बंधित सीबीएन अपघर्षक पहियों की छिद्र संरचना डिजाइन और पीसने का प्रदर्शन [जे]। जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, 2019, 44: 125-132।

[7] झांग वुलिन, झांग पेंगफेई, झांग जून, एट अल. रेल पीसने के व्यवहार पर अपघर्षक ग्रिट आकार के प्रभाव की जांच [जे]. जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, 2020, 53: 388-395.

[8] झांग वुलिन। कोरंडम अपघर्षक के माध्यम से उच्च गति रेल पीसने वाले पत्थर के प्रदर्शन विनियामक तंत्र पर अध्ययन[डी]। चेंगदू: दक्षिण पश्चिम जियाओतोंग विश्वविद्यालय, 2021।

[9] युआन योंगजी, झांग वुलिन, झांग पेंगफेई, एट अल. रेल ग्राइंडिंग के लिए पूर्व-थकान को कम करने और सामग्री निष्कासन दक्षता बढ़ाने की दिशा में छिद्रयुक्त ग्राइंडिंग व्हील्स[जे]. ट्राइबोलॉजी इंटरनेशनल, 2021, 154: 106692

[10] झोउ कुन, डिंग हाओहाओ, वांग रुइक्सियांग, एट अल। विभिन्न फॉरवर्ड गति पर रेल ग्राइंडिंग के दौरान सामग्री हटाने तंत्र पर प्रायोगिक जांच [जे]। ट्राइबोलॉजी इंटरनेशनल, 2020, 143: 106040।

[11] झांग वुलिन, झांग पेंगफेई, झांग जून, एट अल. रेल पीसने के व्यवहार पर अपघर्षक ग्रिट आकार के प्रभाव की जांच [जे]. जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, 2020, 53: 388-395.

[12] वांग वेनजियान, गु काइकाई, झोउ कुन, एट अल. रेल ग्राइंडिंग प्रक्रिया में ग्राइंडिंग स्टोन की कणिकता का ग्राइंडिंग बल और सामग्री निष्कासन पर प्रभाव [जेजे]. इंस्टीट्यूशन ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स की कार्यवाही, भाग जे: जर्नल ऑफ इंजीनियरिंग ट्राइबोलॉजी, 2019, 233(2): 355-365.