Köszörűkorongok kötőanyaga

A kötőanyag kulcsszerepet játszik a csiszolószemcsék biztonságos megkötésében, ezáltal biztosítva, hogy a csiszolókő döntő mechanikai tulajdonságokkal, például szilárdsággal, szívóssággal, kopásállósággal és hőállósággal rendelkezzen. Ezenkívül biztosítja a csiszolóanyagnak a szükséges tartóerőt a csiszolási folyamat során. A köszörűkő kötéseknek három fő típusa van: kerámia alapú, fém alapú és gyanta alapú. A kerámia kötések stabil kémiai tulajdonságaikról és kivételes hőállóságukról ismertek. A ridegségük és a rossz hővezető képességük azonban alkalmatlanná teszi a síncsiszolás szigorú körülményeihez, amelyek nagy sebességgel, nagy terhelésekkel, magas hőmérséklettel és intenzív rezgéssel járnak. Jelenleg nem számoltak be olyan esetről, amikor kerámia kötésű köszörűköveket használnak a síncsiszoláshoz.

A fémkötésű anyagok nagy szilárdságot, magas hővezető képességet és nagy kopásállóságot biztosítanak a köszörűkövek számára. Jiang et al. réz alapú [1] és vas alapú [2] fémkötésű köszörűkövek készítése porkohászat segítségével. A köszörülési kísérletek során kiderült, hogy a vasalapú köszörűkő köszörülési aránya megközelítőleg 15-ször nagyobb, mint a gyanta alapú köszörűkőé, elérte a 686-ot is. A fémkötés nagy szilárdsága azonban megnehezíti a kötés kopását a köszörülési folyamat során, így szabaddá válik a csiszolóanyag, és a köszörülési kő gyenge önmaradását eredményezi. Ezen túlmenően, mivel a síncsiszoló kocsik nem rendelkeznek a passzivációs köszörűkő élezés feltételeivel, a fém alapú köszörűkövek nem rendelkeznek előnyökkel a vonalköszörülési műveletekben. Ezenkívül a fémkötésű köszörűkövek szinterezési hőmérséklete magas, a folyamat összetett, a gyártási költség magas, és a köszörűkő gazdaságossága alacsony. Jelenleg nincs rá példa, hogy fémkötésű köszörűköveket használnak a vonalköszörülésben. A jövőben a kutatások középpontjában a fém alapú köszörűkövek szilárdságának és önélezésének kiegyensúlyozása, az olcsó gyártási alapanyagok felkutatása és a gyártási folyamat ésszerűsítése áll. A nagy szilárdságú, szívósságú és alacsony nyersanyagárakkal rendelkező gyanta kötőanyagokat, valamint az egyszerű formázási eljárást széles körben használják a csiszolóanyagok gyártásában. Jelenleg a vasúti tranzitvonalakon a síncsiszoló járműveken felszerelt köszörűkövek (aktív köszörülés és nagysebességű passzív köszörülés) mind belföldön, mind nemzetközileg mind gyanta alapú köszörűkövek [3,4]. A sínköszörülési feltételek kemények, és az őrlési hőmérséklet magas száraz őrlési állapotban. Ezért a köszörűkövek általában magas hőmérséklet-állóságú, jó tapadású és könnyen formázható fenolgyantákat, valamint újonnan módosított fajtákat, például epoxit, polivinil-kloridot, poliamidot, polivinil-étert, biszmaleimidet és más módosított fenolgyantákat használnak [5]. A polifenol-éter gyanták és a nagyobb hőállóságú és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező poliimid gyanták is gyakran használatosak [6]. Zhang és mtsai. [4] négy fenolgyanta köszörűkő köszörülési tulajdonságait tanulmányozta, és megállapította, hogy a gyanta szilárdságának, szívósságának és hőállóságának biztosítása magas hőmérsékleten döntő tényező a nagy teljesítményű köszörűkövek elkészítéséhez. Zhang és mtsai. [7] kimutatta, hogy a kis szilárdságú (alacsony kötőanyag-tartalmú) köszörűkövek jó önélezéssel és nagy anyagleválasztással rendelkeznek, de hajlamosak a sín megégésére és gyenge kopásállóságuk volt. Ezzel szemben a nagy szilárdságú (magas kötőanyag-tartalmú) köszörűkövek jó kopásállóságot és nagy csiszolási arányt, de gyenge önélezést mutattak. Zhang és mtsai. [8] azt javasolta, hogy a csiszoló/kötőanyag határfelület leválása volt az elsődleges oka a barna olvasztott alumínium-oxid csiszolókő csiszolóanyag idő előtti kiválásának, ami alacsony őrlési mennyiséget és őrlési arányt eredményezett. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a gyanta szilárdsága, szívóssága, hőállósága és nedvesíthetősége heterogén anyagok (csiszolóanyagok, töltőanyagok stb.) felületén közvetlenül befolyásolja a köszörűkő átfogó tulajdonságait. Ezért nagy tudományos jelentőséggel bír a nagy szilárdságú, szívósságú, hőbomlásálló és erős nedvesíthetőségű gyanták kiválasztása, valamint a gyanta/csiszolóanyag, gyanta/töltőanyag és egyéb heterogén felületek kötési mechanizmusának tisztázása a köszörűkőrendszeren belül.

[1]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang és mások. Vákuumos melegsajtolásos szinterezéssel előállított Cu-ZTA cermet mikroszerkezete és mechanikai tulajdonságai[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26530.

[2]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang és mások. Vákuumos melegen préselt szinterezéssel előállított Fe-ZTA cermet mikroszerkezete és mechanikai tulajdonságai[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26518.

[3]China Railways Corporation. Q/CR 1-2014. A China Railway Corporation vállalati szabványa: Műszaki előírások a síncsiszoló vonat csiszolókorongjának beszerzéséhez[S]. Peking: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.

[4]JI Yuan. A szisztematikus tanulmány a síncsiszoláshoz használt csiszolókorongok értékelési technológiájáról[D]. Peking: Kínai Vasúttudományi Akadémia, 2019.

[5]ZHANG Guowen, HE Chunjiang, PEI Dingfeng. Tanulmány a fenolgyanta hatásáról a síncsiszolókorong köszörülési teljesítményére[J]. Vasúti Minőségellenőrzés, 2015, 43(02): 21-24.

[6]WU Leitao. Tanulmány a réz-ón ötvözet porának a gyantakötésű szuperkemény termékek mechanikai tulajdonságaira és csiszolási teljesítményére gyakorolt ​​hatásáról[D]. Zhengzhou: Henan Műszaki Egyetem, 2011.

[7]ZHANG Wulin, FAN Xiaoqiang, ZHANG Pengfei és mások. A köszörülési kő szilárdságának a sínek köszörülési viselkedésére gyakorolt ​​hatásának vizsgálata[J]. Tribology, 40(03): 385-394

[8]ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie és társai. A csiszolókopás hatásának vizsgálata a síncsiszolókövek csiszolási teljesítményére[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 64: 493-507.