Mengatur kinerja penggilingan roda gerinda melalui campuran butiran abrasif.

14 Oktober 2024

Penggilingan adalah proses pemesinan di mana roda gerinda abrasif (GS, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1) digunakan untuk menghilangkan material pada kecepatan putar tertentu [1]. Roda gerinda terdiri dari bahan abrasif, bahan pengikat, pengisi, dan pori-pori, dll. Di mana, bahan abrasif berperan sebagai mata pisau pemotong selama proses penggilingan. Ketangguhan, kekuatan, perilaku patahan, geometri bahan abrasif memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kinerja penggilingan (kapasitas penggilingan, integritas permukaan benda kerja yang dikerjakan, dll.) dari roda gerinda [2, 3].

Tangkapan layar WeChat_20241014141701.png

Gambar 1.Roda gerinda tipikal dengan butiran abrasif campuran.

Kekuatan zirkonia alumina (ZA) dengan ukuran butiran F14~F30 diuji. Kandungan abrasif F16 atau F30 dalam GS yang disiapkan dibagi menjadi lima tingkatan dari tinggi ke rendah: ultra tinggi (UH), tinggi (H), menengah (M), rendah (L), dan sangat rendah (EL). Ditemukan bahwa kekuatan tekan Weibull dari ZA F14, F16, dan F30 masing-masing adalah 198,5 MPa, 308,0 MPa, dan 410,6 MPa, yang menunjukkan bahwa kekuatan ZA meningkat seiring dengan penurunan ukuran butiran abrasif. Modulus Weibull yang lebih besar Mmenunjukkan kurangnya keragaman antara partikel yang diuji [4-6]. MNilainya menurun seiring dengan penurunan ukuran butiran abrasif, yang menunjukkan bahwa perbedaan antara abrasif yang diuji menjadi lebih besar seiring dengan penurunan ukuran butiran abrasif [7, 8]. Karena kepadatan cacat abrasif konstan, abrasif yang lebih kecil memiliki jumlah cacat yang lebih rendah dan kekuatan yang lebih tinggi, sehingga abrasif yang lebih halus lebih sulit untuk dihancurkan.

Ara.2. Tegangan karakteristik Weibull S₀dan modulus Weibull Muntuk berbagai tingkat granularitas ZA.

Model keausan abrasif komprehensif dari proses servis ideal telah dikembangkan [9], seperti yang diilustrasikan pada Gambar 3. Dalam kondisi ideal, abrasif memiliki tingkat pemanfaatan yang tinggi dan GS menunjukkan kinerja penggilingan yang baik [3]. Di bawah beban penggilingan dan kekuatan agen pengikat yang diberikan, mekanisme keausan utama berubah dari keausan gesekan dan mikro-faktur untuk F16 menjadi keausan gesekan dan penarikan untuk F30 karena perbedaan kekuatan penghancuran abrasif [10,11]. Keausan gesekan yang menyebabkan degradasi GS dan penajaman sendiri yang disebabkan oleh penarikan abrasif dapat mencapai keadaan keseimbangan, sehingga meningkatkan kapasitas penggilingan secara signifikan [9]. Untuk pengembangan GS lebih lanjut, kekuatan penghancuran abrasif, kekuatan agen pengikat dan beban penggilingan, serta evolusi mekanisme keausan abrasif, harus disesuaikan dan dikendalikan untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan abrasif.

Gambar 3.png

Ara. 3.Proses perawatan ideal untuk bahan abrasif

Meskipun kinerja penggilingan GS dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti kekuatan penghancuran abrasif, kekuatan bahan pengikat, beban penggilingan, perilaku pemotongan abrasif, kondisi penggilingan, dll., investigasi mekanisme pengaturan ukuran butiran campuran abrasif dapat memberikan referensi yang besar pada desain dan pembuatan GS.

Referensi

[1] I. Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Buku Pegangan Pemesinan dengan Roda Gerinda, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
[2] CF Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, Studi perbandingan tegangan sisa dan lapisan yang terpengaruh pada penggerindaan baja Aermet100 dengan roda alumina dan cBN, Int J Adv Manuf Tech 74 (2014) 125-37.
[3] P. Li, T. Jin, H. Xiao, ZQ Chen, MN Qu, HF Dai, SY Chen, Karakterisasi topografi dan perilaku keausan roda intan pada berbagai tahap pemrosesan dalam penggilingan kaca optik N-BK7, Tribol Int 151 (2020) 106453.
[4] B. Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, Pengaruh kandungan butiran boron nitrida kubik teragregasi tunggal terhadap mekanisme penghilangan material selama penggilingan paduan Ti-6Al-4V, Ceram Int 46(11) (2020) 17666-74.
[5] WF Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, Karakteristik antarmuka dan perilaku fraktur butiran CBN polikristalin yang disolder menggunakan paduan Cu-Sn-Ti, Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
[6] Y. Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun,Investigasi sifat penggilingan roda gerinda CBN ikatan vitrifikasi konduktivitas termal tinggi untuk paduan titanium, Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
[7] Y. Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, Pendekatan probabilistik terhadap penghancuran partikel pasir dalam uji triaksial, Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
[8] Y. Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, Perilaku kompresi satu dimensi pasir bergradasi seragam terkait dengan kekuatan hancur partikel tunggal, Tanah Found 41(2) (2001) 39-51.
[9] WL Zhang, CB Liu, JF Peng, dsb. Meningkatkan kinerja penggilingan batu gerinda kereta api berkecepatan tinggi melalui campuran butiran korundum zirkonia. Tribol Int, 2022, 175: 107873.
[10] WL Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, Menyelidiki pengaruh ukuran butiran abrasif pada perilaku penggerindaan rel, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
[11] WL Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, Menyelidiki pengaruh keausan abrasif terhadap kinerja penggilingan batu gerinda rel, J Manuf Process 64 (2021) 493-507.