Regolazione delle prestazioni di rettifica delle mole abrasive tramite granularità mista degli abrasivi

La rettifica è un processo di lavorazione in cui una mola abrasiva (GS, come mostrato in Fig. 1) viene utilizzata per rimuovere materiali a una determinata velocità di rotazione [1]. La mola è composta da abrasivi, leganti, riempitivi e pori, ecc. In questo processo, l'abrasivo svolge il ruolo di tagliente durante la rettifica. La tenacità, la resistenza, il comportamento fratturativo e la geometria dell'abrasivo hanno un effetto significativo sulle prestazioni di rettifica (capacità di rettifica, integrità superficiale del pezzo lavorato, ecc.) della mola [2, 3].

Figura 1.Le tipiche mole abrasive con granulometria mista.

È stata testata la resistenza dell'allumina di zirconia (ZA) con una granulometria compresa tra F14 e F30. Il contenuto di abrasivo di F16 o F30 nella GS preparata è stato suddiviso in cinque gradi, da alto a basso: ultra-alto (UH), alto (H), medio (M), basso (L) ed estremamente basso (EL). È stato riscontrato che la resistenza alla compressione Weibull di F14, F16 e F30 di ZA era rispettivamente di 198,5 MPa, 308,0 MPa e 410,6 MPa, a indicare che la resistenza di ZA aumentava con la diminuzione della granulometria abrasiva. Il modulo di Weibull più grande Mha indicato una minore diversità tra le particelle testate [4-6]. Il Mil valore è diminuito con la diminuzione della dimensione della grana degli abrasivi, rivelando che la diversità tra gli abrasivi testati è diventata più grande con la diminuzione della grana dell'abrasivo [7, 8]. Poiché la densità dei difetti dell'abrasivo è costante, gli abrasivi più piccoli hanno quantità inferiori di difetti e una maggiore resistenza, rendendo così gli abrasivi più fini più difficili da rompere.

Fico.2. Lo stress caratteristico di Weibull S₀e il modulo di Weibull Mper diverse granularità di ZA.

È stato sviluppato il modello di usura abrasiva completa del processo di manutenzione ideale [9], come illustrato nella Fig. 3. In condizioni ideali, l'abrasivo ha un elevato tasso di utilizzo e il GS mostra buone prestazioni di rettifica [3]. In base al carico di rettifica e alla resistenza dell'agente legante, i principali meccanismi di usura sono stati modificati dall'usura per attrito e microfratture per l'F16 all'usura per attrito e all'estrazione per l'F30, a causa della differenza nella resistenza alla frantumazione dell'abrasivo [10,11]. L'usura per attrito indotta dalla degradazione del GS e l'autoaffilatura causata dall'estrazione dell'abrasivo potrebbero raggiungere uno stato di equilibrio, promuovendo così significativamente la capacità di rettifica [9]. Per l'ulteriore sviluppo del GS, la resistenza alla frantumazione dell'abrasivo, la resistenza dell'agente legante e il carico di rettifica, nonché l'evoluzione dei meccanismi di usura degli abrasivi, dovrebbero essere regolati e controllati per promuovere il tasso di utilizzo degli abrasivi.

Fico. 3.Il processo di manutenzione ideale di un abrasivo

Sebbene le prestazioni di macinazione del GS siano influenzate da molti fattori, come la resistenza alla frantumazione dell'abrasivo, la resistenza dell'agente legante, il carico di macinazione, i comportamenti di taglio dell'abrasivo, le condizioni di macinazione, ecc., le indagini sui meccanismi di regolazione delle granularità della miscela di abrasivi possono fornire un ottimo riferimento per la progettazione e la produzione del GS.

Riferimenti 

• [1] I.Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Manuale di lavorazione con mola, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
• [2] CF Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, Uno studio comparativo dello stress residuo e dello strato interessato nella rettifica dell'acciaio Aermet100 con mole in allumina e 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, Caratterizzazione topografica e comportamento all'usura della mola diamantata in diverse fasi di lavorazione nella molatura del vetro ottico N-BK7, Tribol Int 151 (2020) 106453.
• [4] B. Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, Effetto del contenuto di grani di un singolo aggregato di nitruro di boro cubico sul meccanismo di rimozione del materiale durante la macinazione della lega Ti-6Al-4V, Ceram Int 46(11) (2020) 17666-74.
• [5] WF Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, Caratteristiche dell'interfaccia e comportamento della frattura dei grani CBN policristallini brasati utilizzando la lega Cu-Sn-Ti, Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
• [6] Y. Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun, Indagine sulle proprietà di rettifica della mola CBN a legame vetrificato ad alta conduttività termica per la lega di titanio, Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
• [7] Y. Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, Un approccio probabilistico alla frantumazione delle particelle di sabbia nel test triassiale, Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
• [8] Y. Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, Comportamento di compressione unidimensionale della sabbia di grado uniforme correlato alla resistenza alla frantumazione di singole particelle, Soils Found 41(2) (2001) 39-51.
• [9] WL Zhang, CB Liu, JF Peng, ecc. Miglioramento delle prestazioni di rettifica della pietra per rettifica ferroviaria ad alta velocità tramite granularità mista di corindone di zirconia. Tribol Int, 2022, 175: 107873.
• [10] WL Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, Indagine sull'effetto della dimensione della grana abrasiva sui comportamenti di rettifica delle rotaie, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
• [11] WL Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, Indagine sull'effetto dell'usura abrasiva sulle prestazioni di rettifica delle pietre per rotaie, J Manuf Process 64 (2021) 493-507.