Bahan pengikis batu pengisar
Batu pengisar yang biasa digunakan sebagai bahan pengikis untuk bahan pengikis kelas korundum (zirkonium korundum, korundum perang, korundum putih, dll., seperti Rajah 11)[1,2], beberapa bahan pengikis super keras (CBN)[3] dan SiC, WC, dll. Oleh kerana berlian dan unsur logam peralihan Fe mempunyai afiniti yang kuat, maka dalam pengisaran lapisan permukaan berlian suhu tinggi, keadaan hibridisasi atom karbon sp3 menjadi keadaan sp2+ 2P1z, iaitu penggrafitan berlian, mengurangkan prestasi pengisaran kasar[4,5]. Ini mengurangkan prestasi pengisaran bahan pengikis, dan oleh itu berlian tidak sesuai untuk pengisaran rel. Walaupun bahan pelelas CBN kuat/tahan lasak, dan rintangan suhu tinggi, rintangan haus, kekonduksian terma yang baik, keupayaan pengisaran yang kuat [6,7] Walaupun bahan pelelas CBN kuat/tahan lasak, tahan suhu tinggi, tahan haus, kekonduksian terma yang baik, keupayaan pengisaran yang kuat, tetapi saiz zarahnya kecil (saiz zarah terbesar kurang daripada 500 μm), harganya tinggi, sukar untuk mencerminkan kelebihan prestasi pengisarannya dalam pengisaran rel bagi jenis pengisaran kasar dan keadaan beban berat ini, dan ekonomi batu pengisaran adalah lemah. Bahan pelelas korundum mempunyai rintangan haus yang baik, kuat/tahan lasak, dan keupayaan pemotongan, kos rendah, dalam kelas pengisaran rel berkelajuan tinggi, beban tinggi, pengisaran kering, saiz butiran kasar dan keadaan operasi ekstrem yang lain mempunyai kelebihan yang ketara. Zhang Wulin[8] Kekuatan mampatan korundum zirkonium, korundum coklat terkalsinasi dan korundum putih serta prestasi pengisaran batu pengisaran F16 yang sepadan telah diperiksa menggunakan peranti ujian mampatan uniaksial, dan hasilnya menunjukkan bahawa: kekuatan korundum zirkonium adalah yang tertinggi (308.0 MPa), diikuti oleh korundum coklat terkalsinasi (124.0 MPa), dan yang terendah ialah korundum putih (103.2 MPa); dan nisbah pengisaran batu pengisaran kasar zirkonium, korundum coklat terkalsinasi dan korundum putih, mengikut magnitud, ialah 41.0, 22.4, dan 11.9; Oleh itu, bahan pelelas korundum yang kuat/kuat dan stabil secara kimia, terutamanya korundum zirkonium dan korundum perang, biasanya digunakan dalam pembuatan batu pengisar rel.[9,10,2] Oleh itu, pembuatan batu asah pengisar rel secara amnya menggunakan bahan pelelas jenis korundum yang kuat/kuat dan stabil secara kimia, terutamanya korundum zirkonium dan korundum perang. Pada masa ini, teknologi peleburan bahan pelelas korundum zirkonium berprestasi tinggi global dikuasai oleh Saint-Gobain Perancis dan perusahaan lain. Oleh itu, memecahkan kesesakan teknologi utama peleburan korundum zirkonium dan membangunkan bahan pelelas korundum zirkonium berprestasi tinggi (ketahanan tinggi, rintangan haus, rintangan haba, ketajaman diri yang baik, dsb.) adalah penting untuk peningkatan prestasi batu pengisar.
Rajah 1.Bahan pelelas zirkonium korundum[1]
Rajah 2. Bahan pelelas korundum putih[1]
Rajah 3. Bahan pelelas korundum perang[1]
Pada masa ini, batu pengisar untuk pengisaran rel talian dihasilkan dengan campuran bahan pengikis dengan saiz dan jenis butiran yang berbeza. Wang et al.[50] mengkaji prestasi pengisaran batu pengisar dengan nisbah korundum zirkonium dan korundum coklat yang berbeza, dan hasilnya menunjukkan bahawa dengan peningkatan kandungan korundum coklat (0%~100%), isipadu pengisaran batu pengisar berkurangan. Keputusan perbandingan yang komprehensif menunjukkan bahawa penambahan 10%~30% korundum coklat pada batu asah dapat memastikan batu asah mempunyai kecekapan pengisaran yang lebih diingini dan juga mengurangkan kos pembuatan batu asah. Zhang et al.[11] mengkaji tingkah laku pengisaran batu pengisar dengan saiz butiran kasar yang berbeza (F10~F30), dan hasilnya menunjukkan bahawa di bawah beban tertentu, dengan pengurangan saiz butiran kasar, mekanisme pengisaran utama batu pengisar secara beransur-ansur berubah daripada geseran gelongsor dan membajak kepada pemotongan, dan prestasi pengisaran batu pengisar dan kualiti permukaan rel yang digilap kedua-duanya bertambah baik. Dalam kajian seterusnya, Zhang et al.[1] terus mengkaji sifat-sifat mekanikal bahan pengisar zirkonium korundum, korundum coklat dan korundum putih serta sifat pengisaran batu asah yang sepadan, dan hasilnya menunjukkan bahawa sifat mekanikal bahan pengisar adalah salah satu sebab asas yang mempengaruhi prestasi pengisaran batu asah. Wang et al.[12] Keputusan kajian menunjukkan bahawa getaran pengisaran meningkat dengan penurunan saiz butiran batu pengisar. Walaupun sejumlah besar kerja penyelidikan telah dijalankan di sekitar bahan pengisar batu pengisar, mekanisme pengawalseliaan struktur pengisar (geometri, jenis, saiz butiran, nisbah, dll.) terhadap sifat fizikal dan kimia batu pengisar (ketahanan/ketahanan, kekuatan, rintangan haba, rintangan haus, dll.) dan prestasi perkhidmatan (jumlah pengisaran, nisbah pengisaran, hayat perkhidmatan, jarak tempuh dalam perkhidmatan, mekanisme kegagalan, dan kualiti permukaan rel selepas pengisaran) masih tidak jelas.
[1] ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie, dkk. Menyelidiki Kesan Haus Abrasif terhadap Prestasi Pengisaran Batu Pengisaran Rel[J]. Jurnal Proses Pembuatan, 2021, 64: 493-507.
[2] WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu, dsb. Kesan Bahan Abrasif dan Kekerasan Roda Pengisaran terhadap Tingkah Laku Pengisaran Rel[J]. Haus, 2020, 454-455: 203332.
[3] HUNAG Guigang. Reka Bentuk dan Kajian Eksperimen Bangku Ujian Pengisaran Berkelajuan Tinggi untuk Roda Pengisaran Rel CBN[J]. Automasi Pembuatan, , 2020, 42(05): 88-91+122.
[4] PENG Jin, ZOU Wenjun. Alat Pelelas Organik[M]. Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 102-244.
[5] LI Boming, ZHAO Bo, LI Qing. Bahan Pengikis, Alat Pengikis dan Teknologi Pengisaran[M]. Edisi Kedua. Beijing: Chemical Industry Press, 2016, 45-270.
[6] ZHAO Biao, DING Wenfeng, CHEN Zhenzhen, dkk. Reka Bentuk Struktur Liang dan Prestasi Pengisaran Roda Abrasif CBN Berikat Logam Berliang yang Dihasilkan melalui Sintering Vakum[J]. Jurnal Proses Pembuatan, 2019, 44: 125-132.
[7] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, dkk. Menyelidiki Kesan Saiz Grit Abrasif terhadap Tingkah Laku Pengisaran Rel[J]. Jurnal Proses Pembuatan, 2020, 53: 388-395.
[8] ZHANG Wulin. Kajian tentang Mekanisme Kawal Selia Prestasi Batu Pengisar Rel Berkelajuan Tinggi melalui Bahan Pelelas Korundum[D]. Chengdu: Universiti Jiaotong Barat Daya, 2021.
[9] YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, dkk. Roda Pengisaran Berliang untuk Mengurangkan Pra-keletihan dan Meningkatkan Kecekapan Penyingkiran Bahan untuk Pengisaran Rel[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
[10] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, dkk. Penyiasatan Eksperimen tentang Mekanisme Penyingkiran Bahan Semasa Pengisaran Rel pada Kelajuan Hadapan yang Berbeza [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
[11] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, dkk. Menyelidiki Kesan Saiz Grit Abrasif terhadap Tingkah Laku Pengisaran Rel[J]. Jurnal Proses Pembuatan, 2020, 53: 388-395.
[12] WANG Wenjian, GU Kaikai, ZHOU Kun, dkk. Pengaruh Kebutiran Batu Pengisar terhadap Daya Pengisaran dan Penyingkiran Bahan dalam Proses Pengisaran Rel[JJ]. Prosiding Institusi Jurutera Mekanikal, Bahagian J: Jurnal Tribologi Kejuruteraan, 2019, 233(2): 355-365.