Ejen pengikat roda pengisaran

Ejen pengikat memainkan peranan penting dalam mengikat zarah kasar dengan selamat, dengan itu memastikan batu pengisar mempunyai sifat mekanikal yang penting seperti kekuatan, keliatan, rintangan haus dan rintangan haba. Ia juga memberikan daya pegangan yang diperlukan kepada pelelas semasa proses pengisaran. Terdapat tiga jenis utama ikatan batu pengisaran: berasaskan seramik, berasaskan logam, dan berasaskan resin. Ikatan seramik terkenal kerana sifat kimianya yang stabil dan rintangan haba yang luar biasa. Walau bagaimanapun, kerapuhan dan kekonduksian terma yang lemah menjadikannya tidak sesuai untuk keadaan pengisaran rel yang ketat, yang melibatkan kelajuan tinggi, beban berat, suhu tinggi dan getaran yang kuat. Pada masa ini, tiada kejadian yang dilaporkan tentang batu pengisar ikatan seramik digunakan dalam pengisaran rel.

Bahan berikat logam boleh memberikan kekuatan tinggi, kekonduksian haba yang tinggi, dan rintangan haus yang tinggi kepada batu pengisar. Jiang et al. disediakan batu pengisar berasaskan kuprum [1] dan berasaskan besi [2] berikat logam menggunakan metalurgi serbuk. Eksperimen pengisaran mendedahkan bahawa nisbah pengisaran batu pengisar berasaskan besi adalah kira-kira 15 kali lebih tinggi daripada batu pengisar berasaskan resin, mencecah setinggi 686. Walau bagaimanapun, kekuatan ikatan logam yang tinggi menyukarkan ikatan untuk dipakai semasa proses pengisaran, sekali gus mendedahkan bahan yang kasar dan mengakibatkan batu pengisaran yang lemah. Selain itu, memandangkan kereta pengisar rel tidak mempunyai syarat untuk mengasah batu pengisaran pasif, batu pengisar berasaskan logam tidak mempunyai kelebihan dalam operasi pengisaran talian. Tambahan pula, suhu pensinteran batu pengisar terikat logam adalah tinggi, prosesnya kompleks, kos pembuatannya tinggi, dan ekonomi batu pengisar adalah lemah. Pada masa ini, tiada contoh batu pengisar terikat logam digunakan dalam pengisaran garisan. Pada masa hadapan, penyelidikan akan memberi tumpuan kepada mengimbangi kekuatan dan mengasah sendiri batu pengisar berasaskan logam, mencari bahan mentah pengeluaran kos rendah, dan memperkemas proses pembuatan. Pengikat resin, yang mempunyai kekuatan tinggi, keliatan, dan harga bahan mentah yang rendah, bersama-sama dengan proses pengacuan yang mudah, digunakan secara meluas dalam pembuatan kasar. Pada masa ini, batu pengisar (pengisaran aktif dan pengisaran pasif berkelajuan tinggi) yang dilengkapi pada kenderaan pengisar rel untuk laluan transit rel di dalam dan di peringkat antarabangsa semuanya adalah batu pengisar berasaskan resin [3,4]. Keadaan pengisaran rel adalah keras, dan suhu pengisaran adalah tinggi dalam keadaan pengisaran kering. Oleh itu, batu pengisar secara amnya menggunakan resin fenolik dengan rintangan suhu tinggi, lekatan yang baik, dan pengacuan yang mudah, serta varieti yang baru diubah suai seperti epoksi, polivinil klorida, poliamida, polivinil eter, bismaleimide, dan resin fenolik yang diubah suai yang lain [5]. Resin polifenol eter dan resin polimida dengan rintangan haba yang lebih tinggi dan sifat mekanikal juga biasa digunakan [6]. Zhang et al. [4] mengkaji sifat pengisaran empat batu pengisar resin fenolik dan mendapati bahawa memastikan kekuatan, keliatan, dan rintangan haba resin pada suhu tinggi merupakan faktor penting untuk penyediaan batu pengisar berprestasi tinggi. Keputusan Zhang et al. [7] menunjukkan bahawa batu pengisar berkekuatan rendah (kandungan pengikat rendah) mempunyai pengasah sendiri yang baik dan penyingkiran bahan yang besar tetapi terdedah kepada pembakaran rel dan mempunyai rintangan haus yang lemah. Sebaliknya, batu pengisar berkekuatan tinggi (kandungan pengikat tinggi) mempamerkan rintangan haus yang baik dan nisbah pengisaran yang tinggi tetapi mengasah sendiri yang lemah. Zhang et al. [8] mencadangkan bahawa penyahikatan antara muka pelelas/pengikat adalah sebab utama penumpahan pramatang pelelas batu pengisar alumina bercantum coklat, yang membawa kepada jumlah pengisaran dan nisbah pengisaran yang rendah. Penemuan ini menunjukkan bahawa kekuatan, keliatan, rintangan haba, dan kebolehbasahan resin pada permukaan bahan heterogen (pelelas, pengisi, dll.) secara langsung mempengaruhi sifat komprehensif batu pengisar. Oleh itu, adalah sangat penting untuk memilih resin yang mempunyai kekuatan tinggi, keliatan, rintangan pereputan haba, dan kebolehbasahan yang kuat, dan untuk menjelaskan mekanisme ikatan resin/pelelas, resin/pengisi, dan antara muka heterogen lain dalam sistem batu pengisar.

[1]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang, et al. Struktur Mikro dan Sifat Mekanikal Cermet Cu-ZTA Disediakan oleh Pensinteran Penekan Panas Vakum[J]. Ekspres Penyelidikan Bahan, 2020, 7(2): 26530.

[2]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang, et al. Struktur Mikro dan Sifat Mekanikal Sermet Fe-ZTA Disediakan oleh Pensinteran Ditekan Panas Vakum[J]. Ekspres Penyelidikan Bahan, 2020, 7(2): 26518.

[3]Perbadanan Kereta Api China. Q/CR 1-2014. Piawaian Perusahaan China Railway Corporation: Spesifikasi Teknikal untuk Perolehan Roda Pengisar untuk Kereta Api Pengisar Rel[S]. Beijing: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.

[4]JI Yuan. Kajian Sistematik dalam Teknologi Penilaian Roda Pengisaran untuk Pengisaran Rel[D]. Beijing: Akademi Sains Kereta Api China, 2019.

[5]ZHANG Guowen, HE Chunjiang, PEI Dingfeng. Kajian tentang Kesan Resin Fenolik terhadap Prestasi Pengisaran Roda Pengisar Rel[J]. Kawalan Kualiti Keretapi, 2015, 43(02): 21-24.

[6]WU Leitao. Kajian tentang Kesan Serbuk Aloi Kuprum-Timah terhadap Sifat Mekanikal dan Prestasi Pengisaran Produk Superhard Resin Bond[D]. Zhengzhou: Universiti Teknologi Henan, 2011.

[7]ZHANG Wulin, FAN Xiaoqiang, ZHANG Pengfei, et al. Menyiasat Kesan Kekuatan Batu Pengisar pada Kelakuan Pengisaran Rel[J]. Tribology, 40(03): 385-394

[8]ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie, et al. Menyiasat Kesan Haus Melelas pada Prestasi Pengisaran Batu Pengisar Rel[J]. Jurnal Proses Pembuatan, 2021, 64: 493-507.