Os abrasivos da pedra de amolar

Pedra de amolar comumente usada abrasivos para abrasivos de classe de corindo (zircônio corindo, corindo marrom, corindo branco, etc., como Figura 11)[1,2], alguns abrasivos superduros (CBN)[3] e SiC, WC, etc. Como o diamante e o elemento de metal de transição Fe têm forte afinidade, então na moagem de alta temperatura da camada superficial do diamante, o átomo de carbono sp3 hibridiza o estado no estado sp2+ 2P1z, ou seja, a grafitização do diamante, reduz o desempenho de moagem abrasiva[4,5]. Isso reduz o desempenho de moagem do abrasivo e, portanto, o diamante não é adequado para moagem de trilhos. Embora o abrasivo CBN seja forte/resistente, e tenha alta resistência à temperatura, resistência ao desgaste, boa condutividade térmica, forte capacidade de moagem[6,7] Embora os abrasivos CBN sejam fortes/resistentes, resistentes a altas temperaturas, resistentes ao desgaste, boa condutividade térmica, forte capacidade de moagem, mas seu tamanho de partícula é pequeno (o maior tamanho de partícula é menor que 500 μm), alto preço, é difícil refletir as vantagens de seu desempenho de moagem na moagem de trilhos deste tipo de moagem grossa e condições de carga pesada, e a economia da pedra de moagem é ruim. Os abrasivos de coríndon têm boa resistência ao desgaste, forte/resistente e capacidade de corte, baixo custo, na classe de moagem de trilhos de alta velocidade, alta carga, moagem a seco, tamanho de grão grosso e outras condições operacionais extremas têm vantagens significativas. Zhang Wulin[8] As resistências à compressão do corindo de zircônio, corindo marrom calcinado e corindo branco e o desempenho de moagem das pedras de moagem correspondentes de F16 foram examinadas usando um dispositivo de teste de compressão uniaxial, e os resultados mostraram que: a resistência do corindo de zircônio foi a mais alta (308,0 MPa), seguida pelo corindo marrom calcinado (124,0 MPa), e a mais baixa foi o corindo branco (103,2 MPa); e as taxas de moagem das pedras de moagem abrasivas de zircônio, corindo marrom calcinado e corindo branco, em ordem de magnitude, foram 41,0, 22,4 e 11,9; Portanto, abrasivos de corindo fortes/resistentes e quimicamente estáveis, especialmente corindo de zircônio e corindo marrom, são comumente usados ​​na fabricação de pedras de amolar para trilhos.[9,10,2] Portanto, a fabricação de pedras de amolar para trilhos geralmente usa abrasivos do tipo corindo fortes/resistentes e quimicamente estáveis, especialmente corindo de zircônio e corindo marrom. Atualmente, a tecnologia global de fundição de abrasivos de corindo de zircônio de alto desempenho é dominada pela francesa Saint-Gobain e outras empresas. Portanto, romper o principal gargalo tecnológico da fundição de corindo de zircônio e desenvolver abrasivos de corindo de zircônio de alto desempenho (alta tenacidade, resistência ao desgaste, resistência ao calor, boa autoafiação, etc.) são cruciais para a melhoria do desempenho da pedra de amolar.

Figura 1.Abrasivos de zircônio corindo[1]

Fig. 2. Abrasivos de corindo branco[1]

Fig. 3. Abrasivos de corindo marrom[1]

Atualmente, as pedras de amolar para moagem de trilhos de linha são fabricadas com uma mistura de abrasivos de diferentes tamanhos e tipos de grãos. Wang et al. [50] estudaram o desempenho de moagem de pedras de amolar com diferentes proporções de corindo de zircônio e corindo marrom, e os resultados mostraram que com o aumento do teor de corindo marrom (0% ~ 100%), o volume de moagem das pedras de amolar diminuiu. Resultados comparativos abrangentes indicam que a adição de 10% ~ 30% de corindo marrom à pedra de amolar pode garantir que a pedra de amolar tenha uma eficiência de moagem mais desejável e também reduzir o custo de fabricação da pedra de amolar. Zhang et al. [11] investigaram o comportamento de moagem de pedras de amolar com diferentes tamanhos de grãos abrasivos (F10 ~ F30), e os resultados mostraram que sob uma certa carga, com a redução do tamanho do grão abrasivo, o principal mecanismo de moagem da pedra de amolar mudou gradualmente de fricção deslizante e aração para corte, e o desempenho de moagem da pedra de amolar e a qualidade da superfície dos trilhos polidos foram melhorados. No estudo subsequente, Zhang et al.[1] continuaram a estudar as propriedades mecânicas dos abrasivos de zircônio corindo, corindo marrom e corindo branco e o comportamento de moagem da pedra de amolar correspondente, e os resultados mostraram que as propriedades mecânicas dos abrasivos foram uma das razões fundamentais que afetam o desempenho de moagem da pedra de amolar.Wang et al.[12] Os resultados do estudo mostraram que a vibração de moagem aumentou com a diminuição do tamanho do grão do abrasivo da pedra de amolar. Embora uma grande quantidade de trabalho de pesquisa tenha sido realizada em torno dos abrasivos da pedra de amolar, o mecanismo regulador da estrutura abrasiva (geometria, tipo, tamanho do grão, proporção, etc.) nas propriedades físicas e químicas da pedra de amolar (tenacidade/tenacidade, resistência, resistência ao calor, resistência ao desgaste, etc.) e o desempenho do serviço (quantidade de moagem, proporção de moagem, vida útil, quilometragem em serviço, mecanismo de falha e a qualidade da superfície do trilho após a moagem) ainda não está claro.

[1] ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie, et al. Sondando o efeito do desgaste abrasivo no desempenho de retificação de pedras de retificação de trilhos[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 64: 493-507.

[2] WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu, et al. Efeitos do material abrasivo e da dureza da roda de retificação nos comportamentos de retificação de trilhos[J]. Desgaste, 2020, 454-455: 203332.

[3] HUNAG Guigang. Projeto e estudo experimental de bancada de teste de retificação de alta velocidade para roda de retificação de CBN de trilho[J]. Manufacturing Automation, , 2020, 42(05): 88-91+122.

[4] PENG Jin, ZOU Wenjun. Ferramentas abrasivas orgânicas[M]. Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 102-244.

[5] LI Boming, ZHAO Bo, LI Qing. Abrasivos, ferramentas abrasivas e tecnologia de retificação[M]. Segunda edição. Pequim: Chemical Industry Press, 2016, 45-270.

[6] ZHAO Biao, DING Wenfeng, CHEN Zhenzhen, et al. Projeto de estrutura de poros e desempenho de retificação de rodas abrasivas de CBN ligadas a metais porosos fabricadas por sinterização a vácuo[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2019, 44: 125-132.

[7] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, et al. Sondando o efeito do tamanho do grão abrasivo nos comportamentos de retificação de trilhos[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 53: 388-395.

[8] ZHANG Wulin. Estudo sobre os mecanismos regulatórios de desempenho de pedras de moagem ferroviárias de alta velocidade por meio de abrasivos de coríndon[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2021.

[9] YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Rodas de moagem porosas para aliviar a pré-fadiga e aumentar a eficiência de remoção de material para moagem de trilhos[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692

[10] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Investigação experimental sobre mecanismo de remoção de material durante retificação de trilhos em diferentes velocidades de avanço [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.

[11] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, et al. Sondando o efeito do tamanho do grão abrasivo nos comportamentos de retificação de trilhos[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 53: 388-395.

[12] WANG Wenjian, GU Kaikai, ZHOU Kun, et al. Influência da granularidade da pedra de moagem na força de moagem e remoção de material no processo de moagem de trilhos[JJ]. Anais da Instituição de Engenheiros Mecânicos, Parte J: Journal of Engineering Tribology, 2019, 233(2): 355-365.