O agente de ligação das rodas de moagem

O agente ligante desempenha um papel fundamental na ligação segura das partículas abrasivas, garantindo assim que a pedra de amolar possua propriedades mecânicas cruciais, como resistência, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência ao calor. Ele também fornece a força de retenção necessária ao abrasivo durante o processo de amolar. Existem três tipos principais de ligantes para pedras de amolar: à base de cerâmica, à base de metal e à base de resina. As ligas cerâmicas são conhecidas por suas propriedades químicas estáveis ​​e excepcional resistência ao calor. No entanto, sua fragilidade e baixa condutividade térmica as tornam inadequadas para as condições rigorosas de amolar trilhos, que envolvem altas velocidades, cargas pesadas, temperaturas elevadas e vibrações intensas. Atualmente, não há relatos de uso de pedras de amolar com ligantes cerâmicos na amolar trilhos.

Materiais com liga metálica podem conferir alta resistência, alta condutividade térmica e alta resistência ao desgaste às pedras de amolar. Jiang et al. prepararam pedras de amolar com liga metálica à base de cobre [1] e ferro [2] usando metalurgia do pó. Os experimentos de amolar revelaram que a taxa de moagem da pedra de amolar à base de ferro era aproximadamente 15 vezes maior do que a da pedra de amolar à base de resina, chegando a 686. No entanto, a alta resistência da ligação metálica dificulta o desgaste da ligação durante o processo de amolar, expondo assim o abrasivo e resultando em baixa autoafiação da pedra de amolar. Além disso, como os vagões de amolar ferroviários não possuem as condições para a afiação da pedra de amolar por passivação, as pedras de amolar à base de metal não apresentam vantagem nas operações de amolar em linha. Além disso, a temperatura de sinterização das pedras de amolar com liga metálica é alta, o processo é complexo, o custo de fabricação é alto e a economia da pedra de amolar é baixa. Atualmente, não há casos de pedras de amolar com liga metálica sendo usadas em amolar em linha. No futuro, a pesquisa se concentrará em equilibrar a resistência e a autoafiação de pedras de amolar à base de metal, encontrar matérias-primas de produção de baixo custo e otimizar o processo de fabricação. Aglutinantes de resina, que possuem alta resistência, tenacidade e baixos preços de matéria-prima, juntamente com um processo de moldagem simples, são amplamente utilizados na fabricação de abrasivos. Atualmente, as pedras de amolar (moagem ativa e moagem passiva de alta velocidade) equipadas em veículos de moagem ferroviária para linhas de transporte ferroviário, tanto no mercado nacional quanto internacional, são todas pedras de amolar à base de resina [3,4]. As condições de moagem ferroviária são severas e a temperatura de moagem é alta no estado de moagem a seco. Portanto, as pedras de amolar geralmente utilizam resinas fenólicas com alta resistência à temperatura, boa adesão e fácil moldagem, bem como variedades recentemente modificadas, como epóxi, cloreto de polivinila, poliamida, éter polivinílico, bismaleimida e outras resinas fenólicas modificadas [5]. Resinas de éter polifenólico e resinas de poliimida com maior resistência ao calor e propriedades mecânicas também são comumente utilizadas [6]. Zhang et al. [4] estudaram as propriedades de moagem de quatro pedras de moagem de resina fenólica e descobriram que garantir a resistência, tenacidade e resistência ao calor da resina em altas temperaturas eram fatores cruciais para a preparação de pedras de moagem de alto desempenho. Os resultados de Zhang et al. [7] mostraram que pedras de moagem de baixa resistência (baixo teor de ligante) tinham boa autoafiação e grande remoção de material, mas eram propensas a queimar o trilho e tinham baixa resistência ao desgaste. Por outro lado, pedras de moagem de alta resistência (alto teor de ligante) exibiram boa resistência ao desgaste e uma alta taxa de moagem, mas baixa autoafiação. Zhang et al. [8] sugeriram que a descolagem da interface abrasivo/aglutinante foi a principal razão para o desprendimento prematuro do abrasivo da pedra de moagem de alumina fundida marrom, levando a uma baixa quantidade de moagem e taxa de moagem. Essas descobertas indicam que a resistência, tenacidade, resistência ao calor e molhabilidade da resina na superfície de materiais heterogêneos (abrasivos, cargas, etc.) afetam diretamente as propriedades abrangentes da pedra de moagem. Portanto, é de grande importância científica selecionar resinas com alta resistência, tenacidade, resistência à degradação térmica e forte molhabilidade, além de esclarecer o mecanismo de ligação de resina/abrasivo, resina/carga e outras interfaces heterogêneas dentro do sistema de pedra de amolar.

[1]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang, et al. Microestrutura e propriedades mecânicas de cermet Cu-ZTA preparado por sinterização por prensagem a quente a vácuo[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26530.

[2]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang, et al. Microestrutura e propriedades mecânicas de cermet Fe-ZTA preparado por sinterização por prensagem a quente a vácuo[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26518.

[3]China Railways Corporation. Q/CR 1-2014. Padrão empresarial da China Railway Corporation: Especificações técnicas para a aquisição de rebolo para o trem de retificação de trilhos[S]. Pequim: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.

[4]JI Yuan. Estudo Sistemático na Tecnologia de Avaliação de Rebolos para Retificação de Trilhos[D]. Pequim: Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias, 2019.

[5]ZHANG Guowen, HE Chunjiang, PEI Dingfeng. Estudo sobre o efeito da resina fenólica no desempenho de retificação de rebolos ferroviários[J]. Controle de Qualidade Ferroviária, 2015, 43(02): 21-24.

[6]WU Leitao. Estudo sobre o efeito do pó de liga de cobre-estanho nas propriedades mecânicas e no desempenho de retificação de produtos superduros com liga de resina[D]. Zhengzhou: Universidade de Tecnologia de Henan, 2011.

[7]ZHANG Wulin, FAN Xiaoqiang, ZHANG Pengfei, et al. Investigando o efeito da resistência da pedra de amolar no comportamento de moagem de trilhos[J]. Tribologia, 40(03): 385-394

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