Абразивы шлифовального камня

Шлифовальный камень обычно используется в качестве абразива для абразивов класса корунда (циркониевый корунд, коричневый корунд, белый корунд и т. д., например, как на рисунке 11)[1,2], некоторых сверхтвердых абразивов (CBN)[3] и SiC, WC и т. д. Поскольку алмаз и элемент переходного металла Fe имеют сильное сродство, при шлифовании высокотемпературного поверхностного слоя алмаза состояние гибридизации атома углерода sp3 переходит в состояние sp2+ 2P1z, то есть происходит графитизация алмаза, что снижает производительность абразивного шлифования[4,5]. Это снижает производительность абразива, и, таким образом, алмаз не подходит для шлифования рельсов. Хотя абразив CBN прочен/прочн, устойчив к высоким температурам, износостойкости, хорошей теплопроводности, сильной шлифующей способности[6,7] Хотя абразивы CBN прочны/прочны, устойчивы к высоким температурам, износостойки, хорошей теплопроводности, сильной шлифующей способности, но размер его частиц мал (наибольший размер частиц менее 500 мкм), высокая цена, трудно отразить преимущества его шлифовальной производительности при шлифовании рельсов этого вида грубого шлифования и условий высокой нагрузки, а экономичность шлифовального камня плохая. Абразивы из корунда обладают хорошей износостойкостью, прочностью/прочностью и режущей способностью, низкой стоимостью, в классе шлифования рельсов с высокой скоростью, высокой нагрузкой, сухим шлифованием, крупным размером зерна и другими экстремальными условиями эксплуатации имеют значительные преимущества. Чжан Улинь[8] Прочность на сжатие циркониевого корунда, прокаленного коричневого корунда и белого корунда, а также производительность шлифования соответствующих шлифовальных камней F16 были исследованы с использованием устройства для испытания на одноосное сжатие, и результаты показали, что: прочность циркониевого корунда была самой высокой (308,0 МПа), за ним следовал прокаленный коричневый корунд (124,0 МПа), а самая низкая была у белого корунда (103,2 МПа); а коэффициенты шлифования абразивных шлифовальных камней из циркония, прокаленного коричневого корунда и белого корунда в порядке величины составляли 41,0, 22,4 и 11,9; Поэтому прочные/жесткие и химически устойчивые корундовые абразивы, особенно циркониевый корунд и коричневый корунд, обычно используются при изготовлении брусков для шлифования рельсов.[9,10,2] Поэтому при изготовлении брусков для шлифования рельсов обычно используются прочные/жесткие и химически устойчивые корундовые абразивы, особенно циркониевый корунд и коричневый корунд. В настоящее время мировая технология плавки высокопроизводительных циркониевых корундовых абразивов освоена французской компанией Saint-Gobain и другими предприятиями. Поэтому преодоление ключевого технологического узкого места плавки циркониевого корунда и разработка высокопроизводительных (высокая прочность, износостойкость, термостойкость, хорошая самозаточка и т. д.) циркониевых корундовых абразивов имеют решающее значение для улучшения производительности шлифовальных брусков.

Рис. 1.Абразивы из циркониевого корунда[1]

Рис. 2. Абразивы из белого корунда[1]

Рис. 3. Абразивы из коричневого корунда[1]

В настоящее время шлифовальные камни для шлифования рельсов изготавливаются из смеси абразивов разной зернистости и типов. Ван и др. [50] изучали производительность шлифования шлифовальных камней с различным соотношением циркониевого корунда и коричневого корунда, и результаты показали, что с увеличением содержания коричневого корунда (0% ~ 100%) объем шлифования шлифовальных камней уменьшался. Комплексные сравнительные результаты показывают, что добавление 10% ~ 30% коричневого корунда в точильный камень может гарантировать, что точильный камень имеет более желаемую эффективность шлифования, а также снизить стоимость производства точильного камня. Чжан и др. [11] исследовали поведение шлифования шлифовальных камней с различными размерами абразивного зерна (F10 ~ F30), и результаты показали, что при определенной нагрузке с уменьшением размера абразивного зерна основной механизм шлифования шлифовального камня постепенно менялся от трения скольжения и пропахивания к резанию, и производительность шлифования шлифовального камня и качество поверхности полированных рельсов улучшались. В последующем исследовании Чжан и др.[1] продолжили изучать механические свойства циркониевого корунда, коричневого корунда и белого корунда и шлифовальное поведение соответствующего точильного камня, и результаты показали, что механические свойства абразивов были одной из основных причин, влияющих на производительность шлифования точильного камня. Ван и др.[12] Результаты исследования показали, что вибрация шлифования увеличивалась с уменьшением размера зерна абразива шлифовального камня. Хотя вокруг абразивов шлифовального камня было проведено большое количество исследовательских работ, механизм регулирования абразивной структуры (геометрия, тип, размер зерна, соотношение и т. д.) на физические и химические свойства шлифовального камня (прочность/ударная вязкость, прочность, термостойкость, износостойкость и т. д.) и эксплуатационные характеристики (количество шлифования, соотношение шлифования, срок службы, пробег в эксплуатации, механизм отказа и качество поверхности рельса после шлифования) до сих пор неясен.

[1] ЧЖАН Улинь, ЛЮ Чанбао, ЮАНЬ Юнцзе и др. Исследование влияния абразивного износа на эффективность шлифования рельсовых шлифовальных камней [J]. Журнал производственных процессов, 2021, 64: 493-507.

[2] ВАН ​​Жуйсян, ЧЖОУ Кунь, ЯН Цзиньюй и др. Влияние абразивного материала и твердости шлифовального круга на поведение шлифования рельсов [J]. Износ, 2020, 454-455: 203332.

[3] HUNAG Guigang. Проектирование и экспериментальное исследование высокоскоростного испытательного шлифовального стенда для шлифовального круга из кубического нитрида бора для рельсов [J]. Автоматизация производства, , 2020, 42(05): 88-91+122.

[4] ПЭН Цзинь, ЦЗОУ Вэньцзюнь. Органические абразивные инструменты[M]. Чжэнчжоу: Издательство Университета Чжэнчжоу, 102-244.

[5] ЛИ Бомин, ЧЖАО Бо, ЛИ Цин. Абразивы, абразивные инструменты и технология шлифования[M]. Второе издание. Пекин: Chemical Industry Press, 2016, 45-270.

[6] ЧЖАО Бяо, ДИН Вэньфэн, ЧЭН Чжэньчжэнь и др. Проектирование структуры пор и производительность шлифования пористых абразивных кругов из КНБ на металлической связке, изготовленных методом вакуумного спекания [J]. Журнал производственных процессов, 2019, 44: 125-132.

[7] ЧЖАН Вулинь, ЧЖАН Пэнфэй, ЧЖАН Цзюнь и др. Исследование влияния размера абразивного зерна на поведение шлифования рельсов [J]. Журнал производственных процессов, 2020, 53: 388-395.

[8] ЧЖАН Улинь. Исследование механизмов регулирования характеристик шлифовального камня для высокоскоростных рельсов с использованием корундовых абразивов[D]. Чэнду: Юго-Западный университет Цзяотун, 2021.

[9] ЮАНЬ Юнцзе, ЧЖАН Вулинь, ЧЖАН Пэнфэй и др. Пористые шлифовальные круги для снижения предварительной усталости и повышения эффективности удаления материала при шлифовании рельсов [J]. Tribology International, 2021, 154: 106692

[10] ЧЖОУ Кунь, ДИН Хаохао, ВАН Жуйсян и др. Экспериментальное исследование механизма удаления материала во время шлифования рельсов на разных скоростях движения [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.

[11] ЧЖАН Вулинь, ЧЖАН Пэнфэй, ЧЖАН Цзюнь и др. Исследование влияния размера абразивного зерна на поведение шлифования рельсов [J]. Журнал производственных процессов, 2020, 53: 388-395.

[12] ВАН ​​Вэньцзянь, ГУ Кайкай, ЧЖОУ Кунь и др. Влияние зернистости шлифовального камня на силу шлифования и съем материала в процессе шлифования рельсов [JJ]. Труды Института инженеров-механиков, часть J: Журнал инженерной трибологии, 2019, 233(2): 355-365.