Brúsivá z brúsneho kameňa

Brúsny kameň bežne používané brusivá pre brusivá triedy korundu (zirkónkorund, hnedý korund, biely korund atď., ako obrázok 11)[1,2] , niektoré supertvrdé brusivá (CBN)[3] a SiC, WC atď. Pretože diamant a prvok prechodného kovu povrchový hybridný kov s vysokou afinitou do sp2 atómu uhlíka má brúsenie vysokú teplotu sp3+, takže v Stav 2P1z, teda grafitizácia diamantom, znižuje brúsny výkon[4,5] Tým sa znižuje brúsny výkon brusiva, a preto diamant nie je vhodný na brúsenie koľajníc. Hoci CBN brúsivo je silné / húževnatosť a vysoká teplotná odolnosť, odolnosť proti opotrebeniu, dobrá tepelná vodivosť, silná brúsiaca schopnosť[6,7] Hoci CBN brúsivá sú silné/húževnaté, odolné voči vysokým teplotám, odolné voči opotrebovaniu, dobrá tepelná vodivosť, silná brúsna schopnosť, ale jeho veľkosť častíc je malá (najväčšia veľkosť častíc je menšia ako 500 μm), vysoká cena, je ťažké odrážať výhody tohto druhu brúsenia uhľovodíkov. a podmienky vysokého zaťaženia a hospodárnosť brúsneho kameňa je nízka. Korundové brúsivá majú dobrú odolnosť proti opotrebeniu, pevnosť/húževnatosť a reznú schopnosť, nízke náklady, v triede brúsenia koľajníc vysokou rýchlosťou, vysokým zaťažením, brúsením za sucha, hrubozrnnou veľkosťou a inými extrémnymi prevádzkovými podmienkami majú významné výhody. Zhang Wulin[8] Pevnosť v tlaku zirkóniového korundu, kalcinovaného hnedého korundu a bieleho korundu a brúsny výkon zodpovedajúcich brúsnych kameňov F16 boli skúmané pomocou jednoosového kompresného testovacieho zariadenia a výsledky ukázali, že: pevnosť zirkónkorundu bola najvyššia (308,0 MPa), nasledovaný zirkóniovým korundom (308,0 MPa), za ním nasledoval zirkóniový korund (308,0 MPa), po ňom nasledoval zirkóniový korund najnižší (biely kalcinovaný 10 MPa). korund (103,2 MPa); a pomery brúsenia brúsnych kameňov zirkónu, kalcinovaného hnedého korundu a bieleho korundu v poradí podľa veľkosti boli 41,0, 22,4 a 11,9; preto sa pri výrobe brúsnych kameňov na koľajnice bežne používajú pevné/húževnaté a chemicky stabilné korundové brusivá, najmä zirkónkorund a hnedý korund.[9,10,2] Preto sa pri výrobe brúsnych kameňov na brúsenie koľajníc vo všeobecnosti používajú abrazíva silného/tvrdého a chemicky stabilného typu korundu, najmä zirkónkorund a hnedý korund. V súčasnosti je globálna vysokovýkonná technológia tavenia abrazívneho zirkónia korundu zvládnutá francúzskym Saint-Gobainom a ďalšími spoločnosťami. Pre zlepšenie výkonu brúsneho kameňa je preto kľúčové prelomiť kľúčovú technologickú prekážku tavenia zirkónkorundu a vyvinúť vysokovýkonné (vysoká húževnatosť, odolnosť proti opotrebeniu, tepelná odolnosť, dobrá samobrúsnosť atď.) zirkónkorundových brusív.

Obr.Brúsivá zirkóniový korund[1]

2. Biele korundové brusivá[1] Obr.

Obr. 3. Brúsivá z hnedého korundu[1]

V súčasnosti sa brúsne kamene na brúsenie koľajníc vyrábajú so zmesou abrazív rôznych zrnitostí a typov.Wang et al.[50] študovali mlecí výkon mlecích kameňov s rôznymi pomermi zirkónkorundu a hnedého korundu a výsledky ukázali, že so zvýšením obsahu hnedého korundu (0%~100%) sa objem mletia mlecích kameňov znižoval. Komplexné porovnávacie výsledky ukazujú, že pridanie 10%~30% hnedého korundu do brúsneho kameňa môže zabezpečiť, že brúsny kameň má žiadanejšiu účinnosť brúsenia a tiež znížiť výrobné náklady brúsneho kameňa. Zhang et al.[11] skúmali brúsne správanie brúsnych kameňov s rôznou veľkosťou zrna brúsneho materiálu (F10~F30) a výsledky ukázali, že pri určitom zaťažení, so znížením veľkosti zrna brúsneho kameňa, sa hlavný brúsny mechanizmus brúsneho kameňa postupne zmenil z klzného trenia a orby na rezanie a zlepšil sa brúsny výkon brúsneho kameňa a kvalita povrchu leštených koľajníc. V nasledujúcej štúdii Zhang et al.[1] pokračovali v štúdiu mechanických vlastností zirkónkorundu, hnedého korundu a bieleho korundu a brúsneho správania zodpovedajúceho brúsneho kameňa a výsledky ukázali, že mechanické vlastnosti brúsiv boli jedným zo základných dôvodov ovplyvňujúcich brúsny výkon brúsneho kameňa.Wang et al.[12] Výsledky štúdie ukázali, že vibrácie pri brúsení sa zvyšovali so znižovaním veľkosti zrna brusiva brúsneho kameňa. Aj keď sa okolo brusív brúsnych kameňov vykonalo veľké množstvo výskumných prác, regulačný mechanizmus štruktúry brúsneho kameňa (geometria, typ, zrnitosť, pomer a pod.) na fyzikálne a chemické vlastnosti brúsneho kameňa (tvrdosť/húževnatosť, pevnosť, tepelná odolnosť, odolnosť proti opotrebeniu atď.) a prevádzkový výkon (množstvo brúsenia, pomer brúsenia, pomer brúsenia, životnosť koľajnice, mechanizmus brúsenia, počet najazdených kilometrov) stále nejasné.

[1] ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie a kol. Skúmanie vplyvu abrazívneho opotrebenia na brúsny výkon koľajnicových brúsnych kameňov[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 64: 493-507.

[2] WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu a kol. Účinky brúsneho materiálu a tvrdosti brúsneho kotúča na správanie sa brúsenia koľajníc[J]. Wear, 2020, 454-455: 203332.

[3] HUNAG Guigang. Návrh a experimentálna štúdia testovacej stolice na vysokorýchlostné brúsenie pre koľajnicové CBN brúsne kotúče[J]. Automatizácia výroby, , 2020, 42(05): 88-91+122.

[4] PENG Jin, ZOU Wenjun. Organické brúsne nástroje[M]. Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 102-244.

[5] LI Boming, ZHAO Bo, LI Qing. Brúsivá, brúsne nástroje a technológia brúsenia[M]. Druhé vydanie. Peking: Chemical Industry Press, 2016, 45-270.

[6] ZHAO Biao, DING Wenfeng, CHEN Zhenzhen a kol. Dizajn pórovej štruktúry a brúsny výkon poréznych CBN brúsnych kotúčov s kovovým spojivom vyrobených vákuovým spekaním[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2019, 44: 125-132.

[7] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun a kol. Skúmanie vplyvu veľkosti abrazívneho zrna na správanie pri brúsení koľajníc[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 53: 388-395.

[8] ZHANG Wulin. Štúdia o mechanizmoch regulácie výkonu vysokorýchlostného koľajnicového brúsneho kameňa prostredníctvom korundových brusív[D]. Chengdu: Juhozápadná univerzita Jiaotong, 2021.

[9] YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei a kol. Porézne brúsne kotúče na zmiernenie predúnavy a zvýšenie účinnosti odstraňovania materiálu pri brúsení koľajníc[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692

[10] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang a kol. Experimentálny výskum mechanizmu odstraňovania materiálu počas brúsenia koľajníc pri rôznych dopredných rýchlostiach [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.

[11] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun a kol. Skúmanie vplyvu veľkosti abrazívneho zrna na správanie pri brúsení koľajníc[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 53: 388-395.

[12] WANG Wenjian, GU Kaikai, ZHOU Kun a kol. Vplyv zrnitosti brúsneho kameňa na brúsnu silu a úber materiálu v procese brúsenia koľajníc[JJ]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2019, 233(2): 355-365.