Taşlama taşlarının bağlayıcı maddesi

Bağlayıcı madde, aşındırıcı parçacıkları güvenli bir şekilde bağlamada önemli bir rol oynar ve böylece taşlama taşının mukavemet, tokluk, aşınma direnci ve ısı direnci gibi önemli mekanik özelliklere sahip olmasını sağlar. Ayrıca taşlama işlemi sırasında aşındırıcıya gerekli tutma kuvvetini sağlar. Üç temel taşlama taşı bağı türü vardır: seramik bazlı, metal bazlı ve reçine bazlı. Seramik bağlar, kararlı kimyasal özellikleri ve olağanüstü ısı dirençleriyle dikkat çeker. Ancak kırılganlıkları ve zayıf ısı iletkenlikleri, onları yüksek hızlar, ağır yükler, yüksek sıcaklıklar ve yoğun titreşimler içeren zorlu ray taşlama koşulları için uygunsuz hale getirir. Şu anda, ray taşlamada seramik bağ taşlama taşlarının kullanıldığına dair bildirilen bir örnek yoktur.

Metal-bağlı malzemeler taşlama taşlarına yüksek mukavemet, yüksek ısı iletkenliği ve yüksek aşınma direnci kazandırabilir. Jiang ve arkadaşları toz metalurjisi kullanarak bakır esaslı [1] ve demir esaslı [2] metal-bağlı taşlama taşları hazırladılar. Taşlama deneyleri, demir esaslı taşlama taşının taşlama oranının reçine esaslı taşlama taşından yaklaşık 15 kat daha yüksek olduğunu ve 686'ya kadar ulaştığını ortaya koydu. Ancak, metal bağın yüksek mukavemeti, taşlama işlemi sırasında bağın aşınmasını zorlaştırır, böylece aşındırıcıyı açığa çıkarır ve taşlama taşının kendi kendini keskinleştirmesinin zayıf olmasına neden olur. Ek olarak, raylı taşlama arabaları pasifleştirme taşlama taşı keskinleştirmesi için koşullardan yoksun olduğundan, metal esaslı taşlama taşları hat taşlama işlemlerinde bir avantaja sahip değildir. Ayrıca, metal-bağlı taşlama taşlarının sinterleme sıcaklığı yüksektir, işlem karmaşıktır, üretim maliyeti yüksektir ve taşlama taşının ekonomisi zayıftır. Şu anda, hat taşlamada metal-bağlı taşlama taşlarının kullanıldığı hiçbir örnek yoktur. Gelecekte, araştırmalar metal bazlı taşlama taşlarının mukavemeti ve kendi kendini keskinleştirmesi arasındaki dengeyi sağlamaya, düşük maliyetli üretim hammaddeleri bulmaya ve üretim sürecini kolaylaştırmaya odaklanacaktır. Yüksek mukavemet, tokluk ve düşük hammadde fiyatlarına sahip reçine bağlayıcılar, basit bir kalıplama işlemiyle birlikte aşındırıcı üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, hem yurt içinde hem de yurt dışında raylı transit hatları için raylı taşlama araçlarında bulunan taşlama taşları (aktif taşlama ve yüksek hızlı pasif taşlama), tamamı reçine bazlı taşlama taşlarıdır [3,4]. Raylı taşlama koşulları zordur ve kuru taşlama durumunda taşlama sıcaklığı yüksektir. Bu nedenle, taşlama taşları genellikle yüksek sıcaklık direncine, iyi yapışmaya ve kolay kalıplanmaya sahip fenolik reçinelerin yanı sıra epoksi, polivinil klorür, poliamid, polivinil eter, bismaleimid ve diğer modifiye edilmiş fenolik reçineler gibi yeni modifiye edilmiş çeşitler kullanır [5]. Daha yüksek ısı direncine ve mekanik özelliklere sahip polifenol eter reçineleri ve poliimid reçineleri de yaygın olarak kullanılmaktadır [6]. [4], dört fenolik reçine taşlama taşının taşlama özelliklerini inceledi ve reçinenin yüksek sıcaklıklarda mukavemetinin, tokluğunun ve ısı direncinin sağlanmasının, yüksek performanslı taşlama taşlarının hazırlanmasında önemli faktörler olduğunu buldu. Zhang ve ark.'nın [7] sonuçları, düşük mukavemetli (düşük bağlayıcı içerikli) taşlama taşlarının iyi kendi kendini keskinleştirme ve büyük malzeme kaldırma özelliğine sahip olduğunu, ancak rayı yakmaya meyilli olduğunu ve zayıf aşınma direncine sahip olduğunu gösterdi. Tersine, yüksek mukavemetli (yüksek bağlayıcı içerikli) taşlama taşları iyi aşınma direnci ve yüksek taşlama oranı ancak zayıf kendi kendini keskinleştirme sergiledi. Zhang ve ark. [8], aşındırıcı/bağlayıcı arayüzünün ayrılmasının, kahverengi erimiş alümina taşlama taşı aşındırıcısının erken dökülmesinin birincil nedeni olduğunu ve düşük taşlama miktarına ve taşlama oranına yol açtığını öne sürdü. Bu bulgular, reçinenin heterojen malzemelerin (aşındırıcılar, dolgu maddeleri, vb.) yüzeyindeki mukavemetinin, tokluğunun, ısı direncinin ve ıslanabilirliğinin, taşlama taşının kapsamlı özelliklerini doğrudan etkilediğini göstermektedir. Bu nedenle, yüksek mukavemet, tokluk, ısıl bozunma direnci ve güçlü ıslanabilirliğe sahip reçinelerin seçilmesi ve taşlama taşı sistemi içindeki reçine/aşındırıcı, reçine/dolgu maddesi ve diğer heterojen arayüzlerin bağlanma mekanizmasının açıklığa kavuşturulması büyük bilimsel öneme sahiptir.

[1]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang ve diğerleri. Vakum Sıcak Presleme Sinterlemesiyle Hazırlanan Cu-ZTA Sermetinin Mikro Yapısı ve Mekanik Özellikleri[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26530.

[2]SUN Daming, JIANG Xiaosong, SUN Hongliang ve diğerleri. Vakum Sıcak Presleme Sinterlemesiyle Hazırlanan Fe-ZTA Sermetinin Mikro Yapısı ve Mekanik Özellikleri[J]. Materials Research Express, 2020, 7(2): 26518.

[3]China Railways Corporation. Q/CR 1-2014. China Railway Corporation İşletme Standardı: Ray Taşlama Treni için Taşlama Tekerleğinin Tedarikine İlişkin Teknik Özellikler[S]. Pekin: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.

[4]JI Yuan. Ray Taşlama için Taşlama Tekerleğinin Değerlendirme Teknolojisinde Sistematik Çalışma[D]. Pekin: Çin Demiryolu Bilimleri Akademisi, 2019.

[5]ZHANG Guowen, HE Chunjiang, PEI Dingfeng. Fenolik Reçinenin Ray Taşlama Tekerleğinin Taşlama Performansı Üzerindeki Etkisine İlişkin Çalışma[J]. Demiryolu Kalite Kontrolü, 2015, 43(02): 21-24.

[6]WU Leitao. Bakır-Kalay Alaşımı Tozunun Reçine Bağ Süper Sert Ürünlerinin Mekanik Özellikleri ve Öğütme Performansı Üzerindeki Etkisine İlişkin Çalışma[D]. Zhengzhou: Henan Teknoloji Üniversitesi, 2011.

[7]ZHANG Wulin, FAN Xiaoqiang, ZHANG Pengfei ve diğerleri. Taşlama Taşı Gücünün Ray Taşlama Davranışı Üzerindeki Etkisinin Araştırılması[J]. Triboloji, 40(03): 385-394

[8]ZHANG Wulin, LIU Changbao, YUAN Yongjie ve diğerleri. Aşındırıcı Aşınmanın Ray Taşlama Taşlarının Taşlama Performansı Üzerindeki Etkisinin Araştırılması[J]. Üretim Prosesleri Dergisi, 2021, 64: 493-507.