自润滑钎焊金刚石插片复合砂轮的研制

发布时间：2020-04-19 04:21

【摘要】：钢轨打磨可以有效提高钢轨的使用寿命,并因其高效性与经济性而得到了广泛地推广,因此也带动与之相配套使用的打磨砂轮的发展。为了解决国产打磨砂轮使用寿命低的难题,课题组结合自身技术优势制备了钎焊金刚石插片复合砂轮,显著提高了砂轮的磨削比。为了进一步提高复合砂轮的打磨性能,减缓金刚石烧伤并适应更高强度的打磨作业,基于干式磨削的工况,本文在原有复合砂轮的基础上,嵌入了由CaF_2与聚醚醚酮制备的自润滑节块,实现其在钢轨打磨过程中的自润滑性能,以改善砂轮与钢轨接触区的润滑条件,减小磨削力并最终达到降低磨削温度目标。本文完成的主要工作如下:(1)基于前期制备的钎焊金刚石插片复合砂轮结构特点,设计了可应用于此类砂轮的自润滑减摩方式。依据砂轮的使用环境,选择CaF_2作为固体润滑剂,并选择聚醚醚酮作为其载体。(2)完成复合微细粉末的制备,并通过冷压成型与无压烧结工艺制备出所需要的自润滑节块,并考察节块的烧结质量与其中固体润滑剂的存在形式。分析了固体润滑剂含量对于节块硬度的影响,并以润滑需求为主,同时兼顾砂轮整体强度与耐磨性,确定CaF_2极限含量为30%。(3)选择40/45目金刚石,Ni-Cr合金钎料与303~#不锈钢在真空烧结炉中制备钎焊金刚石插片,并验证了界面间的结合形式与结合强度。(4)简化了钢轨打磨模型,并以插片/节块打磨轨迹能完全覆盖打磨带为出发点,计算出每片砂轮所需的插片/节块极限数量。同时基于传统酚醛树脂砂轮制备工艺,完成了自润滑钎焊金刚石插片复合砂轮的制备。(5)在改造的钢轨打磨实验机上对制备的不同制式的打磨砂轮进行性能测试,从打磨电机磨削作业时电流增量与磨屑中球型磨屑粒径大小与含量,考察自润滑钎焊金刚石砂轮的磨削性能。结果显示,所设计的新型砂轮润滑性能优越,实现了降低磨削温度的目标,印证了设计的合理性。
【图文】：

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（a）磨粒露出（b）磨粒脱落（c）磨粒再次露出图 2.2 磨粒露出示意图2.1.2 钎焊金刚石插片复合砂轮在钢轨打磨作业中的应用以钢轨打磨用锆刚玉酚醛树脂砂轮为设计蓝本，结合钎焊金刚石插片技术制备出的钎焊金刚石插片锆刚玉复合砂轮在钢轨打磨作业中表现出色，，耐磨性能赶超国产钢轨打磨砂轮。打磨实验中使用的钢轨打磨设备为 GMC-96x 型钢轨打磨列车，打磨砂轮直径为，钢轨打磨参数如表 2.2 所示。

打磨列车

图 2.3 GMC-96x 打磨列车表 2.2 GMC-96x 打磨列车钢轨打磨相关参数技术指标参数磨头数 96（单股 48）砂轮转速 3600 r/min砂轮线速度 50 m/s列车行驶速度 12 km/h~18 km/h打磨深度 0.05~0.1 mm电机功率 22 kw(50%~100%可调)
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG594

【参考文献】