CBN砂轮在铁轨加工中的应用

人气：141发表时间：2018-11-22【大中小】

    中国铁路绵长,在长期的使用过程中,由于受到列车车轮的反复碾压产生肥边现象,改变了铁轨的形状,随着肥边不断的增大,严重影响到列车的运营安全。为了去除肥边 ,铁路部门不得不花费大量的人力物力。对于铁轨肥边等缺陷 ,过去我国一直采用更换钢轨或是手工打磨的方法来保持轨型,但手工修磨效率低、质量差,只能对轻微磨损的钢轨进行简单修磨且对钢轨的波磨毫无办法；而更换铁轨工期长、成本高且铁轨的利用率低。90年代以来,我国采用普通陶瓷结合剂砂轮进行打磨的方法对铁轨进行修磨，但效率低下,一个小时仅能够打磨1m左右，列车经过时还要避让,每天修磨很少路段 ,还往往在岔道处留有死角,不能根除肥边隐患。为了改变这一状况 ,河南某砂轮研究所与铁路部门配合,设计了专门的机械及特殊形状CBN砂轮,修磨效率提高15倍,极大的节省了人力,提高了磨削效率。
    目前国内普遍使用的钢轨钢为特殊的耐磨钢，各生产单位普遍在主成分内加入了Mn和Si。加入Si的目的是改变钢的流动性,起固溶强化作用 ,并提高钢的加工硬化率；加入Mn目的是与碳配合,保证完全获得奥氏体组织,提高钢的加工硬化率。高锰钢室温为奥氏体组织,加热冷却并无相变。此时钢的硬度很低,而韧性很高,当在工作中受到强烈冲击或强大压力而变形时,表面层产生强烈的形变硬化,并且还发生马氏体转变,使硬度显著提高,心部则仍保持为原来的高韧状态。因此,在工作中受力不大的情况下,该种钢的高耐磨性是发挥不出来的。也就是说,在目前国内普遍采用的用普磨砂轮进行该类产品的加工时,为了提高效率而进行的强力磨削反而增加了加工对象的耐磨性。因此,使用普磨砂轮磨削是不太适合的，需开发新的产品替代目前铁轨的加工方式。
    从加工的实际情况出发,考虑铁轨形状便于加工等方面原因,砂轮形状应便于铁轨道岔口的加工、打磨。因此 ,研究人员选用了CBN作为磨料制成厚度较薄的碗状砂轮。由于加工要求、加工对象、加工环境的限制,CBN砂轮结合剂的选择是非常重要的。金属结合剂寿命长,但效率低；树脂结合剂效率高,更适合于效率要求高的工作环境。通过对比实验，出于经济性和砂轮使用安全性的考虑，应采用树脂结合剂作为磨铁轨砂轮的结合剂；而CBN砂轮粒度选用100/12的磨粒，浓度现在75%，砂轮基体的选择铝基体。
    通过河南某砂轮研究所与铁路部门研发实验，得出以下结论：
      1.CBN砂轮在加工铁轨肥边领域是可行的，可以提高加工效率15～20倍；
      2.CBN砂轮加工铁轨肥边必须使用冷却液；
      3.CBN砂轮加工铁轨肥边可以大大减轻体力劳动，降低综合消耗成本；
      4.CBN砂轮加工铁轨肥边是一个新的应用领域，拥有极为广阔的市场。

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