扬中市宏图磨具有限公司
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切割砂轮烧伤探讨

发布时间:2012.05.23 新闻来源:扬中市宏图磨具有限公司 浏览次数:
砂轮在切割过程中,工件经常会出现氧化变色的问题,这是很多用户所不希望发生的,某些行业,比如核工业设备加工,则是严格禁止氧化变色的。因此,对该现象进行研究,并找到如何减少,甚至完全杜绝烧伤现象,成为高端砂轮开发的一个新课题。 一、烧伤的实质 我们首先来探讨烧伤的原因。其实这个原因并不复杂,借助于一些设备和机理研究,这个原因很容易搞清楚,那就是高温氧化变色。 Fe+O2=FexOy ( x=2或3,y=3或4) 在高温下,空气中的氧气将金属,主要是铁,氧化成不同的成分。Fe2O3为红色,Fe3O4为黑色,二者的混合色,根据比例不同分别表现出蓝色等不同的颜色。有的工件中含有微量其他金属,氧化的颜色也略有差异。 所以我们若要对该问题进行研究,就归结为以下几个方面:一、如何减少热量的产生;二、如何提高切割效率以减少无意义摩擦;三、能否减少氧气与工件的接触;四、有没有更新的其他思路;五、所提供的方案能否适用于所有的工况,比如INOX砂轮。 其实如何减少热量的产生,如何提高切割效率,以及能否隔绝氧气与工件的接触,这三个问题正是笔者在上一篇文章《如何提高砂轮的高温性能》中所讨论的内容。因此,上一篇文章中所提供的方案对该问题的解决也有帮助。但毫无疑问的,那并不是所有的答案,会有一些更多的基础研究向我们诉说磨削过程中的奥秘。本文着重讨论第四和第五两点。 二、抗烧伤精兵-----MKC-S MKC-S是奥地利Chemetall公司在抗烧伤方面多年研究的智慧结晶。我们在上文中介绍了硫化铁的作用,它虽然能够部分提高切割磨削效率,但在某些配方或更恶劣的工作环境中仍然不足以杜绝烧伤现象,这需要我们寻找效率更高的材料。但是往往单一组份的材料不能满足这么复杂的要求,MKC-S则是一种复合了多重性能的新材料。我们来看一看MKC-S的热失重分析图。 从TGA分析来看,MKC-S有几个特点: 1、510度左右发生液化,在砂轮中成为很好的润滑剂,砂轮工作很容易达到这个温度点,因而MKC就很容易发挥作用; 2、800度左右生成微小的汽化层,起到隔绝热量,隔绝氧气,保护砂轮的作用; 3、失重点在900多度,而且经过1200度高温后,材料仍然有50%左右的剩余,因此具备在高温环境中工作的基础。 三、磨削接触点的变化 砂轮在工作的过程中,砂轮表面和工件的接触点是什么状况?如果加入MKC材料,又会产生什么样的变化? 我们从微观的角度来看一下奥地利Chemetall公司MKC-S的结构以及砂轮工作时接触界面的变化。 MKC材料非常柔软,层和层之间极易发生平移,在压力的作用下,这些柔软易发生层移的填料就会填入砂轮表面凹陷的地方,与不添加该材料的砂轮接触面相比接触表面增大,也就是说砂轮和工件之间的接触点显著增加,比如原先是两个接触点,加入润滑剂以后增加到四个。这样,原来两个点所承受的压力、温度就分布到四个点上,每个点所承受的压力,热量就会显著降低。这不仅降低了砂轮的磨耗,也提高了砂轮的耐高温性能。这是其它材料难以具备的作用。 四、MKC-S抗烧蚀的化学机理 MKC-S通过层移改变接触点的特性,以及低熔点低汽化点的特性都是属于它的物理性能。那么这个材料化学方面有没有什么特性来使它达到防止烧伤的目的呢?有的。 MKC-S是氯-锰相的多元素复合材料,通过复杂的配方设计,使得该材料在高温之下自动形成某种化学反应而产生一种气体,该气体与铁金属发生化学反应的活性高于氧气。由于工件表面的铁原子已经优先与该气体发生了化学反应,失去了活性,氧气就不能与铁金属发生氧化作用,工作就不会烧伤,并且该气体与铁所反应形成的生成物虽然也会有颜色,但是由于沸点极低,工作过程中已经全面挥发,不会遗留在钢铁表面,因此工件不会变色。 砂轮在切割过程中,工件经常会出现氧化变色的问题,这是很多用户所不希望发生的,某些行业,比如核工业设备加工,则是严格禁止氧化变色的。因此,对该现象进行研究,并找到如何减少,甚至完全杜绝烧伤现象,成为高端砂轮开发的一个新课题。 一、烧伤的实质 我们首先来探讨烧伤的原因。其实这个原因并不复杂,借助于一些设备和机理研究,这个原因很容易搞清楚,那就是高温氧化变色。 Fe+O2=FexOy ( x=2或3,y=3或4) 在高温下,空气中的氧气将金属,主要是铁,氧化成不同的成分。Fe2O3为红色,Fe3O4为黑色,二者的混合色,根据比例不同分别表现出蓝色等不同的颜色。有的工件中含有微量其他金属,氧化的颜色也略有差异。 所以我们若要对该问题进行研究,就归结为以下几个方面:一、如何减少热量的产生;二、如何提高切割效率以减少无意义摩擦;三、能否减少氧气与工件的接触;四、有没有更新的其他思路;五、所提供的方案能否适用于所有的工况,比如INOX砂轮。 其实如何减少热量的产生,如何提高切割效率,以及能否隔绝氧气与工件的接触,这三个问题正是笔者在上一篇文章《如何提高砂轮的高温性能》中所讨论的内容。因此,上一篇文章中所提供的方案对该问题的解决也有帮助。但毫无疑问的,那并不是所有的答案,会有一些更多的基础研究向我们诉说磨削过程中的奥秘。本文着重讨论第四和第五两点。 二、抗烧伤精兵-----MKC-S MKC-S是奥地利Chemetall公司在抗烧伤方面多年研究的智慧结晶。我们在上文中介绍了硫化铁的作用,它虽然能够部分提高切割磨削效率,但在某些配方或更恶劣的工作环境中仍然不足以杜绝烧伤现象,这需要我们寻找效率更高的材料。但是往往单一组份的材料不能满足这么复杂的要求,MKC-S则是一种复合了多重性能的新材料。我们来看一看MKC-S的热失重分析图。 从TGA分析来看,MKC-S有几个特点: 1、510度左右发生液化,在砂轮中成为很好的润滑剂,砂轮工作很容易达到这个温度点,因而MKC就很容易发挥作用; 2、800度左右生成微小的汽化层,起到隔绝热量,隔绝氧气,保护砂轮的作用; 3、失重点在900多度,而且经过1200度高温后,材料仍然有50%左右的剩余,因此具备在高温环境中工作的基础。 三、磨削接触点的变化 砂轮在工作的过程中,砂轮表面和工件的接触点是什么状况?如果加入MKC材料,又会产生什么样的变化? 我们从微观的角度来看一下奥地利Chemetall公司MKC-S的结构以及砂轮工作时接触界面的变化。 MKC材料非常柔软,层和层之间极易发生平移,在压力的作用下,这些柔软易发生层移的填料就会填入砂轮表面凹陷的地方,与不添加该材料的砂轮接触面相比接触表面增大,也就是说砂轮和工件之间的接触点显著增加,比如原先是两个接触点,加入润滑剂以后增加到四个。这样,原来两个点所承受的压力、温度就分布到四个点上,每个点所承受的压力,热量就会显著降低。这不仅降低了砂轮的磨耗,也提高了砂轮的耐高温性能。这是其它材料难以具备的作用。 四、MKC-S抗烧蚀的化学机理 MKC-S通过层移改变接触点的特性,以及低熔点低汽化点的特性都是属于它的物理性能。那么这个材料化学方面有没有什么特性来使它达到防止烧伤的目的呢?有的。 MKC-S是氯-锰相的多元素复合材料,通过复杂的配方设计,使得该材料在高温之下自动形成某种化学反应而产生一种气体,该气体与铁金属发生化学反应的活性高于氧气。由于工件表面的铁原子已经优先与该气体发生了化学反应,失去了活性,氧气就不能与铁金属发生氧化作用,工作就不会烧伤,并且该气体与铁所反应形成的生成物虽然也会有颜色,但是由于沸点极低,工作过程中已经全面挥发,不会遗留在钢铁表面,因此工件不会变色。 砂轮在切割过程中,工件经常会出现氧化变色的问题,这是很多用户所不希望发生的,某些行业,比如核工业设备加工,则是严格禁止氧化变色的。因此,对该现象进行研究,并找到如何减少,甚至完全杜绝烧伤现象,成为高端砂轮开发的一个新课题。 一、烧伤的实质 我们首先来探讨烧伤的原因。其实这个原因并不复杂,借助于一些设备和机理研究,这个原因很容易搞清楚,那就是高温氧化变色。 Fe+O2=FexOy ( x=2或3,y=3或4) 在高温下,空气中的氧气将金属,主要是铁,氧化成不同的成分。Fe2O3为红色,Fe3O4为黑色,二者的混合色,根据比例不同分别表现出蓝色等不同的颜色。有的工件中含有微量其他金属,氧化的颜色也略有差异。 所以我们若要对该问题进行研究,就归结为以下几个方面:一、如何减少热量的产生;二、如何提高切割效率以减少无意义摩擦;三、能否减少氧气与工件的接触;四、有没有更新的其他思路;五、所提供的方案能否适用于所有的工况,比如INOX砂轮。 其实如何减少热量的产生,如何提高切割效率,以及能否隔绝氧气与工件的接触,这三个问题正是笔者在上一篇文章《如何提高砂轮的高温性能》中所讨论的内容。因此,上一篇文章中所提供的方案对该问题的解决也有帮助。但毫无疑问的,那并不是所有的答案,会有一些更多的基础研究向我们诉说磨削过程中的奥秘。本文着重讨论第四和第五两点。 二、抗烧伤精兵-----MKC-S MKC-S是奥地利Chemetall公司在抗烧伤方面多年研究的智慧结晶。我们在上文中介绍了硫化铁的作用,它虽然能够部分提高切割磨削效率,但在某些配方或更恶劣的工作环境中仍然不足以杜绝烧伤现象,这需要我们寻找效率更高的材料。但是往往单一组份的材料不能满足这么复杂的要求,MKC-S则是一种复合了多重性能的新材料。我们来看一看MKC-S的热失重分析图。 从TGA分析来看,MKC-S有几个特点: 1、510度左右发生液化,在砂轮中成为很好的润滑剂,砂轮工作很容易达到这个温度点,因而MKC就很容易发挥作用; 2、800度左右生成微小的汽化层,起到隔绝热量,隔绝氧气,保护砂轮的作用; 3、失重点在900多度,而且经过1200度高温后,材料仍然有50%左右的剩余,因此具备在高温环境中工作的基础。 三、磨削接触点的变化 砂轮在工作的过程中,砂轮表面和工件的接触点是什么状况?如果加入MKC材料,又会产生什么样的变化? 我们从微观的角度来看一下奥地利Chemetall公司MKC-S的结构以及砂轮工作时接触界面的变化。 MKC材料非常柔软,层和层之间极易发生平移,在压力的作用下,这些柔软易发生层移的填料就会填入砂轮表面凹陷的地方,与不添加该材料的砂轮接触面相比接触表面增大,也就是说砂轮和工件之间的接触点显著增加,比如原先是两个接触点,加入润滑剂以后增加到四个。这样,原来两个点所承受的压力、温度就分布到四个点上,每个点所承受的压力,热量就会显著降低。这不仅降低了砂轮的磨耗,也提高了砂轮的耐高温性能。这是其它材料难以具备的作用。 四、MKC-S抗烧蚀的化学机理 MKC-S通过层移改变接触点的特性,以及低熔点低汽化点的特性都是属于它的物理性能。那么这个材料化学方面有没有什么特性来使它达到防止烧伤的目的呢?有的。 MKC-S是氯-锰相的多元素复合材料,通过复杂的配方设计,使得该材料在高温之下自动形成某种化学反应而产生一种气体,该气体与铁金属发生化学反应的活性高于氧气。由于工件表面的铁原子已经优先与该气体发生了化学反应,失去了活性,氧气就不能与铁金属发生氧化作用,工作就不会烧伤,并且该气体与铁所反应形成的生成物虽然也会有颜色,但是由于沸点极低,工作过程中已经全面挥发,不会遗留在钢铁表面,因此工件不会变色。
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