高鐵鐵軌高速打磨與超硬材料應(yīng)用

1、高鐵鋼軌高速打磨修整技術(shù)與超硬高鐵鋼軌高速打磨修整技術(shù)與超硬材料的應(yīng)用材料的應(yīng)用趙碩趙碩河南工業(yè)大學(xué)材料科河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)與工程學(xué)院提提 綱綱高鐵的跨越式發(fā)展高鐵的跨越式發(fā)展1.1 1.1 高鐵的型號(hào)分類高鐵的型號(hào)分類1.2 1.2 高鐵的快速發(fā)展高鐵的快速發(fā)展1.3 1.3 高鐵存在的問題高鐵存在的問題高速打磨修整技術(shù)高速打磨修整技術(shù)2.2 2.2 高速打磨原因高速打磨原因2.1 2.1 常見鋼軌病害常見鋼軌病害2.3 2.3 鋼軌修整技術(shù)鋼軌修整技術(shù)2.4 2.4 鋼軌打磨車介紹鋼軌打磨車介紹3.2 3.2 砂輪、砂帶砂輪、砂帶超硬材料與其應(yīng)用超硬材料與其應(yīng)用3.1 3.1

2、 超硬材料超硬材料1.1 1.1 高鐵的型號(hào)分類高鐵的型號(hào)分類型號(hào)型號(hào)制造廠制造廠速度（速度（km/hkm/h）編組情況編組情況CRH1A青島四方青島四方+ +龐巴迪龐巴迪2002008 8節(jié)編組節(jié)編組CRH1B青島四方青島四方+ +龐巴迪龐巴迪200-250200-2501616節(jié)編組節(jié)編組CRH1E青島四方青島四方+ +龐巴迪龐巴迪2502501616節(jié)編組，含臥鋪節(jié)編組，含臥鋪CRH2A青島四方青島四方+ +川崎重工川崎重工2502508 8節(jié)編組節(jié)編組CRH2B青島四方青島四方+ +川崎重工川崎重工200-250200-2501616節(jié)編組節(jié)編組CRH2C青島四方青島四方+ +川崎重工

3、川崎重工300-350300-3501616節(jié)編組節(jié)編組CRH2E青島四方青島四方+ +川崎重工川崎重工200-250200-2501616節(jié)編組，含臥鋪節(jié)編組，含臥鋪CRH3A北車長客北車長客+ +唐車公司唐車公司200-250200-2508 8節(jié)編組節(jié)編組CRH3C北車長客北車長客+ +唐車公司唐車公司300-350300-3508 8節(jié)編組節(jié)編組CRH5北車長客北車長客+ +阿爾斯通阿爾斯通200-250200-250東北高寒，東北高寒，8 8節(jié)編組節(jié)編組CRH6青島四方青島四方200-250200-250華南地區(qū)，長短編組華南地區(qū)，長短編組CRH380A青島四方青島四方300-350

4、300-3508 8節(jié)編組節(jié)編組CRH380B唐車公司唐車公司350-380350-380長短編組長短編組CRH380C唐車公司唐車公司+ +北車長客北車長客350-380350-380長短編組長短編組CRH380D龐巴迪龐巴迪350-380350-380長短編組長短編組高鐵的跨越式發(fā)展高鐵的跨越式發(fā)展CRH380ACRH380B CRH380CCRH380D1.2 1.2 高速鐵路的發(fā)展高速鐵路的發(fā)展 20142014年年1010月月1717日，在中俄總理第日，在中俄總理第1919次定期會(huì)晤中，俄方與中方簽署了次定期會(huì)晤中，俄方與中方簽署了“莫斯科莫斯科- -喀山喀山”高鐵發(fā)展合作備忘錄，該

5、項(xiàng)目設(shè)計(jì)全長高鐵發(fā)展合作備忘錄，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)全長770770公里，預(yù)計(jì)公里，預(yù)計(jì)投資投資200200億美元。這意味著中國完成了中國高鐵走出國門的第一站。億美元。這意味著中國完成了中國高鐵走出國門的第一站。（京華時(shí)報(bào)）（京華時(shí)報(bào)） 2016 2016年年0101月月2121日，印度尼西亞雅加達(dá)至萬隆（日，印度尼西亞雅加達(dá)至萬隆（雅萬雅萬）高速鐵路開工儀）高速鐵路開工儀式式2121日在西爪哇省瓦利尼舉行，標(biāo)志著中印尼鐵路合作取得重大成果，日在西爪哇省瓦利尼舉行，標(biāo)志著中印尼鐵路合作取得重大成果，中國鐵路中國鐵路“走出去走出去”在在20162016年實(shí)現(xiàn)良好開局。這是中國高鐵首個(gè)海外開年實(shí)現(xiàn)良好開局。

6、這是中國高鐵首個(gè)海外開工項(xiàng)目。（北京晨報(bào)）工項(xiàng)目。（北京晨報(bào)） 2016 2016年春運(yùn)，從鐵總公布的數(shù)據(jù)來看，鐵路動(dòng)車組發(fā)送旅客年春運(yùn)，從鐵總公布的數(shù)據(jù)來看，鐵路動(dòng)車組發(fā)送旅客1.041.04億億人人次，占全部旅客發(fā)送量的次，占全部旅客發(fā)送量的47.5%47.5%。（中華鐵道網(wǎng)）。（中華鐵道網(wǎng)） 2016 2016年，高鐵全面開工項(xiàng)目：商合杭高鐵、京張城鐵、鄭萬高鐵、鄭年，高鐵全面開工項(xiàng)目：商合杭高鐵、京張城鐵、鄭萬高鐵、鄭合高鐵、漢十高鐵、濟(jì)青高鐵、合九高鐵、張大高鐵、徐鹽高鐵等合高鐵、漢十高鐵、濟(jì)青高鐵、合九高鐵、張大高鐵、徐鹽高鐵等九條九條高鐵線路高鐵線路。（高鐵網(wǎng)）。（高鐵網(wǎng)）1.3

7、 1.3 高鐵存在的問題高鐵存在的問題安全性問題安全性問題機(jī)電控制問題機(jī)電控制問題機(jī)軌磨合問機(jī)軌磨合問題題小結(jié)小結(jié) 高鐵之所以受到青睞，在于其本身顯著的優(yōu)點(diǎn)：縮短旅行時(shí)間，高鐵之所以受到青睞，在于其本身顯著的優(yōu)點(diǎn)：縮短旅行時(shí)間，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益；對(duì)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)起到推動(dòng)作用；節(jié)約能產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益；對(duì)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)起到推動(dòng)作用；節(jié)約能源與減少污染。同時(shí)，高鐵加速民族融合，間接增加了民族凝聚源與減少污染。同時(shí)，高鐵加速民族融合，間接增加了民族凝聚力。所以，高鐵的安全性就顯得尤為重要。力。所以，高鐵的安全性就顯得尤為重要。2.1 2.1 常見鋼軌病害常見鋼軌病害獨(dú)立缺陷：鋼軌焊接不平整；道砟印

8、痕；塌陷獨(dú)立缺陷：鋼軌焊接不平整；道砟印痕；塌陷縱向變形：縱向變形：極短波磨（極短波磨（30-100mm30-100mm），在），在160km/h160km/h速度下的運(yùn)行線路，鐵軌的不速度下的運(yùn)行線路，鐵軌的不規(guī)則沖擊造成的規(guī)則沖擊造成的短波磨（短波磨（100-300mm100-300mm），常發(fā)生在鐵路的曲線路段，常位于短軌一），常發(fā)生在鐵路的曲線路段，常位于短軌一側(cè)?？山忉尀檗D(zhuǎn)彎時(shí)固定在車軸上兩個(gè)車輪所碾過的長度不一所造側(cè)?？山忉尀檗D(zhuǎn)彎時(shí)固定在車軸上兩個(gè)車輪所碾過的長度不一所造成。成。長波磨（長波磨（300-1000mm)300-1000mm)，通常是鋼軌上只有一種型號(hào)列車運(yùn)行造成。，通

9、常是鋼軌上只有一種型號(hào)列車運(yùn)行造成。較長波磨（較長波磨（1000-2500mm1000-2500mm），與鋼軌制造工藝有關(guān)。），與鋼軌制造工藝有關(guān)。 實(shí)際上會(huì)幾種波長的變形，同時(shí)出現(xiàn)在鋼軌的同一個(gè)部位。實(shí)際上會(huì)幾種波長的變形，同時(shí)出現(xiàn)在鋼軌的同一個(gè)部位?；蛘咦儸F(xiàn)為周期性的波浪磨耗?；蛘咦儸F(xiàn)為周期性的波浪磨耗。波磨形貌圖波磨形貌圖橫向變形：邊緣磨耗，邊緣肥邊橫向變形：邊緣磨耗，邊緣肥邊邊緣磨耗邊緣磨耗邊緣肥邊邊緣肥邊鋼軌病害的后果鋼軌病害的后果病害升級(jí)：獨(dú)立缺陷會(huì)在每一次車輪通過的時(shí)候產(chǎn)生一次沖擊，病害升級(jí)：獨(dú)立缺陷會(huì)在每一次車輪通過的時(shí)候產(chǎn)生一次沖擊，隨之產(chǎn)生一個(gè)數(shù)倍于正常情況下的負(fù)載。因此，

10、鐵軌受到很大的壓隨之產(chǎn)生一個(gè)數(shù)倍于正常情況下的負(fù)載。因此，鐵軌受到很大的壓力，使缺陷進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致鐵路失效。力，使缺陷進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致鐵路失效。噪聲危害：波磨的直接影響就是噪音，噪音會(huì)導(dǎo)致路基的振動(dòng)，噪聲危害：波磨的直接影響就是噪音，噪音會(huì)導(dǎo)致路基的振動(dòng)，石砟松散滾動(dòng)，路基對(duì)列車的緩沖作用下降。在極端情況下，如磚石砟松散滾動(dòng)，路基對(duì)列車的緩沖作用下降。在極端情況下，如磚砌隧道，噪音會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)損傷。砌隧道，噪音會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)損傷。能量損耗：試驗(yàn)表明，鋼軌變形將明顯增加機(jī)車燃料消耗。如在能量損耗：試驗(yàn)表明，鋼軌變形將明顯增加機(jī)車燃料消耗。如在0.8mm0.8mm深波紋的鋼軌上，機(jī)車需要付出大

11、于三倍的牽引力。深波紋的鋼軌上，機(jī)車需要付出大于三倍的牽引力。2.2 2.2 高速打磨原因高速打磨原因 隨著砂輪速度的提高，單位時(shí)間內(nèi)磨削區(qū)的磨粒數(shù)增加，隨著砂輪速度的提高，單位時(shí)間內(nèi)磨削區(qū)的磨粒數(shù)增加，每個(gè)磨粒切下的磨削厚度減小，導(dǎo)致單個(gè)磨粒承受的磨削力減小。每個(gè)磨粒切下的磨削厚度減小，導(dǎo)致單個(gè)磨粒承受的磨削力減小。同時(shí)，很大一部分熱量還沒來得及傳入工件內(nèi)部就被砂輪、空氣同時(shí)，很大一部分熱量還沒來得及傳入工件內(nèi)部就被砂輪、空氣流帶走。因此，磨削溫度降低，能夠越過容易發(fā)生熱損傷的區(qū)域，流帶走。因此，磨削溫度降低，能夠越過容易發(fā)生熱損傷的區(qū)域，也有利于提高磨削加工精度。也有利于提高磨削加工精度。

12、2.3 2.3 鋼軌修整技術(shù)鋼軌修整技術(shù) 鋼軌打磨目前最常用的就是鋼軌打磨目前最常用的就是砂輪砂輪，除此之外還可以用銑刀、，除此之外還可以用銑刀、刨刀、砂帶等其他工具。以砂輪為例介紹鋼軌打磨機(jī)理。刨刀、砂帶等其他工具。以砂輪為例介紹鋼軌打磨機(jī)理。打磨機(jī)理打磨機(jī)理鋼軌打磨與普通磨削存在如下區(qū)別：鋼軌打磨與普通磨削存在如下區(qū)別：鋼軌作為被打磨對(duì)象處于靜態(tài)，打磨作業(yè)所有運(yùn)動(dòng)由砂輪完成；鋼軌作為被打磨對(duì)象處于靜態(tài)，打磨作業(yè)所有運(yùn)動(dòng)由砂輪完成；無穩(wěn)定的機(jī)床結(jié)構(gòu)作為支撐及相對(duì)運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)；無穩(wěn)定的機(jī)床結(jié)構(gòu)作為支撐及相對(duì)運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)；為防止鋼軌表層材料物理特性發(fā)生變化，鋼軌打磨時(shí)無冷卻液，為防止鋼軌表層材料物理特性

13、發(fā)生變化，鋼軌打磨時(shí)無冷卻液，屬于干磨削；屬于干磨削；打磨作業(yè)過程中砂輪無修整操作，依靠其自銳保持鋒利的切削性打磨作業(yè)過程中砂輪無修整操作，依靠其自銳保持鋒利的切削性能；能；打磨精度要求較低，屬于效率優(yōu)先式加工。打磨精度要求較低，屬于效率優(yōu)先式加工。打磨策略：打磨策略：預(yù)防性打磨：預(yù)防性打磨： 在缺陷形成以前或即將形成時(shí)，對(duì)鋼軌外形進(jìn)行打磨，這種方在缺陷形成以前或即將形成時(shí)，對(duì)鋼軌外形進(jìn)行打磨，這種方法又稱為法又稱為“外形打磨外形打磨”。 預(yù)防性打磨是把鋼軌輪廓修成理想形狀預(yù)防性打磨是把鋼軌輪廓修成理想形狀 , ,改善輪軌接觸應(yīng)力改善輪軌接觸應(yīng)力 , ,減小磨損。鋼軌打磨可以做到控制側(cè)磨、疲勞

14、、波磨、減緩豎向減小磨損。鋼軌打磨可以做到控制側(cè)磨、疲勞、波磨、減緩豎向沖擊力沖擊力 , ,與鋼軌涂油結(jié)合與鋼軌涂油結(jié)合 , ,可以延長鋼軌使用壽命可以延長鋼軌使用壽命 50 % 50 %300 %300 %。 預(yù)防性打磨是經(jīng)常性的預(yù)防性打磨是經(jīng)常性的 , ,打磨量較少打磨量較少 , ,模擬自然磨耗速度去除模擬自然磨耗速度去除表面的微裂紋表面的微裂紋 , ,保持良好鋼軌輪廓。保持良好鋼軌輪廓。修復(fù)性打磨：修復(fù)性打磨： 修復(fù)性打磨是要比較徹底清除鋼軌表面缺陷，是在缺陷形成以修復(fù)性打磨是要比較徹底清除鋼軌表面缺陷，是在缺陷形成以后才進(jìn)行的。后才進(jìn)行的。 在高速和重載鐵路的鋼軌打磨中，均出現(xiàn)以在高速

15、和重載鐵路的鋼軌打磨中，均出現(xiàn)以預(yù)防性打磨預(yù)防性打磨替代替代修復(fù)性打磨的趨勢。在病害萌生之前或初期，通過去除鋼軌表層修復(fù)性打磨的趨勢。在病害萌生之前或初期，通過去除鋼軌表層少量金屬材料以實(shí)現(xiàn)線路維護(hù)的目的，避免為消除鋼軌局部的嚴(yán)少量金屬材料以實(shí)現(xiàn)線路維護(hù)的目的，避免為消除鋼軌局部的嚴(yán)重病害切削大量金屬材料而縮短鋼軌的總體預(yù)期壽命。重病害切削大量金屬材料而縮短鋼軌的總體預(yù)期壽命。打磨方式打磨方式-包絡(luò)式、輪廓式包絡(luò)式、輪廓式包絡(luò)式打磨包絡(luò)式打磨輪廓式打磨輪廓式打磨不同打磨方式的作業(yè)特點(diǎn)比較不同打磨方式的作業(yè)特點(diǎn)比較 目前鋼軌打磨以目前鋼軌打磨以包絡(luò)式包絡(luò)式為主。鋼軌打磨列車共配備為主。鋼軌打磨列

16、車共配備9696個(gè)砂輪，個(gè)砂輪，每側(cè)鋼軌分配每側(cè)鋼軌分配4848個(gè)。布置在鋼軌廓型截面?zhèn)€。布置在鋼軌廓型截面-70-70- +20- +20的不同位的不同位置處。置處。打磨車內(nèi)部概況打磨車內(nèi)部概況 當(dāng)列車在直線或大半徑曲線上運(yùn)行時(shí)，車輪踏面當(dāng)列車在直線或大半徑曲線上運(yùn)行時(shí)，車輪踏面與鋼軌軌頭區(qū)域與鋼軌軌頭區(qū)域A A接觸，此狀態(tài)下是接觸應(yīng)力，橫向接觸，此狀態(tài)下是接觸應(yīng)力，橫向蠕滑力最小的時(shí)候；當(dāng)輪緣緊貼鋼軌軌距角部位時(shí)，蠕滑力最小的時(shí)候；當(dāng)輪緣緊貼鋼軌軌距角部位時(shí)，即圖中區(qū)域即圖中區(qū)域B B時(shí)，接觸應(yīng)力最小。時(shí)，接觸應(yīng)力最小。輪軌接觸區(qū)域劃分輪軌接觸區(qū)域劃分輪軌在區(qū)域輪軌在區(qū)域B B接觸時(shí)的接觸

17、時(shí)的3 3種形式種形式 輪軌在區(qū)域輪軌在區(qū)域B B接觸時(shí)又有兩點(diǎn)接觸、單點(diǎn)接觸和共形接觸接觸時(shí)又有兩點(diǎn)接觸、單點(diǎn)接觸和共形接觸3 3種形式。種形式。當(dāng)輪軌在區(qū)域當(dāng)輪軌在區(qū)域B B接觸時(shí)，最好形成共形接觸。輪軌在區(qū)域接觸時(shí)，最好形成共形接觸。輪軌在區(qū)域A A接觸和在區(qū)域接觸和在區(qū)域B B形成共形接觸時(shí)輪軌匹配的理想狀態(tài)，也是車輪型面和軌頭廓面設(shè)計(jì)形成共形接觸時(shí)輪軌匹配的理想狀態(tài)，也是車輪型面和軌頭廓面設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)。所追求的目標(biāo)。 所謂共形接觸是指接觸區(qū)域的尺寸和物體接觸區(qū)域的曲率半徑相同。所謂共形接觸是指接觸區(qū)域的尺寸和物體接觸區(qū)域的曲率半徑相同。在接觸力學(xué)和彈性力學(xué)中，通過采用離散的方法，

18、可得到在共形接觸情在接觸力學(xué)和彈性力學(xué)中，通過采用離散的方法，可得到在共形接觸情況下，所產(chǎn)生的摩擦力相對(duì)較小。況下，所產(chǎn)生的摩擦力相對(duì)較小。其它打磨方式其它打磨方式-銑磨、砂帶打磨銑磨、砂帶打磨 銑刀安裝在銑輪銑刀安裝在銑輪的徑向面上，每個(gè)銑的徑向面上，每個(gè)銑削斷面安裝有幾把銑削斷面安裝有幾把銑刀，銑輪一圈有數(shù)個(gè)刀，銑輪一圈有數(shù)個(gè)銑削斷面，這樣所有銑削斷面，這樣所有的銑刀構(gòu)成一個(gè)需完的銑刀構(gòu)成一個(gè)需完成的鋼軌軌頭輪廓。成的鋼軌軌頭輪廓。砂帶鋼軌打磨裝置砂帶鋼軌打磨裝置瑞士瑞士SPENOSPENO日本子公日本子公司司NSKKNSKK澳大利澳大利亞子公亞子公司司SRMASRMA意大利意大利子公司子

19、公司MARCONMARCON意大利子意大利子公司公司MESTREMESTRE2.4 鋼軌打磨車介紹鋼軌打磨車介紹承擔(dān)五個(gè)國家的維修任務(wù)承擔(dān)五個(gè)國家的維修任務(wù)生產(chǎn)的設(shè)備配有生產(chǎn)的設(shè)備配有8-1128-112個(gè)不等的打磨頭個(gè)不等的打磨頭從城市地鐵到重型貨運(yùn)線路從城市地鐵到重型貨運(yùn)線路每年生產(chǎn)砂輪超過每年生產(chǎn)砂輪超過100100萬個(gè)萬個(gè)美國美國HarscoHarsco工業(yè)服務(wù)與工程工業(yè)服務(wù)與工程產(chǎn)品產(chǎn)品氣體封裝與控制氣體封裝與控制技術(shù)技術(shù)電氣設(shè)備研發(fā)電氣設(shè)備研發(fā)20152015年銷售額達(dá)到年銷售額達(dá)到112112億美元億美元福布斯全美福布斯全美400400家大公司之一家大公司之一已制造出超過一百套的

20、機(jī)械設(shè)備已制造出超過一百套的機(jī)械設(shè)備施工線路列車時(shí)速高達(dá)施工線路列車時(shí)速高達(dá)300km/h300km/h 金鷹重型工程機(jī)械有限公司引進(jìn)美國金鷹重型工程機(jī)械有限公司引進(jìn)美國HARSCO RAILHARSCO RAIL生產(chǎn)的生產(chǎn)的GMC-96xGMC-96x鋼軌打磨列車和鋼軌打磨列車和GMC-20GMC-20鋼軌打磨車（道岔打磨車）。鋼軌打磨車（道岔打磨車）。GMC-96xGMC-96x鋼軌打磨列車鋼軌打磨列車GMC-20GMC-20鋼軌打磨車鋼軌打磨車 北京二七交通裝備有限責(zé)任公司引進(jìn)瑞士北京二七交通裝備有限責(zé)任公司引進(jìn)瑞士SPENOSPENO生產(chǎn)的生產(chǎn)的GMC-GMC-96b96b鋼軌打磨列車

21、。鋼軌打磨列車。GMC-96bGMC-96b鋼軌打磨列車鋼軌打磨列車 寶雞南車時(shí)代工程機(jī)械有限公司引進(jìn)寶雞南車時(shí)代工程機(jī)械有限公司引進(jìn)HARSCO RAILHARSCO RAIL生產(chǎn)的生產(chǎn)的PGM-PGM-4848鋼軌打磨列車。鋼軌打磨列車。PGM-48PGM-48鋼軌打磨列車鋼軌打磨列車國內(nèi)還有一些原裝進(jìn)口的打磨設(shè)備，比如：國內(nèi)還有一些原裝進(jìn)口的打磨設(shè)備，比如：美國美國HARSCO RAILHARSCO RAIL的的RGH20CRGH20C鋼軌打磨車鋼軌打磨車德國德國VosslohVossloh的的HSGHSG高速打磨車高速打磨車 目前國內(nèi)的鋼軌打磨設(shè)備大多是引進(jìn)國外技術(shù)，已基本目前國內(nèi)的鋼

22、軌打磨設(shè)備大多是引進(jìn)國外技術(shù)，已基本完成了從無到有，從完全進(jìn)口到國產(chǎn)化的過程，但與歐美鋼完成了從無到有，從完全進(jìn)口到國產(chǎn)化的過程，但與歐美鋼軌打磨技術(shù)還存在差距。高鐵是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅是建設(shè)，軌打磨技術(shù)還存在差距。高鐵是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅是建設(shè)，運(yùn)營，還應(yīng)包括維護(hù)保養(yǎng)，涉及到的是很多方面，雖已取得運(yùn)營，還應(yīng)包括維護(hù)保養(yǎng)，涉及到的是很多方面，雖已取得矚目的成就，但也認(rèn)識(shí)到差距，要實(shí)現(xiàn)全面趕超，尚需時(shí)日。矚目的成就，但也認(rèn)識(shí)到差距，要實(shí)現(xiàn)全面趕超，尚需時(shí)日。小結(jié)小結(jié) 砂輪作為打磨工具進(jìn)行作業(yè)時(shí)，砂輪與鋼軌之間屬于砂輪作為打磨工具進(jìn)行作業(yè)時(shí)，砂輪與鋼軌之間屬于剛性接剛性接觸觸，因此對(duì)打磨控制技術(shù)要

23、求較高，且砂輪打磨鋼軌時(shí)靠其自銳，因此對(duì)打磨控制技術(shù)要求較高，且砂輪打磨鋼軌時(shí)靠其自銳保持鋒利的切削性能，對(duì)砂輪配方和制造工藝的要求較高。保持鋒利的切削性能，對(duì)砂輪配方和制造工藝的要求較高。 砂帶與鋼軌之間屬于砂帶與鋼軌之間屬于彈性接觸彈性接觸，規(guī)避砂輪與鋼軌的剛性接觸，規(guī)避砂輪與鋼軌的剛性接觸，且砂帶屬于涂覆磨具，鋼軌打磨過程提高了磨料有效利用率。砂且砂帶屬于涂覆磨具，鋼軌打磨過程提高了磨料有效利用率。砂帶打磨散熱性好，噪聲小，打磨鋼軌時(shí)不會(huì)發(fā)生鋼軌表面燒傷、帶打磨散熱性好，噪聲小，打磨鋼軌時(shí)不會(huì)發(fā)生鋼軌表面燒傷、打磨工具的破碎等。打磨工具的破碎等。 金剛石、立方氮化硼是目前世界上硬度最高的

24、兩種材料，硬度高、金剛石、立方氮化硼是目前世界上硬度最高的兩種材料，硬度高、耐磨性好，用其作磨料來加工硬、脆性等難加工工件，消耗量極小，耐磨性好，用其作磨料來加工硬、脆性等難加工工件，消耗量極小，不僅可以保證工件的加工精度，而且提高了加工時(shí)效，同時(shí)也有效解不僅可以保證工件的加工精度，而且提高了加工時(shí)效，同時(shí)也有效解決了對(duì)環(huán)境的污染問題。決了對(duì)環(huán)境的污染問題。因此出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢：金剛石磨具取代因此出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢：金剛石磨具取代普通碳化硅磨具；普通碳化硅磨具；CBNCBN磨具取代普通剛玉磨具。磨具取代普通剛玉磨具。超硬材料的應(yīng)用超硬材料的應(yīng)用高品級(jí)金剛石高品級(jí)金剛石NoritakeNori

25、take公司公司 ” ”HIGH MACH”HIGH MACH”碳纖碳纖維增強(qiáng)塑料超高速陶瓷維增強(qiáng)塑料超高速陶瓷CBNCBN砂輪砂輪最大使用速度可最大使用速度可200m/s200m/s； 在在高速旋轉(zhuǎn)過程中，其基體的高速旋轉(zhuǎn)過程中，其基體的變形小于鋼基體，整體質(zhì)量變形小于鋼基體，整體質(zhì)量僅為同尺寸鋼基體的僅為同尺寸鋼基體的1/51/5，熱，熱傳導(dǎo)性能極差，能大大提高傳導(dǎo)性能極差，能大大提高磨削和拋光質(zhì)量。磨削和拋光質(zhì)量。3.1 砂帶、砂輪砂帶、砂輪砂輪砂輪圣戈班公司：圣戈班公司：PCD/PCBNPCD/PCBN金屬結(jié)合金屬結(jié)合劑砂輪，膠木基體磨刀砂輪。劑砂輪，膠木基體磨刀砂輪。特點(diǎn)：特點(diǎn)：有彈

26、性，砂輪不易壞有彈性，砂輪不易壞砂輪形狀好做砂輪形狀好做磨削噪音小磨削噪音小砂輪基體強(qiáng)度低砂輪基體強(qiáng)度低 主要應(yīng)用于汽車、摩托車、柴油機(jī)、紡織機(jī)械等行業(yè)所主要應(yīng)用于汽車、摩托車、柴油機(jī)、紡織機(jī)械等行業(yè)所用凸輪軸的粗磨、精磨。用凸輪軸的粗磨、精磨。 使用速度使用速度125m/s125m/s，高氣孔率，玻化，高氣孔率，?；⒕РＡё鹘Y(jié)合劑，節(jié)塊式工作層，鋼質(zhì)基體。磨削效率高、微晶玻璃作結(jié)合劑，節(jié)塊式工作層，鋼質(zhì)基體。磨削效率高、加工工件精度高、表面質(zhì)量好、砂輪使用壽命長、易修整。加工工件精度高、表面質(zhì)量好、砂輪使用壽命長、易修整。磨凸輪軸陶瓷結(jié)合劑磨凸輪軸陶瓷結(jié)合劑CBNCBN砂輪砂輪德國哈恩鋼軌

27、打磨用砂輪德國哈恩鋼軌打磨用砂輪使用線速度：使用線速度：50m/s50m/s切入深度：切入深度：0.2-0.4mm0.2-0.4mm每公里消耗片數(shù)：每公里消耗片數(shù)：2-42-4片片超硬砂輪的發(fā)展趨勢超硬砂輪的發(fā)展趨勢高速、超高速：高速、超高速：CBNCBN砂輪實(shí)際使用速度可達(dá)到砂輪實(shí)際使用速度可達(dá)到150150250m/s250m/s，試，試驗(yàn)室速度達(dá)到驗(yàn)室速度達(dá)到500m/s500m/s； 高精度：超薄切割砂輪的厚度精度達(dá)到高精度：超薄切割砂輪的厚度精度達(dá)到0.00125m0.00125m超薄超薄: :用于集成電路的劃片砂輪厚度達(dá)到用于集成電路的劃片砂輪厚度達(dá)到0.01mm0.01mm；高厚

28、度：高徑比可達(dá)達(dá)到高厚度：高徑比可達(dá)達(dá)到1.51.5：1 1；極小：微孔磨頭直徑可達(dá)極?。何⒖啄ヮ^直徑可達(dá)50m50m（燒結(jié)）；（燒結(jié)）；30m30m（電鍍）（電鍍）超大工作面：雙端面磨陶瓷結(jié)合劑磨盤工作面直徑達(dá)到超大工作面：雙端面磨陶瓷結(jié)合劑磨盤工作面直徑達(dá)到1200mm1200mm；超細(xì)：超細(xì)： 1200012000號(hào)硅片背面減薄砂輪和號(hào)硅片背面減薄砂輪和DPDP（Dry polishingDry polishing）砂輪，）砂輪，加工集成電路的硅基片，表面粗糙度加工集成電路的硅基片，表面粗糙度Ra4nmRa4nm、材料表面損傷層、材料表面損傷層2m2m；耐用：不需修整，使用壽命更長。耐用

29、：不需修整，使用壽命更長。專用化、系列化：針對(duì)不同的加工用途和加工對(duì)象研發(fā)磨料、專用化、系列化：針對(duì)不同的加工用途和加工對(duì)象研發(fā)磨料、設(shè)計(jì)專用結(jié)合劑及配方，并形成了細(xì)分的、標(biāo)準(zhǔn)化的磨料、結(jié)合設(shè)計(jì)專用結(jié)合劑及配方，并形成了細(xì)分的、標(biāo)準(zhǔn)化的磨料、結(jié)合劑系列。劑系列。金剛石砂帶：用于石材、金剛石砂帶：用于石材、玻璃、陶瓷、單晶硅、多玻璃、陶瓷、單晶硅、多晶硅、合成材料、硬質(zhì)合晶硅、合成材料、硬質(zhì)合金、鋁合金等硬脆材料復(fù)金、鋁合金等硬脆材料復(fù)雜形面的磨拋加工。雜形面的磨拋加工。CBNCBN砂帶砂帶 ：各種鐵基合金、：各種鐵基合金、鈦合金、不銹鋼、高溫合鈦合金、不銹鋼、高溫合金、（鎳基和鈷基合金）金、（

30、鎳基和鈷基合金）等硬韌難加工材料及復(fù)雜等硬韌難加工材料及復(fù)雜形面工件的磨拋加工。形面工件的磨拋加工。超硬材料的應(yīng)用超硬材料的應(yīng)用3M3M公司公司CBNCBN砂帶砂帶砂帶砂帶國內(nèi)外砂帶研究現(xiàn)狀國內(nèi)外砂帶研究現(xiàn)狀3M3M公司公司 3M 3M公司主要產(chǎn)品為電鍍型砂帶公司主要產(chǎn)品為電鍍型砂帶(M(M系列系列) )和樹脂點(diǎn)膠型砂帶和樹脂點(diǎn)膠型砂帶(R(R系系列列) )，依據(jù)不同的磨料粒度等級(jí)，對(duì)砂帶基材染以不同顏色的襯底，依據(jù)不同的磨料粒度等級(jí)，對(duì)砂帶基材染以不同顏色的襯底，以方便辨認(rèn)和使用。以方便辨認(rèn)和使用。 3M 3M的金剛石砂帶中最有特點(diǎn)的就是其高超印的金剛石砂帶中最有特點(diǎn)的就是其高超印刷技術(shù)制成

31、的薄膜基金剛石砂帶和金字塔形磨粒形狀的金剛石砂帶。刷技術(shù)制成的薄膜基金剛石砂帶和金字塔形磨粒形狀的金剛石砂帶。3M3M金剛石砂帶粒度等級(jí)與砂帶顏色對(duì)比金剛石砂帶粒度等級(jí)與砂帶顏色對(duì)比瑞士瑞士KGSKGS（凱吉斯）（凱吉斯） KGS KGS公司最有特點(diǎn)的砂帶為公司最有特點(diǎn)的砂帶為KGS TelumKGS Telum CHCH硬樹脂金剛石砂帶，硬樹脂金剛石砂帶，由于具有多層磨料結(jié)構(gòu)，工作層可以不斷出現(xiàn)新的磨料從而保證由于具有多層磨料結(jié)構(gòu)，工作層可以不斷出現(xiàn)新的磨料從而保證穩(wěn)定的切削能力和加工工面的連續(xù)一致性，提尤其在大型軋輥磨穩(wěn)定的切削能力和加工工面的連續(xù)一致性，提尤其在大型軋輥磨拋加工中有非常明

32、顯的優(yōu)勢。拋加工中有非常明顯的優(yōu)勢。美國美國Diamond Pacific Diamond Pacific 太平洋公司太平洋公司 太平洋公司主要生產(chǎn)全面涂布型砂帶，并將環(huán)形砂帶配成柔性太平洋公司主要生產(chǎn)全面涂布型砂帶，并將環(huán)形砂帶配成柔性磨輪磨輪(NOVA WHEEL)(NOVA WHEEL)使用。目前柔性磨輪在美國主要用于寶石加工。使用。目前柔性磨輪在美國主要用于寶石加工。 目前國內(nèi)生產(chǎn)的砂帶多以純棉布為基材，采用品種單一的合成目前國內(nèi)生產(chǎn)的砂帶多以純棉布為基材，采用品種單一的合成樹脂粘結(jié)劑，這顯然已落后于世界涂附磨具的發(fā)展趨勢。隨著涂附樹脂粘結(jié)劑，這顯然已落后于世界涂附磨具的發(fā)展趨勢。隨著

33、涂附磨具朝高效、高速、重負(fù)載及專用精密方向發(fā)展，也經(jīng)歷了一個(gè)從磨具朝高效、高速、重負(fù)載及專用精密方向發(fā)展，也經(jīng)歷了一個(gè)從普通棉布基材到合成纖維基材的研制和使用過程。普通棉布基材到合成纖維基材的研制和使用過程。 同時(shí)國內(nèi)大多使用酚醛樹脂，種類單一，脆性大，粘接強(qiáng)度同時(shí)國內(nèi)大多使用酚醛樹脂，種類單一，脆性大，粘接強(qiáng)度不夠，適應(yīng)性差，缺點(diǎn)突出。研究出各種高粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性好、不夠，適應(yīng)性差，缺點(diǎn)突出。研究出各種高粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性好、有一定韌性、耐磨、耐熱性好的超硬材料涂附磨具樹脂粘結(jié)劑十有一定韌性、耐磨、耐熱性好的超硬材料涂附磨具樹脂粘結(jié)劑十分關(guān)鍵。分關(guān)鍵?？偨Y(jié)總結(jié)高鐵作為全世界認(rèn)識(shí)中國的一張重要名片，牽一發(fā)而動(dòng)全身，高鐵作為全世界認(rèn)識(shí)中國的一張重要名片，牽一發(fā)而動(dòng)全身，