Page 123 - 《摩擦学学报》2020年第3期

第 3 期 章武林, 等: 磨石强度对钢轨打磨行为的影响 389

R a =1.6 μm R a =8.4 μm
z/μm z/μm
45 45
5.000 5.000
5.000 5.000
3.750 3.750
3.750 3.750
2.500 −45 2.500 −45
y/mm 2.500 x/mm y/mm 2.500 x/mm
1.250 1.250
1.250 1.250

(a) The initial rail surface (b) RGS-F
R a =9.3 μm R a =6.7 μm
z/μm z/μm
45 45
5.000 5.000
5.000 5.000
3.750 3.750
3.750 3.750
2.500 −45 2.500 2.500 −45
y/mm 2.500 x/mm y/mm x/mm
1.250 1.250
1.250 1.250

(c) RGS-10 (d) RGS-12.5
R a =5.8 μm
z/μm
45
5.000
5.000
3.750
3.750
2.500 −45
y/mm 2.500 x/mm
1.250
1.250
(e) RGS-15

Fig. 4 The 3D profile and roughness of rail samples before and after grinding
图 4 钢轨试样打磨前后表面三维形貌和粗糙度

光之后表面平整，粗糙度较低(R =1.6 μm). 现场磨石GS-F 磨石表面形貌的结果相吻合，表明磨石的切削能力在
a
打磨后钢轨表面形貌[见图4(b)]显示钢轨表面沟槽深 减弱. 自制磨石与现场磨石相比，总体上磨料的切削
度和宽度、表面粗糙度(R =8.4 μm)均较大，表明磨石 深度相对较小，但钢轨表面粗糙度值均满足线路磨石
a
[12]
GS-F中磨料出刃良好，切削能力较强. 图4(c)、图4(d) 供货条件Q/CR 1-2014所规定的10 μm .
和图4(e)展示了分别经GS-10、GS-12.5和GS-15磨石打 为了进一步观察打磨后钢轨表面质量，分析磨石

磨后钢轨(以下依次简称为RGS-10、RGS-12.5、RGS-15) 的磨削行为，采用体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)
表面粗糙度依次为9.3、6.7和5.8 μm，打磨后钢轨表面 对打磨后钢轨表面形貌以及磨屑形态进行观察分析.
粗糙度(R )随着磨石强度的提高而降低. 打磨后钢轨 图5中钢轨表面形貌的SEM照片表明，打磨后钢轨表
a
表面三维形貌表明，磨粒的磨削作用使钢轨试样表面 面的沟槽有两种特征：深度较大的沟槽(深沟槽)和光
形成了凹陷的沟槽以及隆起的脊线. 研究表明，磨粒 滑且较宽的沟槽(浅宽沟槽). 深度较大沟槽是由锋利
的耕犁、切削作用将导致沟槽的形成，同时材料受磨 的磨粒刃尖切削作用导致的；钝化磨粒的耕犁作用使
[14]
粒尖端挤压在沟槽两侧堆积形成隆起的脊线 . 从图4 钢轨表面形成较宽、光滑且较浅的沟槽. 从RGS-10至
中可以看出，从GS-10至GS-15，钢轨试样表面沟槽的 RGS-15，钢轨表面的深沟槽数量逐渐减少，而浅宽沟
宽度和数量大体上呈减小的趋势，这与图3中打磨后 槽的数量逐渐增加，表明随着磨石强度的提高，主要