كيفية منع تآكل كربيد التنغستن

حالة تطور الكربيدات الأسمنتية المقاومة للتآكل

مع التطور السريع للتكنولوجيا الصناعية، يزداد طلب الناس على المواد بشكل متزايد. يجب ألا تتمتع المواد المستخدمة بقوة عالية وصلابة عالية فحسب، بل يجب أيضًا أن تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. على سبيل المثال، تتطلب الصناعة الكيميائية والآلات أن تتمتع المواد بثبات كيميائي جيد، ومقاومة قوية للتآكل، ولكنها أيضًا تتمتع بقوة وصلابة عالية لتحمل التأثيرات المزدوجة للتآكل الكيميائي والتآكل الميكانيكي. على الرغم من وجود أنواع عديدة من المواد المقاومة للتآكل، إلا أن المؤشرات الشاملة للصلابة والقوة ومقاومة التآكل تحتم دراسة الكربيدات الأسمنتية المقاومة للتآكل.

تصنيف الكربيدات الأسمنتية المقاومة للتآكل

تم تطوير الكربيدات الأسمنتية المقاومة للتآكل منذ الخمسينيات من القرن العشرين. وفقًا للمراحل الصلبة المختلفة، يمكن تقسيم المواد المقاومة للتآكل إلى ثلاث فئات: القائمة على WC، والقائمة على Cr3C2، والقائمة على TiC. تتكون الكربيدات الأسمنتية التي تمت دراستها في هذا البحث من نحن وTiC كمراحل صلبة.

يعد كربيد WC الأسمنتي أحد أفضل مواد أدوات القطع المعدنية ذات الصلابة العالية ومقاومة التآكل الممتازة.

في المواد فائقة الصلابة، يكون نطاق الصلابة والمتانة النسبية للكربيدات الأسمنتية أوسع. صلابة الكربيدات الأسمنتية القائمة على WC عادة ما تكون 80-95 HRA، ومحتوى الرابط هو 6-25%. معامل التمدد الخطي للكربيدات الأسمنتية القائمة على WC منخفض جدًا، وهو حوالي 35-60% من الفولاذ في نطاق 20-400 درجة مئوية. منكر التوصيل الحراري حوالي 1/2 من الفولاذ و1/3 من النحاس.

أصبح الكربيد الأسمنتي المعتمد على Cr3C2 فرعًا مهمًا من الكربيد الأسمنتي الذي يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل، ولكن تطبيقه محدود بسبب قوته المنخفضة. ومن خلال إضافة الفوسفيدات والكربيدات والعناصر الفائضة الأخرى، يتم زيادة قوة انحناء السبيكة من 600-700 ميجاباسكال في المرحلة الأولى من التطوير إلى أكثر من 1OOMPa.

تستخدم الكربيدات الأسمنتية القائمة على كربيد التيتانيوم، والتي تتكون أساسًا من كربيد التيتانيوم ولها صلابة عالية، بشكل أساسي في التشطيب والمعالجة الدقيقة للصلب. ومع ذلك، لم يتم استخدامه على نطاق واسع لفترة طويلة بسبب صلابته غير الكافية.

العوامل المؤثرة على مقاومة التآكل للكربيد الأسمنتي

مرحلة متماسكة

تعتمد مقاومة التآكل للكربيدات الأسمنتية إلى حد كبير على مرحلة الترابط. يعتبر الكوبالت مادة رابطة ممتازة للمراحيض، وWC-TiC، والكربيد الأسمنتي. منذ اختراع مفهوم WC-Co الصلب في عام 1926، كان الكوبالت هو المادة الرابطة السائدة في صناعة الجلود.

تعتبر رابطة الكوبالت من أهم عوامل الترابط في الكربيد الأسمنتي. وذلك لأن الكوبالت كعامل ربط يتمتع بقابلية جيدة للبلل مع الطور الصلب في تلبيد الطور السائل وتكثيف تلبيد جيد في الطور الصلب، وبالتالي فإن الكربيد الأسمنتي الذي تم الحصول عليه له خصائص ميكانيكية ممتازة، ولكن مقاومة الكوبالت للتآكل كمرحلة ربط ضعيفة.

لقد تم تحسين مقاومة التآكل للنيكل كمادة رابطة بشكل كبير مقارنة بمقاومة الكوبالت، لذلك أصبح استخدام النيكل بدلاً من الكوبالت كمادة رابطة أكثر انتشارًا. ولكن نظرًا لأن النيكل عبارة عن بنية بلورية رسومية، فإن خواصه الميكانيكية أدنى من خواص الكوبالت. إن قابلية بلل النيكل للكوبالت أسوأ من قابلية تبلل النحاس، وبالتالي فإن الخواص الميكانيكية للسبائك تكون أسوأ. من أجل حل هذه المشكلة، يمكن تحسين صلابة الذهب الصلب ومتانته وقوته ومقاومته للتآكل عن طريق إضافة مادة مضافة كمية إلى المصفوفة.

المرحلة الصعبة

يمكن تصنيف الكربيدات الأسمنتية إلى الفئات التالية وفقًا لتركيبة الكربيدات الأسمنتية التي تحتوي على أطوار متبقية:

سبائك التنغستن والكوبالت

غالبًا ما يشار إلى هذا النوع من الكربيد الأسمنتي باسم كربيد التنجستن النقي غير المخلوط أو قطع الحديد الزهر أو شفرات كربيد الأسمنت المقاومة للتآكل. وتتكون جميعها من جزيئات كربيد التنجستن متعددة الأضلاع الدقيقة المرتبطة بمعدن الكوبالت. ومع ذلك، يمكن أيضًا ربطها بالنيكل. يمكن استخدام هذا النوع من الكربيد الأسمنتي لقطع الحديد الزهر والمعادن غير الحديدية والمعادن غير الحديدية. المواد المعدنية، ولكن بشكل عام لا تستخدم لقطع الفولاذ، ولكن أيضًا لبعض الأنظمة غير القطعية.

سبائك كربيد التنغستن

لا يزال WC هو المكون الرئيسي للكربيدات في هذا النوع من الكربيد الأسمنتي، ويتم إضافة كمية معينة من TiC إليه، والذي يستخدم بشكل أساسي لقطع الفولاذ. في قطع الفولاذ، تكون سبائك الكربيد النقي عرضة للتآكل الهلالي أو تآكل سطح الأداة. هذا ليس بسبب أدوات القطع والقطع تحت القطع عالي السرعة. ستحدث درجة حرارة عالية عند الواجهة، مما سيؤدي إلى تسريع الانتشار بين الأدوات وقطع العمل وتآكل الأدوات تدريجيًا ويشكل في النهاية منخفضًا هلاليًا. يمكن أن تؤدي إضافة TiC إلى تقليل معدل الانتشار بشكل فعال وتمنع تكوين الاكتئاب الهلالي، بينما يمكن أن تعمل إضافة TiC على تحسين الصلابة الحرارية للسبيكة.

تبلغ كثافة كربيد التيتانيوم 4.9 جم/سم 3، وهي أقل بكثير من كثافة كربيد التنجستن البالغة 15.6 جم/سم 3. لذلك يمكن الحصول على السبائك الخفيفة باختيار كربيد مركب WC-TiC كمرحلة صلبة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن صلابة سبيكة WC-TiC التي تم الحصول عليها كمرحلة صلبة أعلى من صلابة سبيكة WC-TiC المفردة، وتزداد صلابة سبيكة WC-TiC مع زيادة محتوى TiC في WC-TiC. ومع ذلك، لا يمكن ترطيب مرحلة المحلول الصلب WC-TiC بشكل كامل بواسطة مرحلة ربط الكوبالت أو النيكل ولا يمكن ترطيب هيكل سبيكة WC-TiC بالكامل بواسطة مرحلة ربط الكوبالت أو النيكل. قوة الانحناء للسبائك ليست جيدة مثل قوة WC كمرحلة صلبة.

كربيد التيتانيوم

يتكون هذا النوع من السبائك بشكل أساسي من كربيد الحديد كمرحلة صلبة، وصلابته عالية نسبيًا. يتم استخدامه بشكل رئيسي للتشطيب والمعالجة الدقيقة للصلب.

غيرها من كربيدات اسمنتية

تشمل كربيد الكروم، كربيد، كربيد الألومينا كربيد التيتانيوم، كربيد الأسمنت وما إلى ذلك. لديهم خصائصهم الخاصة ويتطورون.

سنتحدث الأسبوع المقبل عن العوامل الأخرى التي تؤثر على مقاومة التآكل للكربيدات الأسمنتية. مرحبا بكم في جعل الاشتراك الخاص بك.