1. الخصائص المتناقضة للكربيد الموحد التقليدي

كربيد هو مادة هشة نموذجية. الكربيد الموحد التقليدي ، مادة الأجزاء المختلفة من التكوين والتنظيم الموحد ، السبيكة متجانسة طوال الوقت ، أداءها متناسق. تشمل المكونات الرئيسية للكربيد الأسمنتي مراحل صلبة مختلفة ومراحل ربط. تلعب المراحل الصلبة مثل المراحل والحلول الصلبة دورًا مهمًا في صلابة السبائك ومقاومة التآكل. الترابط له تأثير مهم على قوة وصلابة السبائك.
بشكل عام ، فإن زيادة حجم WC للحبوب أو زيادة محتوى Co سيزيد من سمك طور السندات للسبائك ويحسن اللدونة السبائك. في السبائك ذات الليونة الجيدة ، يمكن للضغوط المركزة المحلية أن تخفف السبائك مع اللدونة السيئة بسبب التشوه. يتم تحفيز الشروع والانتشار عن طريق استرخاء الإجهاد ، مما يؤدي إلى تشقق السبائك.
لذلك ، فإن الطريقة التقليدية هي زيادة السبائك. يعمل المحتوى وزيادة حجم الحبوب كإتجاه لزيادة صلابة السبائك الصلبة. ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يتم تقليل الصلابة ومقاومة التآكل. على العكس ، يمكن زيادة الصلابة ومقاومة التآكل دون التضحية بقوة الانحناء ومتانة الصدمة. لذلك ، هناك تناقض حاد بين صلابة ومتانة مواد كربيد الأسمنت ، وليس من السهل الحصول على كربيد تقليدي موحد بصلابة عالية وصلابة في نفس الوقت. في العديد من ظروف الخدمة ، سيكون لتطبيق السبائك الصلبة التقليدية التقليدية قيودًا معينة. على سبيل المثال ، عندما تعمل كرة حفر الصخور ورأس الكوبالت ، فإنها لا تتعرض فقط لحمل التصادم وحمل الالتواء ، ولكن يجب أيضًا أن ترتديه الصخور بشكل خطير.
وهذا يتطلب أن أسنان الكوبالت ليس لديها متانة تأثير كافية فحسب ، بل لديها أيضًا مقاومة عالية للتآكل يمكن أن تكمل عملها. عند استخدامها في تصنيع الماس الاصطناعي ، تتعرض المطارق العلوية من الكربيد لدرجات حرارة عالية وضغط مرتفع ، وتتعرض بعض الأجزاء لضغط انضغاطي ، وتتعرض بعض الأجزاء لضغوط الشد أو إجهاد القص. الأجزاء المختلفة لها متطلبات.
الأداء والميزات المختلفة. وبهذه الطريقة ، فإن الصراع بين صلابة ومتانة الهيكل الصلب التقليدي الموحّد يحد من التوسع الإضافي في مجال التطبيق ، فمن الصعب تلبية متطلبات الصلابة العالية "المزدوجة العالية" والمتانة العالية لتطوير المجتمع الحديث ، لذا استكشف النوع الجديد من مادة السبائك الصلبة يجعل من المهم بشكل خاص أن تكون للأجزاء المختلفة من الأداة متطلبات وظيفية مختلفة.

خصائص وتطبيق كربيد التدرج 1

2. التطورات الجديدة في كربيد الأسمنت

يحاول علماء المواد من مختلف البلدان في العالم حل التناقضات المذكورة أعلاه في السبائك الصلبة التقليدية الموحدة من خلال طرق فعالة مختلفة ، وتقليل تكاليف الإنتاج والاستخدام ، وتحسين أدائهم الشامل. في الوقت الحاضر ، هناك بشكل أساسي سبائك فائقة النقاء وخشنة نانو (ما يسمى كربيد دقيق للغاية هو سبيكة مع حجم حبيبات كربيد التنغستن من 0.2-0.5 ميكرومتر ، وسبائك النانو الصلبة هي سبيكة مع كربيد التنغستن حجم الحبوب أقل من 0.2 ميكرومتر.) ، كربيد الصفيح المقوى ، كربيد مطلي وكربيد متدرج وظيفي ، واتجاهات أخرى يمكن أن تحل بشكل فعال هذا التناقض. على سبيل المثال ، عندما يكون محتوى الكوبالت من السبائك الصلبة بحجم النانو مرتفعًا ، ليس لديه أداء كسر جيد فحسب ، بل يتمتع أيضًا بصلابة عالية ، ويصل إلى أفضل مزيج من صلابة السبائك وكربيد التدرج الوظيفية المتينة عن طريق جعل مرحلة الموثق أو الصلب الطور على طول اتجاه واحد يزداد أو ينقص لإعطاء الأجزاء المختلفة من سبيكة خصائص مختلفة ، بحيث يمكن تحقيق الجمع بين المتانة ومقاومة التآكل بشكل كامل في استخدام الكربيد. فيما يلي مقدمة موجزة للتقدم الجديد لكربيد متدرج متدرج.
كربيد متدرج وظيفيا

3. اقترح كربيد التدرج

غالبًا ما تؤدي التغيرات المفاجئة في تركيبة المواد وخصائصها إلى تركيزات ضغط محلية كبيرة ، سواء كان الضغط داخليًا أو خارجيًا. إذا تم تنفيذ الانتقال من مادة إلى أخرى بشكل تدريجي ، فستزداد تركيزات الضغط هذه بشكل كبير. خفض.
تشكل هذه الاعتبارات العنصر المنطقي الأساسي لمعظم المواد المصنفة وظيفياً. اقترح العلماء اليابانيون أولاً المواد المصنفة وظيفياً ، والتي تتميز بإدخال تغييرات تدريجية في البنية المجهرية و / أو تكوين أحد المكونات ، والتغيير التدريجي لهيكلها الدقيق و / أو تكوينها في الفضاء ، والخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية المادة.
يُظهر الأداء تغيرًا متدرجًا في التدرج في الفضاء ، بحيث يلبي متطلبات الأداء المختلفة في مواقع مختلفة في المكون ، مما يجعل المكون ككل يحقق أفضل النتائج.
تم تقديم فكرة التصميم هذه في مجال كربيد الأسمنت في منتصف إلى أواخر الثمانينيات ، وتم اقتراح كربيد أسمنتي متدرج ، وتم تحقيق التطور السريع بسرعة. في الاستخدام الفعلي للكربيد الأسمنتي ، غالبًا ما يكون لمواقع العمل المختلفة متطلبات أداء مختلفة. على سبيل المثال ، يتطلب رأس الكوبالت المصنوع من الكربيد الأسمنتي مقاومة عالية للتآكل السطحي ومقاومة للصدمات الشاملة.
من الممكن تصور أنه إذا كان من الممكن تطوير نوع جديد من مادة الكربيد الأسمنتية ، فإن الميزة الهيكلية لهذه المادة هي أن الطبقة السطحية عبارة عن هيكل ذو طور رابط منخفض ومحتوى الطور من النواة هو قيمة متوسطة ، بين الطبقة السطحية واللب. إنها طبقة انتقالية ذات محتوى ملزم عالي وتوزيع مستمر. في هذا النوع من التركيب ، بسبب التوزيع المختلف لمرحلة الترابط في كل جزء ، يكون محتوى طبقة الترابط في سطح السبائك أقل من متوسط القيمة في كل جزء ، مع صلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل ، وطبقة الربط المحتوى في الطبقة الانتقالية. عالية ، يمكن أن تلبي صلابة جيدة ومقاومة التأثير.

4. خصائص كربيد التدرج

في الهيكل المكون من مرحلتين ، يكون محتوى الكوبالت للطبقة السطحية أقل من محتوى الكوبالت الاسمي للسبائك ، ومحتوى الكوبالت للطبقة الوسيطة أعلى من محتوى الكوبالت الاسمي للسبائك ، ومحتوى الكوبالت للنواة يحتوي الطور η على محتوى الكوبالت الاسمي للسبائك. بما أن محتوى الكوبالت من السبيكة يظهر تغيرًا في التدرج ، فإن صلابة الأجزاء المختلفة من السبيكة تعكس أيضًا القوانين المقابلة. علاوة على ذلك ، فإن التوزيع التدريجي لمحتوى الكوبالت يجعل انكماش التلبيد في أجزاء مختلفة من المقطع العرضي غير منتظم ، مما يؤدي إلى إجهاد متبقي في السبائك. نظرًا لانخفاض محتوى الكوبالت في الطبقة السطحية من السبيكة والمحتوى العالي من WC + Co + η ، فإن سطح السبيكة لديه صلابة عالية جدًا ومقاومة جيدة للتآكل. في الطبقة الوسطى من السبيكة ، يكون محتوى الكوبالت أعلى من المحتوى الاسمي للسبائك ، وبالتالي تتمتع الطبقة بصلابة جيدة ومرونة ، بحيث يمكن للسبائك أن تتحمل أحمالًا أعلى. هيكل الطور داخل السبيكة لديه صلابة جيدة. تظهر النتائج التجريبية أن مقاومة التآكل والمتانة لسبائك DP أفضل بشكل واضح من تلك المقاومة للسبائك الصلبة التقليدية التقليدية. من الواضح أن اعتماد سبيكة DP يمكن أن يحسن كفاءة حفر الصخور ويقلل من تكلفة التعدين.
وفقًا للحالة البحثية الحالية لمواد التدرج في بلدان مختلفة ، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من كربيد تكوين كربيد الطور المترابط المتدرج مثل السبائك ، كربيد التدرج المكون للطور الصلب (مثل الطبقة used المستخدمة كمصفوفة طلاء. التدرج كربيد أسمنتي) و كربيد متدرج الحجم الحبيبي المتدرج (مثل المطرقة العلوية كربيد متدرج الحبوب).

5. آلية تكوين التدرج

لم يتم حتى الآن توحيد وجهة نظر آلية تشكيل التوزيع التدريجي لمرحلة الكوبالت بسبب الهجرة الاتجاهية لمرحلة الموثق السائل في السبيكة بعد الكربنة. وفقًا لتقارير الأبحاث الحالية ، فإن الهجرة الاتجاهية للمرحلة السائلة تتضمن بشكل أساسي الهجرة الجماعية التي تسببها ثلاثة أنواع مختلفة من المراحل السائلة ، والهجرة الموجهة لمرحلة الموثق الناتجة عن أحجام جسيمات WC المختلفة ، وترحيل المرحلة السائلة بسبب محتوى الكربون المختلف. على سبيل المثال ، يتم تداخل وسبيكة YG بنفس محتوى الكربون WC ، وحجم الجسيمات المنتظم ، ومحتوى الكوبالت الرابط المختلف في درجة حرارة الطور السائل لفترة معينة من الزمن. ونتيجة لذلك ، يتحول طور الكوبالت المرتبط من محتوى الكوبالت العالي إلى محتوى الكوبالت المنخفض. جانب واحد من الهجرة.
على سبيل المثال ، واحد من أحجام الجسيمات المختلفة هو الجسيمات الدقيقة ، والآخر هو الجسيمات الخشنة المضافة مع نفس الكوبالت لتشكيل نوعين من الخليط ، والضغط في سبيكة مزدوجة الطبقة للتلبد فراغ. يبدو أن مرحلة ربط السائل جيدة من جانب إلى آخر. يهاجر جانب الحبوب. في حين يتم إزالة الكربنة من الكربون عالي الإسمنت في الكربنة في جو إزالة الكربنة ، ستنتقل مرحلة ربط السائل من الداخل إلى سطح العينة ، في حين أن سبائك الكربون المنخفضة ستهاجر إلى المركز بعد مرحلة ربط السائل المعالجة بالكربنة.
ظاهرة الهجرة الناتجة عن الاختلاف في محتوى الكربون تنجم عن الاختلاف في كمية الطور السائل في الأجزاء المختلفة من السبيكة. يحتوي هذا النوع من السبائك الخالية من الكربنة أو الكربنة على محتوى كربون داخلي غير متكافئ ، ومحتوى الكربون مرتفع نسبيًا في المناطق ذات المحتوى العالي من الكربون. في المناطق ذات المحتوى المنخفض من الكربون ، تنتقل المرحلة السائلة من المناطق ذات المحتوى العالي من الكربون إلى المناطق ذات المحتوى المنخفض من الكربون. إن الآليات الرئيسية لهجرة المرحلة السائلة مجتمعة هي:
تنتقل مرحلة الموثق من منطقة كربيد الحبيبات الخشنة إلى منطقة كربيد الحبيبات الدقيقة ، والقوة الدافعة للهجرة هي فرق الضغط الشعري ، أي عمل القوة الشعرية. تنتقل مرحلة الربط من منطقة المرحلة السائلة العالية إلى منطقة المرحلة السائلة المنخفضة وتهاجر. القوة الدافعة هي فرق الضغط في الطور السائل ، أي دور توسيع الحجم أو الانكماش لتوليد الضغط عندما تتغير حالة المادة في فرق حجم الطور السائل.

خصائص وتطبيق كربيد متدرج 2

6. تطبيق كربيد متدرج

يحل كربيد الأسمنت المتدرج بنجاح محل التناقض بين الصلابة والمتانة الموجودة في كربيد الأسمنت المتجانس التقليدي. يعتبر تطوير هذه المادة الجديدة هو الأكثر أهمية في تاريخ الكربيد الأسمنتي منذ الخمسينيات. ابتكار." نظرًا للهيكل الدقيق الفريد وخصائص كربيد الأسمنت المتدرج ، فقد أصبح محتوى بحثيًا مهمًا في مجال المواد الوظيفية المتدرجة والسبائك الصلبة. في الوقت الحالي ، تم استخدامه على نطاق واسع في طلاء الركائز ، وأدوات قطع الكربيد ، وأدوات التعدين وحفر الصخور ، وقوالب الشد وأدوات التثقيب ، وتتوسع مجالات التطبيق باستمرار.
(1) تستخدم كركيزة طلاء
بسبب معاملات التمدد الحراري المختلفة للمواد المختلفة ، قد تنكسر مواد أداة الطلاء بسبب الإجهاد الحراري أثناء التبريد. يتم استخدام كربيد هيكل التدرج المتدرج كمصفوفة ، أي أن مصفوفة الطلاء الملبد المتدرج تشكل منطقة مرن تفتقر إلى الكربيد المكعبة وكربونات نيتريد في المنطقة السطحية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال الشقوق المتكونة في الطلاء من التوسع إلى داخل سبيكة . ، وتحسين قوة الترابط بين الواجهة وتقليل تركيز ضغط الواجهة ، وبالتالي تحسين أداء أدوات القطع من الكربيد.
(2) تستخدم كأداة كربيد
تغيير الكربيد التقليدي. يتم استخدام نموذج النسبة الثابتة لصنع سبيكة متدرجة ذات هيكل متدرج ذات محتوى سطحي منخفض ومحتوى عالي النواة ، بحيث تكون للطبقة السطحية صلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل ، في حين أن النواة لديها قوة عالية ومتانة تأثير جيدة ، مما يجعل القوة وصلابة السبائك. إنه منسق بشكل جيد وبالتالي يمكن استخدامه لإنتاج أدوات القطع مع كل من مقاومة التآكل والمتانة.
(3) أدوات التعدين وحفر الصخور أدوات التعدين وحفر الصخور
يتطلب استخدام الأسنان الكروية تآكلًا وتأثيرًا أكبر أثناء التشغيل ، الأمر الذي يتطلب أن تتمتع السبائك بمقاومة عالية للتآكل على السطح وقوة عالية. من الصعب تلبية السبائك التقليدية التقليدية. كل من مقاومة التآكل والمتانة أفضل بكثير من الكربيدات الموحدة التقليدية.
(4) تستخدم كأداة لللكم
عادة ما يتم تحضير الصفائح المعدنية عن طريق اللكم أو اللكم. بهذه الطريقة ، يتم كسر المواد بين حواف العمل التي تواجه بعضها البعض. أثناء اللكم ، تتحرك اللكمة عبر القالب في اتجاه عمودي على اللوحة المعدنية وتثقب اللوحة المعدنية. عادة ما يرجع وضع الفشل لللكمة إلى تآكل حافة العمل ويؤدي في النهاية إلى أن تصبح حافة القطع لللكمة مخروطية ، وبالتالي زيادة قوة الاحتكاك أثناء اللكم وتؤدي في النهاية إلى انخفاض في جودة اللكم. من أجل زيادة عمر أداة قطع كربيد التدرج قدر الإمكان ، يجب استخدام كربيد متدرج متدرج مع منطقة طور مركزية ، محاطة بمنطقة خالية من النواة ، ومع سطح عمل مكشوف لـ η -مرحلة. باستخدام الكربيد الأسمنتي كلكمة ، يبلغ حجم الحبوب من WC 2-3μm ، وعدد مرات التثقيب للكربيد الأسمنتي القياسي هو 15 مرة فقط ، وعدد التثقيب والقص من الكربيد الأسمنتي لهيكل التدرج يصل إلى 64000 مرة ، في حين أن الصلب من اللكم يموت العدد حوالي 7231 مرة. يمكن ملاحظة أن الكربيد المتدرج المتدرج كأداة للتثقيب يمكن أن يحسن بشكل كبير من عمر الخدمة للأداة.
تتكون دراسة كربيد الأسمنت المتدرج من ثلاثة أجزاء: تصميم المواد ، وإعداد المواد ، وتقييم الملكية. هذه الأجزاء الثلاثة تكمل بعضها البعض ولا غنى عنها. إعداد المواد هو جوهر البحث الكربيد المتدرج. يوفر تصميم المواد أفضل تكوين وتوزيع متدرج للهيكل. للحكم على ما إذا كانت المواد المصممة والمجهزة تستوفي الوظيفة المحددة مسبقًا ، يجب إجراء تقييم الأداء.

7. تصميم كربيد متدرج

تصميم كربيد متدرج متدرج ، يجب أن يمر بشكل عام من خلال الروابط العديدة التالية أولاً وفقًا للشكل الهيكلي للمكونات وظروف الاستخدام الفعلية ، ارسم شروط الحدود الديناميكية الحرارية من قاعدة بيانات توليف المواد والأداء الحالية ، حدد التوليف المحتمل للمعادن- الخزف نظام تركيبة المواد وطريقة التحضير افترض نسبة الجمع وقاعدة التوزيع لمرحلة الموثق والمرحلة الصعبة ، واستخدم قانون خلط المواد المجهرية المادية لاشتقاق المعلمات المادية المكافئة لهيكل المواد باستخدام نظرية المرونة الحرارية وطريقة حساب الرياضيات. يتم محاكاة وظيفة التوزيع لمكونات التدرج لهيكل المواد عن طريق توزيع درجة الحرارة ومحاكاة الإجهاد الحراري ، وقد تم تصميم نظام التوزيع وتوزيع المواد الأمثل. يتكون العمل الأساسي لتصميم كربيد متدرج من الأجزاء الثلاثة التالية:
(1) إنشاء نموذج توزيع مكون متدرج مناسب بحيث تلبي المواد الوظيفية المتدرجة متطلبات الأداء
(2) تقدير الخواص الفيزيائية لمواد التدرج
(3) حساب مجال درجة الحرارة والضغط الحراري للمواد المدرجة وظيفيا
انظر لدينا زر التعدين كربيد التنغستن هنا

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

arالعربية
en_USEnglish zh_CN简体中文 es_ESEspañol hi_INहिन्दी pt_BRPortuguês do Brasil ru_RUРусский ja日本語 jv_IDBasa Jawa de_DEDeutsch ko_KR한국어 fr_FRFrançais tr_TRTürkçe pl_PLPolski viTiếng Việt arالعربية