يجب أن يكون كربيد التعدين قادرًا على الحفر بسرعة في ظل ظروف التأثير عالية الطاقة مع تقليل التآكل وتحمل الصدمات الطويلة دون الكسر. بعبارة أخرى، يجب أن يتمتع كربيد التعدين بمقاومة ممتازة للتآكل ومتانة كافية، وهي حالة قائمة منذ فترة طويلة وتشكل تحديًا محليًا ودوليًا.

بشكل عام، يؤدي تحسين مقاومة التآكل للكربيد إلى انخفاض صلابة الكربيد، ويؤدي زيادة صلابة الكربيد إلى انخفاض مقاومة التآكل. مقاومة التآكل والصلابة وحدة متناقضة. أصبحت كيفية حل هذا التناقض تحديًا كبيرًا في إنتاج الكربيد اليوم. من خلال الاختبار، وجدنا أن إضافة عناصر أرضية نادرة إلى كربيد التعدين يمكن أن يعالج هذه المشكلة بشكل فعال.

ما هو التأثير الذي سيحدثه إضافة العناصر الأرضية النادرة على أداء تعدين الكربيد؟ 2

محتويات يخفي

1 العوامل المؤثرة في تأثير العناصر الأرضية النادرة على تعدين الكربيد

2 التحقق من صحة البيانات التجريبية للنتائج

3 استنتاج

العوامل المؤثرة في تأثير العناصر الأرضية النادرة على تعدين الكربيد

لقد اخترنا كربيد التعدين MTY25 من مصنعنا وأضفنا إليه مزيجًا من العناصر الأرضية النادرة قبل الطحن الرطب لإعداد مزيج يسمى MTY25R. وقد تم تسخين كل من هذين المادتين إلى درجات حرارة عالية لإنشاء مواد تجريبية لاختبار الأداء.

ما هو التأثير الذي سيحدثه إضافة العناصر الأرضية النادرة على أداء تعدين الكربيد؟ 3

من الجدول 1، يمكن ملاحظة أن إضافة عناصر أرضية نادرة قد زادت من قيم قوة الانحناء ومتانة التأثير لكربيد التعدين، مع تأثير ضئيل على الصلابة والكثافة والخصائص المغناطيسية. يشير هذا إلى أن إدراج عناصر أرضية نادرة يعزز قدرة التشوه البلاستيكي لمرحلة الترابط وقوة ارتباطها بالمرحلة الصلبة عند الواجهة.

ما هو التأثير الذي سيحدثه إضافة العناصر الأرضية النادرة على أداء تعدين الكربيد؟ 4

إن إضافة عناصر أرضية نادرة إلى الكربيد يمكن أن تثري الكربيد بعناصر الشوائب، وتحسن توزيع شوائب الواجهة، وتنقي حدود الحبوب، وتعزز مرحلة الترابط، وتغير تركيبة مرحلة الكوبالت. نعتقد أنه بصرف النظر عن تعزيز مصفوفة الكوبالت لمرحلة الترابط، فإن عناصر الأرض النادرة تمنع في المقام الأول التحول الطوري للكوبالت.

لقد قمنا بإخضاع كربيد التعدين MTY25R وMTY25 لطريقة التحلل الكهربائي، حيث قمنا بإذابة الطبقة السطحية من WC بشكل انتقائي، وتركنا طور Co للتحليل الكمي بالأشعة السينية. لقد وجدنا أن إضافة العناصر الأرضية النادرة تزيد من محتوى α-Co المرن في الكربيد من حوالي 60% إلى أكثر من 90%، مما يعزز بشكل كبير من مرونة طور Co. وبالتالي، فإن هذا التحسن يؤدي إلى قوة انحناء أعلى ومتانة تأثير للكربيد.

التحقق من صحة البيانات التجريبية للنتائج

لفهم الاختلافات في الأداء بين الكربيدات مع أو بدون إضافات العناصر الأرضية النادرة أثناء الاستخدام الفعلي، قمنا بإجراء الخطوتين التاليتين:

1تم إجراء اختبارات المحاكاة الحرارية الديناميكية لمحاكاة التغيرات في أداء الكربيد في ظل ظروف التشغيل وتحديد تأثير العناصر الأرضية النادرة على أداء الكربيد.

2أجريت تجارب ميدانية في مواقع إنتاج التعدين لتقييم عمر خدمة الكربيد. أجرينا اختبارات محاكاة حرارية ديناميكية عالية الحرارة في جامعة سنترال ساوث في الصين (كما هو موضح في الجدول 2).

ما هو التأثير الذي سيحدثه إضافة العناصر الأرضية النادرة على أداء تعدين الكربيد؟ 5

تشير نتائج الاختبار إلى أن إضافة عناصر أرضية نادرة إلى الكربيد تقلل من القوة الحرارية للكربيد مع زيادة اللدونة الحرارية ومتانتها في درجات الحرارة العالية (الممثلة بالمساحة الإجمالية تحت منحنى الإجهاد والانفعال). هذا التأثير مشابه لزيادة محتوى الكوبالت. تتميز الكربيدات المحتوية على عناصر أرضية نادرة بلدونة حرارية ومتانة ممتازة، مما يسمح لها باستيعاب الاختلافات المعقدة في تشوه البلاستيك الناتج عن الإجهاد الحراري بشكل أفضل في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. لذلك، يمكن للكربيدات المضاف إليها عناصر أرضية نادرة تحسين أدائها أثناء الاستخدام، وتعزيز مقاومة التآكل، وإطالة عمرها الافتراضي.

ما هو التأثير الذي قد يحدثه إضافة العناصر الأرضية النادرة على أداء تعدين الكربيد؟ 6

تُظهِر النتائج في الجدول 3 أن كربيد MTY25R المضاف إليه عناصر أرضية نادرة يُظهِر تحسنًا في كل من عمر الخدمة ومقاومة التآكل مقارنةً بكربيد MTY25 الخالي من العناصر الأرضية النادرة. وعلى وجه الخصوص، في الاختبار الذي أُجري في منجم الحديد لوغو، أظهر كربيد MTY25R أداءً ممتازًا.

منجم الحديد لوغو هو أحد المواقع في الصين المعروفة بامتلاكها لأقسى الصخور. عادةً، تُستخدم رؤوس الحفر ذات سماكة حشوات الكربيد 16 مم لاستخراج الخام في هذه المنطقة، بينما كانت حشوات الكربيد التي استخدمناها في اختبارنا بسماكة 10 مم. ومع ذلك، خلال التجربة بأكملها، لم يتم ملاحظة أي حالات كسر في الكربيد مع حشوات الكربيد المضافة إلى العناصر الأرضية النادرة. كما تم تمديد عمر خدمة هذه الحشوات بشكل كبير مقارنة بالحشوات الخالية من العناصر الأرضية النادرة. وهذا يدعم بقوة الاستنتاج القائل بأن إضافة العناصر الأرضية النادرة يمكن أن تعزز بالفعل قوة انثناء الكربيد ومتانته في مواجهة الصدمات، مما يحسن من أدائه في التطبيقات في العالم الحقيقي.

ما هو التأثير الذي سيحدثه على أداء تعدين الكربيد بإضافة العناصر الأرضية النادرة 7

استنتاج

1إن إضافة كمية معينة وشكل معين من العناصر الأرضية النادرة إلى كربيدات التعدين يمكن أن يعزز قوة انثناء الكربيد ومتانته في مواجهة الصدمات، وبالتالي تحسين مقاومة التآكل وإطالة عمر خدمة الكربيد.

2إن إضافة العناصر الأرضية النادرة لها تأثير مماثل لزيادة محتوى الكوبالت في الكربيد، مما يعزز من مرونته الحرارية ومتانته.