सामान्यतया, कार्बाइड के पहनने के प्रतिरोध में सुधार से कार्बाइड की कठोरता में कमी आती है, और कार्बाइड की कठोरता में वृद्धि से पहनने के प्रतिरोध में कमी आती है। पहनने का प्रतिरोध और कठोरता एक विरोधाभासी एकता है। इस विरोधाभास को कैसे हल किया जाए यह आज के कार्बाइड उत्पादन में एक बड़ी चुनौती बन गई है। परीक्षण के माध्यम से, हमने पाया है कि खनन कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से इस समस्या का प्रभावी ढंग से समाधान हो सकता है।

कार्बाइड खनन पर दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक

हमने अपने कारखाने के खनन कार्बाइड MTY25 का चयन किया और MTY25R नामक मिश्रण तैयार करने के लिए गीली पीसने से पहले दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का मिश्रण जोड़ा। प्रदर्शन परीक्षण के लिए प्रायोगिक सामग्री बनाने के लिए इन दोनों को उच्च तापमान पर सिंटर किया गया था।

तालिका 1 से, यह देखा जा सकता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के जुड़ने से खनन कार्बाइड की लचीली ताकत और प्रभाव कठोरता मूल्यों में वृद्धि हुई है, कठोरता, घनत्व और चुंबकीय गुणों पर न्यूनतम प्रभाव पड़ा है। यह इंगित करता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का समावेश बंधन चरण की प्लास्टिक विरूपण क्षमता और इंटरफ़ेस पर कठोर चरण के साथ इसकी बंधन शक्ति को बढ़ाता है।

कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को शामिल करने से कार्बाइड को अशुद्धता तत्वों से समृद्ध किया जा सकता है, इंटरफ़ेस अशुद्धियों के वितरण में सुधार हो सकता है, अनाज की सीमाओं को शुद्ध किया जा सकता है, बंधन चरण को मजबूत किया जा सकता है और सह चरण की संरचना में बदलाव किया जा सकता है। हमारा मानना है कि बॉन्डिंग चरण के सह मैट्रिक्स को मजबूत करने के अलावा, दुर्लभ पृथ्वी तत्व मुख्य रूप से सह के चरण परिवर्तन को रोकते हैं।

हमने MTY25R और MTY25 खनन कार्बाइड को इलेक्ट्रोलाइटिक विघटन विधि के अधीन किया, WC की सतह परत को चुनिंदा रूप से विघटित किया, मात्रात्मक एक्स-रे विश्लेषण के लिए सह चरण को छोड़ दिया। हमने पाया कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के जुड़ने से कार्बाइड में तन्य α-Co की मात्रा लगभग 60% से बढ़कर 90% हो जाती है, जिससे Co चरण की प्लास्टिसिटी में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। नतीजतन, इस सुधार के परिणामस्वरूप कार्बाइड के लिए उच्च लचीली ताकत और प्रभाव क्रूरता होती है।

परिणामों के लिए प्रयोगात्मक डेटा का सत्यापन

वास्तविक उपयोग के दौरान दुर्लभ पृथ्वी तत्व के संयोजन के साथ और बिना कार्बाइड के प्रदर्शन में अंतर को समझने के लिए, हमने निम्नलिखित दो चरण अपनाए:

1ऑपरेटिंग परिस्थितियों में कार्बाइड के प्रदर्शन में परिवर्तन का अनुकरण करने और कार्बाइड के प्रदर्शन पर दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए डायनामिक थर्मल सिमुलेशन परीक्षण आयोजित किए गए थे।

कार्बाइड की सेवा अवधि का आकलन करने के लिए खनन उत्पादन स्थलों पर 2फील्ड परीक्षण किए गए। हमने चीन में सेंट्रल साउथ यूनिवर्सिटी में उच्च तापमान वाले गतिशील थर्मल सिमुलेशन परीक्षण किए (जैसा कि तालिका 2 में दिखाया गया है)।

परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से कार्बाइड की थर्मल ताकत कम हो जाती है जबकि इसकी थर्मल प्लास्टिसिटी और उच्च तापमान कठोरता बढ़ जाती है (तनाव-तनाव वक्र के तहत कुल क्षेत्र द्वारा दर्शाया गया है)। यह प्रभाव सह सामग्री में वृद्धि के समान है। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों वाले कार्बाइड उत्कृष्ट तापीय प्लास्टिसिटी और कठोरता का प्रदर्शन करते हैं, जिससे वे उच्च तापमान वाले वातावरण में जटिल थर्मल तनाव प्लास्टिक विरूपण अंतर को बेहतर ढंग से समायोजित कर सकते हैं। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्व के अतिरिक्त कार्बाइड उपयोग में उनके प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं, पहनने के प्रतिरोध को बढ़ा सकते हैं और उनकी सेवा जीवन को बढ़ा सकते हैं।

तालिका 3 में परिणाम दर्शाते हैं कि अतिरिक्त दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ MTY25R कार्बाइड, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बिना MTY25 कार्बाइड की तुलना में सेवा जीवन और पहनने के प्रतिरोध दोनों में सुधार दिखाता है। विशेष रूप से, लुगु आयरन माइन में किए गए परीक्षण में, MTY25R कार्बाइड ने उत्कृष्ट प्रदर्शन किया।

लुगु आयरन माइन चीन के उन स्थानों में से एक है जो सबसे कठोर चट्टानों के लिए जाना जाता है। आमतौर पर, 16 मिमी की कार्बाइड इंसर्ट मोटाई वाले ड्रिलिंग बिट्स का उपयोग इस क्षेत्र में अयस्क निष्कर्षण के लिए किया जाता है, जबकि हमने अपने परीक्षण में जिन कार्बाइड इंसर्ट का उपयोग किया था वे 10 मिमी मोटे थे। हालाँकि, पूरे प्रयोग के दौरान, दुर्लभ पृथ्वी तत्व-युक्त कार्बाइड आवेषण के साथ कार्बाइड फ्रैक्चर का कोई उदाहरण नहीं देखा गया। इन आवेषणों का सेवा जीवन भी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बिना आवेषणों की तुलना में काफी बढ़ाया गया था। यह इस निष्कर्ष का दृढ़ता से समर्थन करता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से वास्तव में कार्बाइड की लचीली ताकत और प्रभाव कठोरता में वृद्धि हो सकती है, जिससे वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में इसके प्रदर्शन में सुधार हो सकता है।

निष्कर्ष

1खनन कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की एक निश्चित मात्रा और रूप जोड़ने से कार्बाइड की लचीली ताकत और प्रभाव कठोरता में वृद्धि हो सकती है, जिससे पहनने के प्रतिरोध में सुधार होता है और कार्बाइड की सेवा जीवन का विस्तार होता है।

2दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को शामिल करने से कार्बाइड में सह सामग्री को बढ़ाने, इसकी थर्मल प्लास्टिसिटी और कठोरता को बढ़ाने के समान प्रभाव पड़ता है।