I. Asosiy material tarkibi
1. Qattiq faza: volfram karbid (WC)
- Proportion diapazoni: 70–95%
- Asosiy xususiyatlar: O'ta yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik ko'rsatadi, Vickers qattiqligi ≥1400 HV.
- Don hajmining ta'siri:
- Dag'al don (3–8 mkm): Yuqori chidamlilik va zarba qarshiligi, shag'al yoki qattiq qatlamli qatlamlarga mos keladi.
- Nozik/Ultrafin don (0,2–2 mkm): Kuchaytirilgan qattiqlik va aşınma qarshilik, kvarts qumtoshi kabi yuqori abraziv qatlamlar uchun ideal.
2. Birlashtiruvchi faza: Kobalt (Ko) yoki Nikel (Ni)
- Proportion diapazoni: 5-30%, volfram karbid zarralarini bog'lash va qattiqlikni ta'minlash uchun "metall yopishtiruvchi" sifatida ishlaydi.
- Turlari va xususiyatlari:
- Kobaltga asoslangan (asosiy tanlov):
- Afzalliklari: Yuqori haroratlarda yuqori quvvat, yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi va yuqori keng qamrovli mexanik xususiyatlar.
- Ilova: Ko'pgina an'anaviy va yuqori haroratli shakllanishlar (kobalt 400 ° C dan past haroratda barqaror bo'lib qoladi).
- Nikel asosidagi (maxsus talablar):
- Afzalliklari: Kuchli korroziyaga chidamlilik (H₂S, CO₂ va yuqori tuzli burg'ulash suyuqliklariga chidamli).
- Ilova: kislotali gaz konlari, dengiz platformalari va boshqa korroziy muhitlar.
- Kobaltga asoslangan (asosiy tanlov):
3. Qo'shimchalar (Mikro darajali optimallashtirish)
- Xrom karbid (Cr₃C₂): Oksidlanish qarshiligini yaxshilaydi va yuqori harorat sharoitida bog'lovchi faza yo'qotilishini kamaytiradi.
- Tantal karbid (TaC)/niobiy karbid (NbC): Don o'sishini inhibe qiladi va yuqori haroratda qattiqlikni oshiradi.
II. Tungsten karbid qattiq metallni tanlash sabablari
| Ishlash | Afzallik tavsifi |
|---|---|
| Aşınmaya qarshilik | Qattiqlik faqat olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi, kvars qumi kabi abraziv zarralar tomonidan eroziyaga chidamli (emirilish darajasi po'latdan 10+ baravar past). |
| Ta'sirga qarshilik | Kobalt/nikel biriktiruvchi fazaning mustahkamligi quduq tebranishlari va bitning tebranishlari natijasida parchalanishning oldini oladi (ayniqsa, qo'pol don + yuqori kobaltli formulalar). |
| Yuqori harorat barqarorligi | 300-500 ° S (kobalt asosidagi qotishmalarning harorat chegarasi ~ 500 ° C) bo'lgan pastki teshik haroratida ishlashni saqlaydi. |
| Korroziyaga qarshilik | Nikel asosidagi qotishmalar oltingugurt o'z ichiga olgan burg'ulash suyuqliklarining korroziyasiga qarshi turadi, kislotali muhitda xizmat muddatini uzaytiradi. |
| Iqtisodiy samaradorlik | Olmos/kub bor nitrididan ancha past narx, xizmat muddati po'lat nozullarga qaraganda 20-50 baravar ko'p, optimal umumiy foyda keltiradi. |
III. Boshqa materiallar bilan taqqoslash
| Material turi | Kamchiliklari | Ilova stsenariylari |
|---|---|---|
| Olmos (PCD/PDC) | Yuqori mo'rtlik, zaif zarba qarshiligi; juda qimmat (volfram karbididan ~ 100 barobar). | Nozullar uchun kamdan-kam qo'llaniladi; ba'zan ekstremal abraziv eksperimental muhitda. |
| Kub bor nitridi (PCBN) | Yaxshi harorat qarshiligi, lekin past qattiqlik; qimmat. | Ultra chuqur yuqori haroratli qattiq shakllanishlar (asosiy bo'lmagan). |
| Seramika (Al₂O₃/Si₃N₄) | Yuqori qattiqlik, lekin sezilarli mo'rtlik; past termal zarba qarshiligi. | Laboratoriya tekshiruvi bosqichida, hali tijorat miqyosida emas. |
| Yuqori quvvatli po'lat | Etarli darajada aşınma qarshilik, qisqa xizmat muddati. | Past darajali bitlar yoki vaqtinchalik muqobillar. |
IV. Texnik evolyutsiya yo'nalishlari
1. Materialni optimallashtirish
- Nanokristalli volfram karbid: Dona hajmi <200nm, qattiqlik mustahkamligini buzmasdan 20% ga oshdi (masalan, Sandvik Hyperion™ seriyasi).
- Funktsional darajali tuzilma: Ko'krak yuzasida yuqori qattiqlikdagi nozik taneli WC, yuqori qattiqlikdagi qo'pol don + yuqori kobalt yadrosi, muvozanatlashuvchi aşınma va sinish qarshiligi.
2. Sirtni mustahkamlash
- Olmos qoplamasi (CVD): 2–5 mkm plyonka sirt qattiqligini >6000 HV ga oshiradi va xizmat muddatini 3–5 baravarga uzaytiradi (xarajatning 30% oshishi).
- Lazerli qoplama: WC-Co qatlamlari mahalliy aşınma qarshiligini oshirish uchun zaif nozul joylariga joylashtiriladi.
3. Qo'shimchalar ishlab chiqarish
- 3D-bosma volfram karbid: Gidravlik samaradorlikni oshirish uchun murakkab oqim kanallarini (masalan, Venturi inshootlari) integratsiyalashgan shakllantirish imkonini beradi.
V. Materialni tanlashning asosiy omillari
| Ishlash shartlari | Materiallar bo'yicha tavsiya |
|---|---|
| Yuqori abraziv shakllanishlar | Nozik/o'ta donli WC + o'rta-past kobalt (6–8%) |
| Ta'sir / tebranishga moyil bo'limlar | Qo'pol donli WC + yuqori kobalt (10-13%) yoki darajali tuzilish |
| Kislotali (H₂S/CO₂) muhitlar | Nikel asosli bog'lovchi + Cr₃C₂ qo'shimchasi |
| Ultra chuqur quduqlar (>150 ° C) | Kobalt asosidagi qotishma + TaC/NbC qo'shimchalari (zaif yuqori haroratga chidamliligi uchun nikeldan saqlaning) |
| Xarajatlarni hisobga oluvchi loyihalar | Standart o'rta donli WC + 9% kobalt |
Xulosa
- Bozor ustunligi: Volfram karbidli qattiq metall (WC-Co/WC-Ni) mutlaq asosiy oqim bo'lib, global matkap uchlari ko'krak bozorlarining >95% ni tashkil qiladi.
- Ishlash yadrosi: WC don hajmi, kobalt/nikel nisbati va qo'shimchalarni o'zgartirish orqali turli shakllanish muammolariga moslashish.
- O'zgartirib bo'lmaydigan: Ilg'or texnologiyalar (nanokristalizatsiya, qoplamalar) uning qo'llanish chegaralarini yanada kengaytirib, eskirishga chidamlilik, qattiqlik va narxni muvozanatlash uchun optimal yechim bo'lib qolmoqda.
Xabar berish vaqti: 2025 yil 03-iyun
