تصنيف مواد التسطيح

تلقي هذه المقالة الضوء على الأنواع التسعة الرئيسية لمواد الأسطح. الأنواع هي: 1. كربيد التنغستن 2. كربيد الكروم 3. عالية السرعة أداة الصلب 4. الأوستنيتي المنغنيز الفولاذ 5. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 6. Martensitic غير القابل للصدأ 7. المعادن قاعدة الكوبلت التسطيح 8. سبائك النيكل-قاعدة تسطيح 9. النحاس- قاعدة تسطيح السبائك.

اكتب # 1. كربيد التنغستن:

كربيد التنغستن هو الأصعب ، وبشكل عام الأكثر مقاومة للتآكل من جميع المواد السطحية. يتم تسويقه على شكل أنابيب فولاذية معتدلة مليئة بالحبيبات المسحوقة والحجم من كربيد التنغستن المصبوب بنسبة 60٪ من الكربيد و 40٪ من مواد الأنبوب بالوزن. كما تتوفر نفس مادة الكربيد كحبيبات فضفاضة والتي يمكن استخدامها على المعدن الأساسي كالتدفق في اللحام القوسي المغمور.

يجب أن تكون عملية اللحام المختارة لطلاء مع كربيد التنغستن من النوع الذي تبقى حبيبات كربيد غير مذابة. من الأفضل القيام بذلك من خلال عملية إدخال حرارة منخفضة مثل لحام الأكسجين والأكسجين ، وهو ما يفضله في جميع التطبيقات الهامة مثل تسطح بتات حفر آبار النفط. قد تضيف العملية الكربون إلى المصفوفة لتحسين صلابته. هذه الرواسب لديها مقاومة أعلى للتآكل من أي نوع آخر من السطوح.

لحام القوس ، إذا تم استخدامه ، قد يذوب بعض أو كل الحبيبات هناك من خلال التأثير على صلابة الوديعة نظرًا لانخفاض تكلفته ، فإن اللحام القوسي يستخدم عادة في تسطيح معدات نقل الأرض والتعدين.

سمك التراكب المعتاد حوالي 3 ملم. على الرغم من أن صلابة كربيد التنغستن لها صلابة عالية جدًا ، إلا أنه لا يمكن قياسها على مقياس روكويل سي بسبب المصفوفة الناعمة التي تكون فيها حبيبات كربيد مضمنة. تقع المادة ضمن 90 إلى 95 على مقياس Rockwell A-scale.

التطبيقات النموذجية لهذه المواد هي لفرز حواف القطع من المثاقب الصخرية ، وسطح التعدين ، ومقالع الحفر ، والحفر ، ومعدات تحريك التربة.

النوع # 2. كربيد الكروم:

وقد ثبت أن قضبان اللحام المصنوعة من حديد أكسيد الكروم الأوستنيتي تحظى بشعبية كبيرة في تسطيح السطح حيث يواجه التآكل أو تآكل خدش منخفض الإجهاد في التربة الرملية. هذا هو السبب في تسطيح المعدات الزراعية والآلات وقطع يتم القيام به من قبل هذه المكواة.

يتم استخدام اللحام بالقوس في المكونات الثقيلة والمساحات الكبيرة بينما يكون لحام الأكسجين والأكسجين مفيدًا للأقسام الرقيقة. يوصى بالتسرب مع عملية الأكسجين الأسيتيلين في موضع الورقة مع 3 شعلة من الريش إلى المخروط. إن إعادة بناء المحاريث وجمع القواطع هي تطبيقات نموذجية لأن هذه المعادن الحشو تتدفق جيداً بما يكفي لإنتاج رواسب ذات حواف رفيعة.

مقاومة تأثير هذه الرواسب منخفضة. ومع ذلك ، توفر رواسب كربيد الكروم مقاومة ممتازة للأكسدة ، ولكن مقاومة التآكل السائل ليست فعالة للغاية. مقاومة القذف (الاستيلاء أو الالتصاق) هي أفضل من مقاومة الصلب المقسى العادي.

تتراوح رواسب كربيد الكروم عادة في الصلابة من 40 إلى 63 روكويل سي ؛ ومع ذلك ، فإن عملية التزود بعملية غاز الوقود بالأكسجين هي حوالي 56 Rc مع نطاق من Rc 51 إلى Rc 62. يقلل تخفيف الترسبات بواسطة المعدن الأساس من مقاومة التآكل للطبقة الأولى.

لذلك ، لتحقيق أقصى قدر من مقاومة التآكل ، يجب استخدام طبقتين مع تيار منخفض مستخدم للطبقة الأولى لتقليل الاختراق والتخفيف. لأن رواسب كربيد الكروم لا تتأثر بالمعالجة الحرارية وبالتالي فإن معدل التبريد لا يؤثر على مقاومته للتآكل. المعدن المودع يتطور سطح أملس مع ارتداء ويمكن ، وبالتالي ، يمكن استخدامها لحماية الأسطح في الاتصال المنزلق. هذا هو السبب في ظهور محامل للاستخدام في درجات حرارة عالية أو في بيئة أكالة في كثير من الأحيان مع كربيد الكروم.

تتضمن التطبيقات الصناعية النموذجية لطلاء كربيد الكروم طلاءًا لأدوات تحريك الأرض ، أو أجزاء الماكينة المعرضة للمواد الكاشطة ، وللمزلاقات والشرائح التي تنقل الخامات مع تحميل الصدمات الكافي. وتشمل التطبيقات الأخرى تسطيح مجاري الكولا ، وأدلة بكرة الكابلات ، ومعدات التفجير الرملية ، وكذلك الأجزاء المعرضة للتآكل بواسطة محفزات 510 درجة مئوية في معامل التكرير ، والتآكل بواسطة فحم الكوك الساخن.

اكتب # 3.الفولاذ أداة عالية السرعة:

تنتج هذه المعادن الحشو معدن اللحام الذي يمكن أن يحتفظ بالصلابة عند درجة حرارة عالية تصل إلى حوالي 600 درجة مئوية ، بالإضافة إلى توفير مقاومة جيدة للتآكل والصلابة. هذه الحشوات ذات المحتوى العالي من الكربون مناسبة تمامًا لوضع رواسب للقطع والتشغيل بالفرشاة (الحافة القابضة) في حين أن تلك التي تحتوي على كربون منخفض هي الأكثر ملاءمةً لأدوات العمل الساخنة مثل قوالب التزوير الساخنة وللوظائف التي تتطلب المتانة.

صلابة روكويل لمعدن الحشو المخفف في الحالة الملحومة في نطاق Rc 55 إلى Rc 60. ومع ذلك ، يمكن أن تقل صلابة معدن اللحام إلى Rc 30 بواسطة التلدين للمعالجة ويمكن رفعها مرة أخرى إلى مستوى أعلى من خلال التبريد والتلطيف.

على الرغم من أن هذه السبائك لا يُفترض أنها تعطي رواسب عالية مقاومة للتآكل ، إلا أن مقاومة التشوه عند درجة حرارة عالية تصل إلى حوالي 600 درجة مئوية هي ميزة مميزة. لذلك ، تكون هذه السبائك مفيدة في تسطيح تلك المكونات التي تحتاج إلى مقاومة التآكل الساخنة مثل إعادة تسطيح داخل منطقة الاحتراق في مرجل حيث يكون flyash حارًا وكاشطًا. قوة الضغط لهذه الرواسب هي أيضا جيدة جدا ، وهذا هو السبب في أنها خيار جيد لإصلاح قوالب تشكيل العمل الساخن وإعادة بناء الشرائح الآلية.

بعض من هذه السبائك تعطي رواسب صلبة جدا والتي قد تحتاج إلى السيراميك أو حتى أدوات قطع الماس أو عجلة الطحن للتشطيب. يتم وضع هذه الترسبات عن طريق التسخين المسبق للمعادن الأساسية إلى 150 درجة مئوية لتجنب تشققات التبريد في الترسبات.

إذا كانت هذه الرواسب تحتاج إلى معالجة ميكانيكية ، فإنها ستصل إلى درجة حرارة تتراوح بين 845 و 1205 درجة مئوية. للتصلب اللاحق ترتفع درجة الحرارة إلى 1205 إلى 1230 درجة مئوية والتي يتبعها إخماد الهواء أو الزيت ؛ ثم يسخن إلى 550 درجة مئوية لمدة 2 ساعة ويبرد الهواء لدرجة حرارة الغرفة لإعطاء المزاج اللازم للإيداع.

التطبيقات النموذجية لسبائك الصلب أداة عالية السرعة هي لتسخين أدوات القطع ، شفرات القص ، موسعات ، تشكيل يموت ، يموت قص ، أدلة كابل ، ملقط سبيكة ، لإعادة بناء الدبابيس ووظائف إصلاح أداة مماثلة.

اكتب # 4.الفولاذ المنغنيز الأوستينيت:

عادة ما تحتوي رواسب المواد الصلبة المنغنيزية الأوستنيتيّة على 11 إلى 14٪ من المنجنيز وهي صلبة وقاسية التحمل على الرغم من أن هذه السبائك لا تتمتع بمقاومة عالية للتآكل ولكنها تتمتع بمقاومة تأثير بارزة في حالة ترسبت. يمكن أن يقلل تخفيف الوديعة من المعدن الأساسي من مقاومته للتآكل قليلاً ؛ لذلك يوصى بإيداع اثنين من الطبقات للحصول على أفضل أداء.

لأن صلابة هذه الفولاذ تعمل بقوة وتتقلص عند درجات الحرارة المرتفعة ، يجب أن يتم تعقيم المعدن المودع على الفور بعد إيداع كل حبة. في أي حال من الأحوال يجب ترك حبة مودعة أطول من 225 مم بدون تقشير فوري ، حيث أن التصدع يحدث على الأرجح فوق 815 درجة مئوية.

إن المعدات التي تخضع للتآكل الشديد جدا من الصخور مع جزيئات الكوارتز يمكن أن تطفو على السطح من خلال تسخين المعدن الأساسي باستخدام فولاذ المنغني الأوستنيتي الذي يتم تغطيته بعد ذلك بإيداع من حديد الصب المارسينتي الصلب الذي يوفر مقاومة شديدة للتآكل. وبالمثل ، يمكن أن يظهر الفولاذ الكربوني عن طريق وضع طبقة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لأول مرة ، ثم يتم تراكبها مع الفولاذ المنغني Mn. يتجنب هذا الإجراء تطور التشققات التي قد تحدث في حالة وضع الفولاذ المنغني Mn بدون طبقة ماصة.

تصل صلابة المعدن المودع إلى حوالي 170 إلى 230 BHN (Rc 6 إلى Rc 18) ، ومع ذلك ، فإن هذا العمل المادي يتصلب بسرعة تصل إلى 450 إلى 550 BHN (Rc 45 إلى Rc 55). وبفضل هذا العمل المتصلب ، يصبح هذا الفولاذ أكثر صعوبة عندما يتعرضون للضرب ويطرقون في الخدمة.

هذا هو السبب في أن المعدات المستخدمة في تكسير الصخور الناعمة ونقل الحجر الجيري والدولوميت أو الصخر الزيتي يمكن أن تعاد إلى السطح مع رواسب الأوستنيتي Mn-steel. تطبيق آخر نموذجي هو تسطيح شلال خام حيث قد تصطدم الصخور الكبيرة في بعض الأحيان بالشلال بقوة كبيرة.

ويمكن أيضا أن تتحمل الأوستنيتي Mn الصلب الودائع عالية جدا ، وبالتالي استخدامها في تطبيقات مثل كسارة الفك ، وكذلك الضفادع السكك الحديدية ومفاتيح العبور. وعادة ما يتم استصلاح المناطق الواسعة كما في الكسارات وأجزاء مجرفة الطاقة مع مزيج من قضبان التسوية والحشو.

إن قضبان الحشو هذه عبارة عن مسطحات وجولات من فولاذ Mn عالي الملحومة في مكانها بأقطاب الأوستنيتي Mn- الصلب. يمكن تطبيق هذه الحماية على سمك حوالي 75 مم وهو الحد الأعلى لطرق حماية السطح الشائعة.

مقاومة التآكل من المعدن إلى المعدن من الفولاذ المنغني الأوستنيتي ممتازة بشكل عام. على الرغم من أن قوة ضغط المعدن الذي تم ترسيبه منخفضة ، إلا أن قوة الانضغاط هذه ترفع القوة بسرعة. هذا هو السبب في أنها تستخدم أحيانا للتطبيقات الضرب ، الضرب ، والضخ. وتصنيع هذه الرواسب يكون صعباً للغاية ، ومع ذلك يمكن أن تكون الأسطح جاهزة لإعطاء الإنهاء النهائي.

اكتب # 5.الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي:

لا يوفر هذا الفولاذ صلبًا في المعنى العام للمصطلح ، إلا أن الترسبات المصنوعة من قبل هذه الفولاذ تكون شديدة الصلابة والطلاء القابل للثني مع مقاومة جيدة استثنائية للتقطيع من قوة التأثير المتكررة. هذه الرواسب هي أيضا جيدة جدا في مقاومة التآكل. يتم استخدام هذا الفولاذ بشكل نموذجي لطلاء ريش التوربينات المائية لتوفير الحماية من التآكل والتآكل التجويف.

كما تستخدم أحيانا الفولاذ المقاوم للصدأ Austcnitic لتوفير طبقات الزبدة. بالنسبة لمثل هذه التطبيقات ، يتم استخدام قطبي E 308 و E231 بشكل عام ؛ هذا الأخير نظرا لمحتوى سبائك أعلى هو أقل تأثر التخفيف.

اكتب # 6. Martensitic غير القابل للصدأ:

الفولاذ المقاوم للصدأ Martensitic من أنواع 410 و 420 المستخدمة لطلاء إنتاج رواسب متجانسة كثيفة مع مقاومة جيدة للتكسير. لتحقيق أفضل النتائج هذه الودائع مصنوعة في طبقات متعددة ؛ على أي حال لا ينبغي أن تستخدم أقل من طبقتين. وعادة ما تستخدم هذه الرواسب في حالة ترسبت ، ولكن ، إذا لزم الأمر ، يمكن تشكيله باستخدام أدوات كربيد.

تستخدم رواسب Martensitic المصنوعة من الصلب غير القابل للصدأ على نطاق واسع حيث يحدث التآكل من المعدن إلى المعدن مثل المحامل التي تعمل في درجات حرارة مرتفعة وللفائف المستخدمة في الفولاذ. تطبيق نموذجي هو تسطير لفة احتياطية على مطحنة الدرفلة على الساخن.

النوع # 7. معادن تسطيح قاعدة الكوبالت:

عادة ما تحتوي سبائك السبائك القاعدية على 26-33٪ من الكروم ، و3-14٪ واط ، و 0.7- 3.0٪ ج. ترسبات مصنوعة من هذه السبائك لها صلابة جيدة ومقاومة للتآكل تتزايد مع الكربون ومحتويات التنجستن ولكن كذلك حساسية الكراك .

خلائط قاعدية الكوبالت لها مقاومة عالية للأكسدة والتآكل والحرارة. درجة كربون واحدة ممتازة لصمامات العادم الصلبة المستخدمة لمحركات الاحتراق الداخلي. هذه الرواسب يمكن أن تحتفظ بقوة عالية ومقاومة الزحف تصل إلى 540 درجة مئوية. وتستخدم بعض هذه السبائك للتطبيق مع درجة حرارة خدمة تصل إلى 980 درجة مئوية.

كما تظهر هذه السبائك مقاومة جيدة جدا لارتداء المعدن إلى المعادن ، ولكن استجابتها للمعالجة الحرارية لا تكاد تذكر. يمكن استخدام علاج تخفيف التوتر لتقليل التشقق.

عندما يتم استخدام عملية الأكسجين الأسيتيلين من أجل تطفو على السطح باستخدام سبائك أساسها الكوبالت ، فإنه يتم اقتراح 3X شعلة من الريش إلى المخروط. التسخين إلى 430 درجة مئوية مع لهب محايدة من المستحسن للأقسام الثقيلة. لحام القوس المعدني المحمي (SMAW) ، يتم استخدام التيار المباشر مع القطب الكهربائي (dcen) مع طول قوس قصير. قد يؤدي التسطيح باستخدام عملية الأكسجين-الأسيتيلين إلى زيادة محتوى الكربون في حين أن SMAW قد يقلل منه ، لذلك قد تؤخذ التأثيرات المقابلة على المعدن المترسب في الاعتبار للوصول إلى الخصائص المرغوبة للمعدن المترسب.

اكتب # 8. سبائك تسطيح قاعدة النيكل:

تحتوي معظم سبائك النيكل الأساسية على السطح على 0-3-1.0٪ C و 8-18٪ Cr و 2.0-45٪ B و 1.2-5-5٪ لكل من Si والحديد. يمكن رش هذه السبائك بالطلاء لتحقيق السمك المطلوب للطبقة المودعة. وبناءً على الخصائص المرغوبة للمعدن المودع ، قد تحتوي هذه السبائك أيضًا على النحاس والكروم والموليبدنوم والكروم والموليبدينوم والكروم والموليبدنوم والتنغستن.

إذا كانت متاحة في شكل سلك ، يمكن أن توضع هذه السبائك ني على أساس عملية لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW) ؛ يزيل استخدام تدفق ويتجنب التقاط الكربون من الركيزة. عند استخدامها في وضعه التلقائي ، يمكن استخدام العملية لإيداع المعدن في أوعية أسطوانية من أجل مقاومة التآكل.

في شكل مسحوق يتم رش سبائك النيكل التي تحتوي على الكروم والبورون على رش اللهب للحصول على سطح أكثر اتساقًا على خطوط غير منتظمة مما هو ممكن باستخدام الطرق التقليدية.

بسبب صلابتها الساخنة ومقاومتها للتآكل ، فإن التطبيق النموذجي لسبائك النيكل Cr-B هو في مضخات طين البئر الزيتية بينما مقاومة تآكل الغاز العادم لسبائك Ni-Cr-Mo تجعلها مناسبة للسطوح على صمامات العادم للسيارات والطائرات .

النوع # 9. سبائك قاعدة تسطيح النحاس:

يتم استخدام السبائك المطلية بقاعدة النحاس أساسًا لمقاومة التآكل وتآكل التجويف على المعادن الأساسية الأقل تكلفة مثل الحديد. معظم هذه السبائك تقاوم الهجوم الجوي والملح وتآكل المياه العذبة ، والمحلول القلوية غير الأمونية ، وتخفيض الأحماض ؛ ومع ذلك فهي ليست مناسبة لخدمة درجة حرارة مرتفعة فوق 200-260 درجة مئوية.

تتأثر خصائص الإيداع اللحام بعملية اللحام المستخدمة. يفضل استخدام الأكسجين والأسيتيلين وألواح اللحام بالقوس التنغستن (GTAW) لطلاء الأسطح على ركيزة الصلب لتجنب التقطيع الحديدي الذي يعمل كتقوية. تتطلب طرق SMAW و GMAW تقنية دفع سريعة وسريعة للطبقة الأولى. تبرز مساحات كبيرة من خلال عملية GMAW بينما يتم إصلاح عملية GTAW مع قطب كهربائي thoriated.

بسبب مقاومتها لمقاومة ومقاومة خواص البلى الاحتكاكية ، تستخدم سبائك القاعدة النحاسية عادة في أسطح تحمل السطح.