UTUMIZAJI WA KEramik ZA HALI YA JUU KATIKA UWANJA WA VIFAA VINAVYOSTAHIDI KUVAA.
Sekta zinazostahimili uvaaji na zinazostahimili kutu ni tawi la tasnia ya matibabu ya uso.Ni tasnia inayoibuka ya utunzaji wa kinga na huduma za teknolojia ya kutengeneza upya ili kutatua matatizo ya uchakavu na kutu ya vifaa na vipengee vya kazi katika nguvu, chuma, madini ya kemikali, saruji na tasnia zingine.Sekta inayostahimili uvaaji na inayostahimili kutu ina nguvu kubwa.Kupitia ulinzi wa kuvaa na kutu wa vifaa vya viwanda, maisha yake ya huduma yanaweza kuboreshwa sana, na matumizi ya chuma na vifaa vingine vinavyosababishwa na matengenezo au uingizwaji wake vinaweza kupunguzwa ili kuokoa rasilimali.Sekta zinazostahimili uchakavu na zinazostahimili kutu ni kipimo muhimu cha kuokoa rasilimali, kulinda mazingira na kukuza uchumi wa duara.Pia ni wasaidizi wenye nguvu wa biashara kufikia kuokoa nishati, utoaji na kupunguza gharama, na uboreshaji wa ufanisi wa kiuchumi.Sekta zinazostahimili uvaaji na zinazostahimili kutu zina sifa za kukata msalaba, kando na taaluma nyingi.
Msingi wa tasnia zinazostahimili uchakavu na zinazostahimili kutu ni matumizi ya nyenzo na teknolojia mpya katika tasnia zinazohusiana.Inajumuisha hasa teknolojia ya kauri inayostahimili kuvaa, unyunyiziaji wa mafuta, bamba la juu na linalostahimili kuvaa, vifuniko vya leza, teknolojia ya mipako inayostahimili kutu na inayostahimili kuvaa, teknolojia inayostahimili kutu, teknolojia ya nyenzo inayostahimili uchakavu, n.k.
Utumiaji wa Keramik za Kina katika Uga wa Nyenzo zinazostahimili Uvaaji
Kulingana na takwimu, msuguano hutumia takriban 1/3 ya nishati inayoweza kutumika ulimwenguni, na karibu 80% ya sehemu za mashine hushindwa kwa sababu ya uchakavu.Kushindwa kwa kuvaa kwa sehemu za mitambo kunahusiana kwa karibu na uteuzi wa vifaa vya jozi ya msuguano na hali ya huduma.Kwa ujumla, vifaa vinavyotumiwa chini ya hali ya msuguano na kuvaa na kiasi kidogo cha kuvaa huitwa vifaa vinavyostahimili kuvaa;Nyenzo zilizo na mgawo mdogo wa msuguano huitwa nyenzo za antifriction;Nyenzo zilizo na mgawo mkubwa wa msuguano huitwa nyenzo za msuguano.Ni muhimu sana kwa usahihi kuchagua na kutumia vifaa vinavyofaa kwa hali tofauti za kazi na msuguano na kuvaa mali zinazohitajika na vipengele vya mitambo.Kwa mfano, inafaa kwa ujumla kuchagua chuma cha juu cha manganese kama nyenzo inayostahimili kuvaa katika mazingira yenye athari ya juu, lakini katika mazingira yenye athari ndogo ya kubeba, chuma cha juu cha manganese hakiwezi kucheza faida ya ugumu wa urekebishaji wa chuma cha juu cha manganese, wakati chuma cha juu cha chromium ni. inafaa zaidi.Kwa kuongeza, vifaa vya kuzuia msuguano na vifaa vya msuguano vinatarajia kuwa na upinzani mzuri wa kuvaa kwa wakati mmoja.Upinzani mzuri wa kuvaa kwa vifaa hauwezi tu kuongeza maisha ya huduma ya sehemu za mitambo, kupunguza uingizwaji wa sehemu na nguvu ya kazi ya wafanyikazi, lakini pia kuokoa nishati na rasilimali za nyenzo.Kwa hiyo, kulingana na hali tofauti za kazi na mahitaji ya utendaji wa sehemu za mitambo, ni muhimu sana kuchagua kwa usahihi vifaa vinavyostahimili kuvaa katika kuboresha utendaji wa vifaa vya mitambo na kuokoa nishati.
Je, ni aina gani za nyenzo zinazostahimili kuvaa?
Kuna aina nyingi za vifaa vinavyostahimili kuvaa, ambavyo vinaweza kugawanywa katika vifaa vinavyostahimili vazi la chuma, vifaa vya kauri vinavyostahimili uvaaji, vifaa vinavyostahimili uvaaji wa polima na viunzi vinavyostahimili kuvaa kulingana na muundo wao wa kemikali;Kulingana na muundo wa nyenzo, inaweza kugawanywa katika vifaa muhimu vya sugu na sugu ya uso;Nyenzo zinazostahimili kuvaa zinaweza kugawanywa katika vifaa vinavyostahimili joto la kawaida na vifaa vinavyostahimili kuvaa kwa joto la juu kulingana na halijoto tofauti za huduma.
① Nyenzo za metali.Nyenzo za chuma pia zinaweza kugawanywa katika chuma sugu cha kuvaa na chuma cha kutupwa kinachostahimili kuvaa.Zinazotumika sana ni aloi zinazostahimili kuvaa, chuma cha juu cha manganese, chuma chenye kuzaa na chuma cha zana.Isipokuwa kwa chuma cha juu cha manganese, ambacho huboresha upinzani wa kuvaa kwa ugumu wa deformation, vyuma vingine vinavyostahimili kuvaa huboresha hasa ugumu na upinzani wa kuvaa kwa chuma kwa kuongeza vipengele vya kutengeneza CARBIDE na kutengeneza carbides na kaboni.Kwa sasa, mwelekeo wa maendeleo ya chuma sugu ya kuvaa ni microalloying (kama vile kuongeza B, Ti, Nb, V, nk) kuimarisha, urekebishaji wa nadra wa ardhi na uimarishaji wa mchanganyiko.Vipengele hivi vya ufuatiliaji huunda misombo katika chuma, kama vile kuongeza B na vipengele vingine vya kufuatilia katika chuma ili kuunda boride, na kuongeza Ti, Nb, V, nk ili kuunda carbudi ya juu ili kuboresha upinzani wa kuvaa kwa chuma.WC na AlO huongezwa katika mchakato wa kutuma.Mchanganyiko wa chuma wa chuma huundwa kwa kuimarisha tumbo la chuma na chembe sawa.
② Nyenzo za kauri.Nyenzo zinazotumika kama keramik zinazostahimili kuvaa ni pamoja na keramik za oksidi, keramik ya kaboni na keramik ya nitridi.Kauri za kawaida zinazostahimili uchakavu ni pamoja na alumina, silicon kabonidi, nitridi ya silicon, n.k. Nyenzo za kauri ni brittle sana, kwa hivyo ugumu wa nyenzo za kauri zinazostahimili kuvaa ndio mwelekeo mkuu wa utafiti.Carbudi iliyotiwa simiti, pia inajulikana kama cermet, ni aloi ya WC au TiC iliyoimarishwa kwa msingi wa Co, ambayo hutumiwa kwa kawaida kama zana, abrasives na sehemu zingine zinazohitaji upinzani wa juu sana wa kuvaa.
③ Nyenzo zinazostahimili uvaaji wa polima.Nyenzo zinazostahimili uvaaji wa polima ni pamoja na nailoni, polyurethane, resin ya epoxy na mpira.Hasara za vifaa vya polymer ni ugumu wa chini na joto la chini la huduma, hivyo chembe za kauri au nyuzi mara nyingi hutumiwa kuimarisha ili kuboresha nguvu zao na upinzani wa kuvaa.
Kwa madhumuni ya kiuchumi, makampuni ya biashara ya kisasa kawaida hupitisha teknolojia ya kasi ya juu.Ufanisi wa kiwanda unatambuliwa na vigezo vifuatavyo: sifa za vifaa na uimara;Gharama ya uwekezaji, gharama ya uendeshaji, gharama ya matengenezo na ukarabati, kati ya ambayo muhimu zaidi ni usalama na kuegemea katika uzalishaji na upunguzaji wa matengenezo.Kwa hiyo, ni muhimu sana kupunguza kuvaa na kutu ya vifaa vya kukimbia kwa kasi.Kwa sababu ya sifa bora za vifaa vya kauri, matumizi ya keramik yanaweza kutatua matatizo ya upinzani wa kuvaa na upinzani wa kutu unaohitajika katika matumizi mengi.Ikilinganishwa na vifaa vya chuma na polima, keramik ina upinzani bora wa kuvaa, upinzani wa kutu na insulation ya mafuta.
Aina za kawaida za keramik zinazostahimili kuvaa?
Keramik ya oksidi
1. Keramik za alumini
Kauri za alumini kawaida hurejelea nyenzo za α- Kauri na alumina kama awamu kuu ya fuwele.Kwa mujibu wa maudhui tofauti ya alumina, kuna porcelaini 75, porcelaini 85, porcelaini 90, porcelaini 95 na porcelaini 99.na α- vifaa vya kauri na oksidi ya alumini kama awamu kuu ya fuwele ina ugumu wa juu na nguvu ya mitambo, upinzani mzuri wa abrasion, conductivity ya mafuta, nguvu ya juu ya umeme na upinzani wa insulation, hasara ya chini ya dielectric, utendaji thabiti wa umeme na mabadiliko ya joto na mzunguko, na ni pana sana. hutumika kama nyenzo za kuhami umeme kwa sababu ya utengenezaji wao rahisi, sare na uso wa gorofa.Hadi sasa, zaidi ya aina kumi za miundo ya kioo ya Al2O3 imepatikana, lakini kuna aina tatu hasa.Katika halijoto ya zaidi ya 1300 ℃, awamu nyingine za fuwele zinakaribia kubadilishwa kabisa kuwa α-Al2O3.
Nyenzo za kauri za alumini hutumiwa sana katika sekta kutokana na chanzo kikubwa, bei ya chini na upinzani mzuri wa kuvaa.Matokeo yanaonyesha kuwa upinzani wa uvaaji wa mmomonyoko wa 95% wa nyenzo za kauri za Al2O3 ni zaidi ya mara 5 kuliko chuma cha juu cha chromium iliyotupwa (Cr15Mo3).Kwa msuguano na kuvaa, wakati maudhui ya aluminiumoxid ni ya chini, maudhui ya alumina yana athari kwenye upinzani wa kuvaa kwa keramik za alumina.Kwa ongezeko la maudhui ya Al2O3, upinzani wa kuvaa huboreshwa, na athari ni muhimu zaidi katika kusaga mvua.
2. Keramik ya Zirconia
Chombo cha kusaga Zirconia kina msongamano mkubwa (uzito mahususi wa mpira wa alumina ni takriban 3.6g/cm3, na uzito mahususi wa mpira wa zirconia ni takriban 6.0g/cm3), nguvu ya juu na ugumu, kwa hiyo una upinzani bora wa kuvaa na kusaga kwa juu sana. ufanisi, na inaweza kuzuia uchafuzi wa nyenzo.Inafaa hasa kwa kusaga mvua na kutawanyika.Kwa sasa, imetumika sana katika keramik, vifaa vya magnetic, mipako, inks, dawa na viwanda vya chakula.Kwa mfano: rangi ya hali ya juu ya gari, rangi ya simu ya rununu, wino wa jeti, vipodozi vya hali ya juu, n.k. Shanga za kusaga Zirconia zimekuwa vyombo vya habari vinavyotumiwa sana sokoni kwa sababu ya mvuto wao mahususi (uzito mahususi wa mipira ya alumina ni kuhusu 3.6g/cm3, na uzito mahususi wa mipira ya zirconia ni takriban 6.0g/cm3), ushupavu wa juu, na upinzani bora wa kuvaa.
Katika uhandisi wa poda, pamoja na kutumika kama njia ya kusaga, zirconia pia hutumiwa kama nyongeza ya kinu cha mchanga.Kila mtu anafahamu kinu cha mchanga.Kazi yake ni kusaga.Kinu bora cha mchanga kinahitaji kuwa na faida za ufanisi wa juu wa kusaga, utendaji thabiti wa vifaa na ubora wa juu wa bidhaa.Ili kuhakikisha faida hizi, ni muhimu kuweka mbele mahitaji ya vifaa vyake: kwanza, ina upinzani wa kuvaa, yaani, ina kiwango cha chini cha kuvaa wakati wa kusaga, na haitasababisha uchafuzi mkubwa wa bidhaa za kusaga;2,Ugumu ni mkubwa wa kutosha ili kuhakikisha ufanisi wa juu wa kusaga.Miongoni mwa sehemu za kauri, zirconia ni sehemu ya kauri iliyokomaa zaidi inayotumiwa kwenye kinu cha mchanga na ina anuwai ya matumizi.Miongoni mwa vifaa vinne vya almasi vilivyokomaa zaidi, zirconia, alumina, silicon carbudi na nitridi ya silicon, zirconia ina ushupavu bora zaidi.Katika vinu vya mchanga vinavyozunguka kwa kasi, ina faida dhahiri zaidi kama rotor.Kwa sababu katika mchakato wa mzunguko wa kasi, mchakato wa kusaga mawasiliano kati ya rotor na vifaa utasababisha urahisi nyufa katika sehemu za kauri, ambayo itasababisha fracture ya sehemu za kauri kwa muda.Keramik tu ya zirconia inaweza kufikia ugumu wa matumizi ya hali hii maalum ya kufanya kazi.Utumiaji wa rota za kauri hukutana na mahitaji ya utayarishaji na utumiaji wa poda nyingi za usafi wa hali ya juu bila uchafuzi wa ferromagnetic.
3. Zirconia aluminium alumini keramik composite
Mpira wa kauri ya alumini hutumiwa sana kwa sababu ya ugumu wake wa juu, mali ya kemikali imara na bei inayofaa;Mipira ya kusaga ya Zirconia pia hutumiwa katika masoko mengi kwa sababu ya uwiano wao mkubwa na ugumu mzuri.Walakini, wepesi wa kauri za Al2O3 huzuia sana utumiaji na ukuzaji wa keramik za alumina.Katika miaka ya hivi karibuni, watafiti wamejaribu kuboresha mali ya mitambo ya keramik ya alumina kwa kuongeza awamu ya pili.
Oksidi ya alumini ina ugumu wa juu na zirconia ina ugumu mzuri.Nyenzo hizo mbili huunda mchanganyiko bora na nguvu ya juu na ugumu wa juu, ambao hutumiwa sana.Keramik za ZTA zina nguvu ya juu ya kupinda na ugumu wa kuvunjika kwa joto la kawaida, kwa hivyo kauri zilizoimarishwa za zirconia zina upinzani bora wa kuvaa.Nyenzo hii ya kauri ya mchanganyiko sio tu inaonyesha sifa za keramik za zirconia na ugumu wa juu na nguvu, lakini pia huhifadhi faida za keramik za alumina na ugumu wa juu.Kwa uboreshaji wa mali hii ya kina ya mitambo, upinzani wake wa kuvaa pia umeboreshwa sana.Sehemu maalum ya vifaa viwili inaweza kubadilishwa kulingana na mahitaji halisi ya matumizi ya watumiaji.Sifa za keramik za alumina zilizoimarishwa za zirconia ni bora kuliko keramik 99 za alumina, na bei ni ya chini kuliko keramik za zirconia.Abrasives za kauri za alumini ya zirconium/bina zinazostahimili kuvaa hurekebishwa na kukazwa kwa kuanzisha kipengele cha kufuatilia zirconium, na kukazwa na mabadiliko ya awamu, na kutengeneza muundo wa polycrystalline.Nguvu na uimara huboreshwa, na upinzani wa kuvaa ni mzuri, ambayo inaboresha sana ugumu wa athari za abrasives za kauri / linings zinazostahimili kuvaa.
Keramik ya Carbide
Keramik ya Carbide hutumiwa sana katika mazingira ya joto la juu na upinzani wa kutu na upinzani wa kuvaa kwa sababu ya ugumu wao wa juu, nguvu za juu na upinzani wa juu wa kuvaa.Keramik zinazostahimili uvaaji wa juu kama vile silicon carbudi na boroni ni za kawaida.
1. Keramik ya kaboni ya silicon
Keramik ya silicon ya carbide hutumiwa sana katika ulinzi wa taifa, mashine, madini, umeme na maeneo mengine ya viwanda kutokana na mali zao bora.Miongoni mwa vifaa vingi vya kauri, carbudi ya silicon imekuwa mahali pa moto katika utafiti wa sayansi ya nyenzo kwa sababu ya ugumu wake wa juu, upinzani wa joto la juu, utulivu mzuri wa joto, mgawo wa chini wa upanuzi wa joto na conductivity bora ya mafuta.Ikilinganishwa na zirconia, silicon carbudi ina angalau faida kadhaa kama vile uondoaji wa joto haraka, gharama ya chini, na upinzani zaidi wa kuvaa inapowekwa kwenye silinda ya kusaga ya kinu.Faida ya uharibifu wa joto haraka inaweza kuzuia agglomeration ya vifaa katika mwili wa kusaga kutokana na joto la juu, hivyo kuboresha ufanisi wa kusaga.Kwa upande wa upinzani wa kuvaa, carbudi ya silicon ina utendaji bora, lakini pia ina mapungufu ya ugumu wa kutosha na kugawanyika kwa urahisi.Si rahisi kutengeneza pipa kubwa.
2. Boroni carbudi
Boroni ya boroni iliyoshinikizwa kwa moto, kiwanja kisicho na metali kinzani, ni mojawapo ya dutu gumu zaidi katika abrasives bandia.Bidhaa zilizoshinikizwa moto zina upinzani wa juu wa kuvaa, kijivu nyeusi na kung'aa.Keramik ya carbudi ya boroni ina upinzani mzuri wa kuvaa, hivyo wana maombi muhimu katika uwanja wa upinzani wa kuvaa.Nozzles zilizotengenezwa na keramik ya carbudi ya boroni zina maisha ya muda mrefu ya huduma chini ya hali kali, ambayo ni ya juu zaidi kuliko yale yaliyotengenezwa na oksidi ya alumini, carbudi ya tungsten na vifaa vingine.
Katika uendeshaji wa kitengo cha uhandisi wa poda, dryer ya dawa ya centrifugal hutumiwa kuandaa poda ya kauri, ambayo ina faida za uchafuzi mdogo, kasi ya kukausha haraka, maudhui ya maji ya sare, usambazaji wa ukubwa wa chembe nyembamba, fluidity nzuri ya unga, nk, lakini nyingi za kauri. poda zina ugumu wa hali ya juu, ambayo husababisha uchakavu mkubwa kwa nozzles za centrifugal zinazozunguka kwa kasi.Matumizi ya carbudi ya boroni inaweza kuboresha kwa ufanisi maisha ya huduma ya nozzles.
Keramik ya nitridi
1. Keramik ya nitridi ya silicon
Keramik za nitridi za silicon zina mvuto mdogo maalum, mgawo wa chini wa upanuzi wa joto, upinzani mzuri wa mshtuko wa joto, na ugumu wa juu wa mivunjiko.Zinatumika sana katika anga, injini za magari, mashine, tasnia ya kemikali na nyanja zingine, haswa kama nyenzo mpya ya muundo wa joto la juu, zina faida dhahiri.
Katika uwanja wa uhandisi wa poda, msongamano wa gurudumu la kupima la silicon nitride jet mill ni 3.2g/m, na uzito wa mwili wake ni 2/3 ya nyenzo za chuma.Kipengele kikubwa cha matumizi ya gurudumu la kuweka daraja la nitridi ya silicon ni kuzuia uchafuzi wa metali.Kwa kuongeza, sehemu yake ni 40% ndogo kuliko ile ya keramik ya zirconia, ambayo haiwezi tu kupunguza sana matumizi ya nishati ya motor, lakini pia ina mahitaji kidogo ya motor.Chini ya injini iliyopo, inaweza kufikia mara kwa mara ili kupata chembe zenye ukubwa wa chembe bora zaidi.
Silicon nitridi, kama aina mpya ya njia ya kusaga, imeingia kwenye uwanja wa maombi ya viwanda.Kwa kiwango cha chini sana cha kuvaa na sifa bora za mitambo, imevutia tahadhari nyingi.Ingawa imepunguzwa na kiwango cha gharama na usindikaji wa nitridi ya silicon, nitridi ya silicon haitumiwi sana, na sehemu ndogo ya nitridi ya silicon haifai kusaga kwa ufanisi, lakini utumiaji wa njia ya kusaga inahitaji uvaaji wa chini, nitridi ya silicon pia inafaa. nyenzo zinazowezekana za abrasive.
2. Alumini nitridi
Kwa ugumu wa hali ya juu na nguvu ya joto la juu, keramik ya nitridi ya alumini inaweza kutumika kama zana za kukata, magurudumu ya kusaga, kuchora waya hufa na malighafi ya kutengeneza vifaa vya zana na vifaa vya kauri vya chuma.Pia ina upinzani bora wa kuvaa na inaweza kutumika kama sehemu sugu za kuvaa.Hata hivyo, kutokana na gharama yake ya juu, inaweza kutumika tu kwa sehemu na kuvaa kali.Kupaka baadhi ya nyuso za chuma zilizooksidishwa kwa urahisi au zisizo za chuma kwa mipako ya AIN kunaweza kuboresha upinzani wao wa oxidation na upinzani wa kuvaa;Inaweza pia kutumika kama mipako ya kuzuia kutu, kama vile kichakataji cha vitu vya babuzi na safu ya vyombo.