I. Таркиби асосии моддӣ
1. Марҳилаи сахт: карбиди волфрам (WC)
- Диапазони таносуб: 70–95%
- Хусусиятҳои асосӣ: Сахтии хеле баланд ва муқовимат ба фарсудашавиро нишон медиҳад, ки сахтии Vickers ≥1400 HV мебошад.
- Таъсири андозаи ғалла:
- Ғаллаи дағал (3–8μm): Муқовимати баланд ва муқовимат ба зарба, мувофиқ барои қабатҳои шағал ё байни қабатҳои сахт.
- Ғаллаи майда/ултрафин (0,2–2мкм): Сахтӣ ва муқовимат ба фарсудашавӣ мукаммал, ки барои шаклҳои хеле абразивӣ, ба мисли регсанги кварц беҳтарин аст.
2. Марҳилаи бастабандӣ: Кобальт (Ко) ё Никел (Ни)
- Диапазони таносуб: 5-30%, ҳамчун "чалми металлӣ" барои пайваст кардани зарраҳои карбиди волфрам ва таъмини устуворӣ амал мекунад.
- Намудҳо ва хусусиятҳо:
- Дар асоси кобальт (интихоби асосӣ):
- Афзалиятҳо: Қувваи баланд дар ҳарорати баланд, гузариши хуби гармӣ ва хосиятҳои олии механикии ҳамаҷониба.
- Истифода: Аксари шаклҳои муқаррарӣ ва ҳарорати баланд (кобальт дар зери 400 ° C устувор мемонад).
- Никел асосёфта (Талаботи махсус):
- Афзалиятҳо: Муқовимат ба зангзании қавитар (тобовар ба H₂S, CO₂ ва моеъҳои пармакунии шӯришнок).
- Истифода: Майдонҳои гази туршӣ, платформаҳои оффшорӣ ва дигар муҳитҳои зангзананда.
- Дар асоси кобальт (интихоби асосӣ):
3. Иловаҳо (Оптимизатсияи сатҳи микро)
- Карбиди хром (Cr₃C₂): Муқовимати оксидшавиро беҳтар мекунад ва талафоти марҳилаи пайвандкунандаро дар шароити ҳарорати баланд коҳиш медиҳад.
- Карбиди тантал (TaC)/карбиди ниобий (NbC): нашъунамои галларо бозмедорад ва сахтии хароратро баланд мебардорад.
II. Сабабҳои интихоби вольфрам карбиди хардметал
| Намоиш | Тавсифи афзалият |
|---|---|
| Муқовимат ба фарсудашавӣ | Сахтӣ пас аз алмос дуюмин аст, ки ба эрозия аз ҷониби зарраҳои абразивӣ, ба монанди реги кварц тобовар аст (меъёри фарсудашавӣ аз пӯлод 10+ маротиба камтар). |
| Муқовимат ба таъсир | Мустаҳкамӣ аз марҳилаи пайвандкунандаи кобальт/никел аз порашавӣ аз ларзишҳои поёнӣ ва ҷаҳиши бит пешгирӣ мекунад (махсусан донаҳои дағал + формулаҳои кобальти баланд). |
| Устувории ҳарорати баланд | Корро дар ҳарорати сӯрохи поёнии 300-500 ° C нигоҳ медорад (хӯлаҳои кобальт ҳадди ақали ҳарорати ~ 500 ° C доранд). |
| Муқовимат ба зангзанӣ | Хӯлаҳои никелӣ ба зангзании моеъҳои пармакунии дорои сулфур муқовимат мекунанд ва мӯҳлати хидматро дар муҳити кислота дароз мекунанд. |
| Самаранокии хароҷот | Арзиши хеле пасттар аз нитриди борҳои алмос/кубӣ, бо мӯҳлати хидматрасонӣ аз соплоҳои пӯлод 20-50 маротиба зиёдтар аст, ки манфиатҳои умумии оптималиро пешкаш мекунанд. |
III. Муқоиса бо дигар мавод
| Навъи мавод | Камбудиҳо | Сенарияҳои татбиқ |
|---|---|---|
| Алмос (PCD/PDC) | Ширинии баланд, муқовимати пасти таъсир; хеле гарон аст (~ 100 маротиба нисбат ба карбиди вольфрам). | Барои соплоҳо хеле кам истифода мешавад; баъзан дар муҳити таҷрибавии шадиди абразивӣ. |
| Нитриди бор (PCBN) | Муқовимати ҳарорат хуб, аммо сахтии паст; қимат. | Ташаккулҳои сахти ултра-амиқи баландҳарорат (ғайриасосӣ). |
| Керамика (Al₂O₃/Si₃N₄) | Сахтии баланд, аммо шикастани назаррас; муқовимати пасти зарбаи гармӣ. | Дар марҳилаи санҷиши лабораторӣ, ҳанӯз аз ҷиҳати тиҷоратӣ миқёси калон нагирифтааст. |
| Пӯлоди мустаҳкам | Муқовимат ба фарсудашавии нокифоя, мӯҳлати хизмати кӯтоҳ. | Лаҷомҳои пастсифат ё алтернативаҳои муваққатӣ. |
IV. Самтҳои рушди техникӣ
1. Оптимизатсияи мавод
- Карбиди волфрами нанокристаллӣ: Андозаи дона <200нм, сахтӣ бе осебпазирии устуворӣ 20% зиёд шуд (масалан, силсилаи Sandvik Hyperion™).
- Сохтори баҳодиҳии функсионалӣ: WC-и сахтии баланд дар рӯи сопло, донаи дағалии баланд + ядрои кобальти баланд, мувозинати фарсудашавӣ ва муқовимат ба шикастан.
2. Мустаҳкамкунии сатҳи
- Сарпӯши алмос (CVD): Плёнкаи 2–5 мкм сахтии рӯи заминро то >6000 ВВ зиёд карда, мӯҳлати умрро 3–5 маротиба (30% афзоиши хароҷот) дароз мекунад.
- Сарпӯши лазерӣ: Қабатҳои WC-Co дар минтақаҳои осебпазири сопло барои баланд бардоштани муқовимати фарсудашавии маҳаллӣ ҷойгир карда шудаанд.
3. Истехсоли иловагй
- Карбиди волфрами 3D чопшуда: Ташаккули ҳамгирошудаи каналҳои ҷараёни мураккаб (масалан, сохторҳои Вентури) барои баланд бардоштани самаранокии гидравликиро имкон медиҳад.
V. Омилҳои асосии интихоби мавод
| Шароити амалиёт | Тавсияи моддӣ |
|---|---|
| Форматҳои хеле абразивӣ | WC-и маҳин/ултрафин + кобальти миёна-паст (6–8%) |
| Қисмҳои ба таъсир/ларзиш моил | WC донаи дағал + кобальти баланд (10-13%) ё сохтори дараҷаи |
| Муҳити кислотаӣ (H₂S/CO₂). | Пайвасткунандаи никел + иловаи Cr₃C₂ |
| Чоҳҳои ултра чуқур (>150 ° C) | Хӯлаи дар асоси кобальт + иловаҳои TaC/NbC (барои қувваи заифи ҳарорати баланд аз никел худдорӣ кунед) |
| Лоиҳаҳои ҳассос ба хароҷот | Стандарт WC миёна ғалладона + 9% кобальт |
Хулоса
- Бартарияти бозор: Хардметали карбиди волфрам (WC-Co/WC-Ni) ҷараёни мутлақ буда,>95% бозорҳои ҷаҳонии соплоҳои пармакуниро ташкил медиҳад.
- Асоси иҷроиш: Мутобиқшавӣ ба мушкилоти гуногуни ташаккулёбӣ тавассути тасҳеҳ дар андозаи ғалладона, таносуби кобальт/никел ва иловаҳо.
- Ивазнашаванда: Ҳалли оптималии мувозинати муқовимат ба фарсудашавӣ, сахтӣ ва арзиш боқӣ мемонад, бо технологияҳои пешрафта (нанокристаллизатсия, пӯшишҳо) ҳудуди татбиқи онро боз ҳам васеъ мекунад.
Вақти фиристодан: июн-03-2025
