Xrom karbid bir neçə müxtəlif kimyəvi tərkibdə mövcud olan keramika birləşməsidir: Cr3 C2, Cr7 C3 və Cr23 C6. Standart şəraitdə o, boz maddə kimi mövcuddur. Xrom çox sərt və korroziyaya davamlı bir metaldır. O, həmçinin alov gecikdirir, yəni yüksək temperaturda belə güclü qalır.
Xromun bu xüsusiyyətləri onu metal ərintilərində əlavə kimi faydalı edir. Karbid kristalları materialın səthinə birləşdirildikdə, o, aşınma müqavimətini və korroziyaya davamlılığı yaxşılaşdırır və həmçinin yüksək temperaturda bu xüsusiyyətləri saxlayır. Bu məqsəd üçün ən mürəkkəb və ən çox istifadə edilən birləşmə Cr3 C2-dir.
Əlaqədar minerallara tongbaite və izovit (Cr, Fe) 23 C6 daxildir, hər ikisi olduqca nadirdir. Digər zəngin karbid mineralı yarlongit Cr4 Fe4 NiC4-dir.
Xrom xüsusiyyətləri
Varüç müxtəlif kimyəvi tərkibə uyğun karbid üçün üç fərqli kristal quruluş:
- Cr23 C6 kub quruluşa malikdir və Vickers sərtliyi 976 kq/mm2.
- Cr7 C3 altıbucaqlı kristal quruluşa və 1336 kq/mm mikrosərtliyə malikdir2.
- Cr3 C2 üç kompozisiya arasında ən davamlııdır və 2280 kq/mm mikrosərtliyə malik rombvari quruluşa malikdir2.
Bu səbəbdən Cr3 C2 səthi emalda istifadə olunan xrom karbidin əsas düsturudur.
Sintez
Karbid bağlanması mexaniki ərintilərlə əldə edilə bilər. Bu tip prosesdə xrom metalı və qrafit şəklində olan karbon top dəyirmanına verilir və incə toz halına gətirilir. Komponentləri əzdikdən sonra onlar qranullara birləşdirilir və isti izostatik preslənməyə məruz qalır. Bu əməliyyat möhürlənmiş sobada inert qazdan, ilk növbədə arqondan istifadə edir.
Bu təzyiqli maddə soba qızdırılan zaman nümunəyə hər tərəfdən təzyiq göstərir. İstilik və təzyiq qrafit və metalın bir-biri ilə reaksiyaya girərək xrom karbid əmələ gəlməsinə səbəb olur. İlkin qarışıqda karbon faizinin azalması Cr7 C3 və Cr23 C6 formalarının məhsuldarlığının artmasına səbəb olur.
Xrom karbidinin sintezi üçün başqa bir üsul oksid, təmiz alüminium və qrafitdən istifadə edərək, aşağıdakı kimi davam edən ekzotermik reaksiya verir:
3Cr2O3 + 6Al + 4C → 2Cr3C2 + 3Al 2O3
Bu üsulda reagentlərəzilir və top dəyirmanda qarışdırılır. Sonra vahid toz bir tabletə sıxılır və inert arqon atmosferi altında yerləşdirilir. Sonra nümunə qızdırılır. İsti tel, qığılcım, lazer və ya soba istilik təmin edə bilər. Ekzotermik reaksiya başlayır və nəticədə yaranan buxar nümunənin qalan hissəsinə təsirini yayır.
Xrom karbidlərinin istehsalı
Bir çox şirkətlər 1500°C və yuxarı temperaturda alüminotermik reduksiya və vakuum emalını birləşdirərək maddəni yaradırlar. Xrom metal, oksid və karbon qarışığı hazırlanır və sonra vakuum sobasına yüklənir. Fırındakı təzyiq azalır və temperatur 1500°C-ə qaldırılır. Karbon daha sonra oksidlə reaksiyaya girərək metal və qazlı monoksit əmələ gətirir, bu da vakuum nasoslarına buraxılır. Sonra xrom qalan karbonla birləşərək karbid əmələ gətirir.
Bu komponentlər arasındakı dəqiq tarazlıq yaranan maddənin tərkibini müəyyən edir. Bu, məhsulun keyfiyyətinin aerokosmik kimi tələbkar bazarlara uyğun olmasını təmin etmək üçün diqqətlə nəzarət edilir.
Metal xrom istehsalı
- Tədqiqatçılar nizamsız strukturdan sabitlik əldə edən yeni karbidlər sinfini kəşf edirlər.
- Tədqiqatın nəticələri praktiki tətbiqlərdə faydalı olan yeni karbidlərin gələcək tədqiqatlarının əsasını qoyur.
- 2D nitridlər yaratmaq daha asan oldu.
Metal kixrom oksidi və alüminium tozunun qarışığının meydana gəldiyi alüminotermik reduksiya ilə istehsal olunan bir çox şirkətdə istifadə olunur. Sonra onlar qarışığın alovlandığı bir qızartma qabına yüklənirlər. Alüminium 2000-2500 ° C temperaturda xrom oksidini metal və alüminium şlaklarına qədər azaldır. Bu maddə atəş kamerasının dibində ərimiş hovuz əmələ gətirir və burada temperatur kifayət qədər aşağı düşdüyü zaman onu toplamaq olar. Əks halda təmas çətin və çox təhlükəli olacaq. Sonra ilkin maddə toz halına gətirilir və xrom karbid istehsalı üçün xammal kimi istifadə olunur.
Əlavə üyüdülmə
Xrom karbidinin və onun ilkin maddəsinin xırdalanması dəyirmanlarda aparılır. İncə metal tozları üyüdərkən həmişə partlama riski var. Məhz buna görə də dəyirmanlar bu cür potensial təhlükələrlə mübarizə aparmaq üçün xüsusi hazırlanmışdır. Taşlama prosesini asanlaşdırmaq üçün qurğuya kriogen soyuducu (ən çox maye azot) da tətbiq edilir.
Aşınmaya davamlı örtüklər
Karbidlər sərtdir və buna görə də xrom üçün ümumi istifadə qorunmalı olan hissələrin aşınmasına davamlı örtüklər təmin etməkdir. Qoruyucu metal matrisi ilə birlikdə həm korroziyaya qarşı, həm də aşınmaya davamlı maddələr hazırlana bilər, tətbiqi asan və qənaətcildir. Bu örtüklər qaynaq və ya termal çiləmə üsulu ilə hazırlanır. Digər davamlı maddələrlə birlikdə xrom karbid üçün istifadə edilə bilərkəsici alətlərin formalaşdırılması.
Qaynaq elektrodları
Bu xrom karbid çubuqları köhnə ferroxrom və ya karbon tərkibli komponentlərin yerinə getdikcə daha çox istifadə olunur. Onlar üstün və daha ardıcıl nəticələr verir. Bu qaynaq elektrodlarında, aşınma qatını təmin etmək üçün yapışdırma prosesi zamanı xrom II karbid yaradılır. Bununla belə, karbidlərin əmələ gəlməsi bitmiş birləşmədə dəqiq şərtlərlə müəyyən edilir. Və buna görə də, onların arasında xrom karbid olan elektrodlar üçün görünməyən dəyişikliklər ola bilər. Bu, yığılmış qaynağın aşınma müqavimətində əks olunur.
Quru qum rezinindən hazırlanmış təkəri sınaqdan keçirərkən məlum oldu ki, ferroxrom və ya karbon elektrodlarına tətbiq olunan birləşmənin aşınma dərəcəsi 250% yüksəkdir. Xrom karbidlə müqayisədə.
Qaynaq sənayesindəki çubuqlu elektrodlardan tutmuş özlü naqillərə qədər olan tendensiya maddəyə fayda verir. Xrom karbid, yüksək karbonlu ferroxrom əvəzinə, demək olar ki, yalnız toz halına salınmış elementdə istifadə olunur, çünki tərkibindəki artıq dəmirin yaratdığı seyreltmə təsirindən əziyyət çəkmir.
Bu o deməkdir ki, daha çox miqdarda sərt hissəciklər ehtiva edən və yüksək aşınma müqavimətinə malik olan örtük əldə edilə bilər. Buna görə də, avtomatlaşdırmanın üstünlükləri və sonuncu maddənin qaynaq texnologiyası ilə əlaqəli daha yüksək məhsuldarlıq səbəbindən çubuqlu elektrodlardan özlü məftillərə keçid olduğundan, karbid bazarı artır.
Bunun üçün tipik istifadələrbunlardır: konveyer vintlərinin, yanacaq qarışdırıcı bıçaqların, nasos çarxlarının və aşınma müqavimətinin tələb olunduğu ümumi xrom tətbiqlərinin sərt üzlənməsi.
Termal sprey
İstilik ilə püskürtüldükdə, xrom karbid nikel-xrom kimi metal matrisa ilə birləşdirilir. Tipik olaraq, bu maddələrin nisbəti müvafiq olaraq 3: 1-dir. Karbidi örtülmüş substrata birləşdirmək və yüksək dərəcədə korroziyaya davamlılıq təmin etmək üçün metal matris mövcuddur.
Bu xüsusiyyətin və aşınma müqavimətinin birləşməsi o deməkdir ki, termal şəkildə püskürtülmüş CrC-NiCr örtükləri yüksək temperaturda aşınma baryeri kimi uyğundur. Məhz bu səbəbdən onlar aerokosmik bazarda getdikcə daha çox istifadə olunurlar. Burada tipik tətbiqlər 700-800°C-yə qədər temperaturda korroziyaya və aşınmaya qarşı yaxşı müqavimət göstərən çubuqlu mandrellər, isti ştamplama kalıpları, hidravlik klapanlar, maşın hissələri, alüminium komponentlərin aşınmasına qarşı qoruyucu örtüklər və ümumi tətbiqlərdir.
Xrom örtüklüyə alternativ
Sərt məhsulun doyma yerini əvəz edən termal spreyli örtüklər üçün yeni tətbiq. Sərt xrom örtük aşağı qiymətə yaxşı səth keyfiyyətinə malik aşınmaya davamlı qabıq istehsal edir. Xrom örtük, doymuş elementi xrom olan kimyəvi məhlulun qabına batırmaqla əldə edilir. Sonra bir elektrik cərəyanı tankdan keçir, materialın hissələrin üzərinə çökməsinə səbəb olur vəkoherent örtüyün əmələ gəlməsi. Bununla belə, ətraf mühitlə bağlı artan narahatlıqlar istifadə olunan elektrokaplama məhlulundan çirkab suların utilizasiyası ilə bağlıdır və bu problemlər prosesin dəyərinin artmasına səbəb olub.
Xrom karbid örtükləri sərt xrom örtükdən iki yarım-beş dəfə daha yaxşı aşınma müqavimətinə malikdir və tullantı sularının atılması ilə bağlı heç bir problem yoxdur. Buna görə də, xüsusilə aşınma müqaviməti vacib olduqda və ya böyük bir hissə üçün qalın bir örtük tələb olunduqda, sərt xrom örtükləri üçün getdikcə daha çox istifadə olunur. Bu, ətraf mühitə uyğunluğun dəyəri artdıqca daha vacib olacaq maraqlı və sürətlə inkişaf edən sahədir.
Kəsmə alətləri
Burada üstünlük təşkil edən material son dərəcə sərt obyektlər yaratmaq üçün kob altla sinterlənmiş volfram karbid tozudur. Bu kəsici alətlərin möhkəmliyini artırmaq üçün materiala titan, niobium və xrom karbidləri əlavə edilir. Sonuncunun rolu sinterləmə zamanı taxıl böyüməsinin qarşısını almaqdır. Əks halda, proses zamanı həddindən artıq iri kristallar əmələ gələcək və bu, kəsici alətin möhkəmliyini aşağı sala bilər.
