Xrom karbid bir necha xil kimyoviy tarkibda mavjud bo'lgan keramik birikma: Cr3 C2, Cr7 C3 va Cr23 C6. Standart sharoitlarda u kulrang modda sifatida mavjud. Xrom juda qattiq va korroziyaga chidamli metalldir. Bundan tashqari, u olovga chidamli, ya'ni u hatto yuqori haroratlarda ham kuchli bo'lib qoladi.
Xromning bu xossalari uni metall qotishmalarida qo'shimcha sifatida foydali qiladi. Karbid kristallari materialning yuzasiga birlashtirilganda, u aşınma va korroziyaga chidamliligini yaxshilaydi, shuningdek, yuqori haroratlarda bu xususiyatlarni saqlaydi. Bu maqsadda eng murakkab va eng koʻp ishlatiladigan birikma Cr3 C2.
Tegishli minerallarga tongbayt va izovit (Cr, Fe) 23 C6 kiradi, ikkalasi ham juda kam uchraydi. Yana bir boy karbid minerali - yarlongit Cr4 Fe4 NiC4.
Chromium xususiyatlari
Mana borUch xil kimyoviy tarkibga mos keladigan karbid uchun uchta turli kristall tuzilmalar:
- Cr23 C6 kubik tuzilishga ega va Vickers qattiqligi 976 kg/mm2.
- Cr7 C3 olti burchakli kristall tuzilishga ega va mikroqattiqligi 1336 kg/mm2.
- Cr3 C2 uchta kompozitsiyadan eng chidamlisi va rombsimon tuzilishga ega, mikroqattiqligi 2280 kg/mm2.
Shu sababli, Cr3 C2 sirtni tozalashda ishlatiladigan xrom karbidining asosiy formulasi hisoblanadi.
Sintez
Karbid bog'lanishiga mexanik qotishma orqali erishish mumkin. Ushbu turdagi jarayonda xrom metalli va grafit shaklidagi uglerod sharli tegirmonga beriladi va mayda kukunga aylanadi. Komponentlarni maydalagandan so'ng, ular granulalarga birlashtiriladi va issiq izostatik presslanadi. Bu operatsiya inert gazdan, birinchi navbatda yopiq pechda argondan foydalanadi.
Bu bosim ostida boʻlgan modda pech qizdirilayotganda namunaga har tomondan bosim oʻtkazadi. Issiqlik va bosim grafit va metallning bir-biri bilan reaksiyaga kirishishiga olib keladi va xrom karbidini hosil qiladi. Dastlabki aralashmadagi uglerod foizining kamayishi Cr7 C3 va Cr23 C6 shakllarining hosildorligini oshirishga olib keladi.
Xrom karbidini sintez qilishning yana bir usuli oksid, sof alyuminiy va grafitni oʻz-oʻzidan tarqaladigan ekzotermik reaksiyada qoʻllaydi, u quyidagicha davom etadi:
3Cr2O3 + 6Al + 4C → 2Cr3C2 + 3Al 2O3
Bu usulda reaktivlarezilgan va sharli tegirmonda aralashtiriladi. Keyin bir xil kukun planshetga siqiladi va inert argon atmosferasi ostida joylashtiriladi. Keyin namuna isitiladi. Issiq sim, uchqun, lazer yoki pech issiqlikni berishi mumkin. Ekzotermik reaksiya boshlanadi va hosil bo'lgan bug' ta'sirni namunaning qolgan qismiga tarqatadi.
Xrom karbidlarini ishlab chiqarish
Koʻpgina kompaniyalar moddani 1500°C va undan yuqori haroratlarda aluminotermik pasaytirish va vakuumda qayta ishlashni birlashtirib yaratadi. Xrom metall, oksid va uglerod aralashmasi tayyorlanadi va keyin vakuumli pechga yuklanadi. Pechdagi bosim pasayadi va harorat 1500 ° S ga ko'tariladi. Keyin uglerod oksid bilan reaksiyaga kirishib, metall va gazsimon monoksit hosil qiladi, bu esa vakuum nasoslariga chiqariladi. Keyin xrom qolgan uglerod bilan birikib karbid hosil qiladi.
Ushbu komponentlar orasidagi aniq muvozanat hosil bo'lgan moddaning tarkibini aniqlaydi. Bu mahsulot sifati aerokosmik kabi talabchan bozorlarga mos kelishini ta'minlash uchun ehtiyotkorlik bilan nazorat qilinadi.
Metalik xrom ishlab chiqarish
- Tadqiqotchilar tartibsiz tuzilishdan barqarorlikni keltirib chiqaradigan karbidlarning yangi sinfini topdilar.
- Tadqiqot natijalari amaliy qoʻllanmalarda foydali boʻlgan yangi karbidlarni kelgusida oʻrganish uchun asos yaratadi.
- 2D nitridlarni yaratish endi osonlashdi.
Bu metallxrom oksidi va alyuminiy kukuni aralashmasi hosil bo'lgan aluminotermik qaytarilish yo'li bilan ishlab chiqarilgan ko'plab kompaniyalarda qo'llaniladi. Keyin ular qovurilgan idishga yuklanadi, u erda aralashma yonadi. Alyuminiy 2000-2500 ° S haroratda xrom oksidini metall va alumina cürufiga kamaytiradi. Ushbu modda olov kamerasining pastki qismida eritilgan hovuz hosil qiladi, u erda harorat etarli darajada pasayganda to'planishi mumkin. Aks holda, aloqa qiyin va juda xavfli bo'ladi. Keyin dastlabki modda kukunga aylanadi va xrom karbid ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.
Keyinchalik silliqlash
Xrom karbid va uning dastlabki moddasini maydalash tegirmonlarda amalga oshiriladi. Nozik metall kukunlarini maydalashda har doim portlash xavfi mavjud. Shuning uchun tegirmonlar bunday potentsial xavflarni bartaraf etish uchun maxsus ishlab chiqilgan. Maydalashni osonlashtirish uchun kriogen sovutgich (ko'pincha suyuq azot) ham qo'llaniladi.
Aşınmaya bardoshli qoplamalar
Karbidlar qattiq va shuning uchun xrom uchun keng tarqalgan foydalanish himoya qilinishi kerak bo'lgan qismlarga kuchli aşınmaya bardoshli qoplamalarni ta'minlashdir. Himoya metall matritsasi bilan birgalikda korroziyaga qarshi va aşınmaya bardoshli vositalar ishlab chiqilishi mumkin, ularni qo'llash oson va tejamkor. Ushbu qoplamalar payvandlash yoki termal püskürtme yo'li bilan amalga oshiriladi. Boshqa chidamli moddalar bilan birgalikda xrom karbididan foydalanish mumkinkesish asboblari.
Payvandlash elektrodlari
Bu xrom karbid novdalari eski ferroxrom yoki uglerod o'z ichiga olgan komponentlar o'rniga tobora ko'proq foydalanilmoqda. Ular yuqori va izchil natijalar beradi. Ushbu payvandlash elektrodlarida kiyinish qatlamini ta'minlash uchun bog'lash jarayonida xrom II karbid hosil bo'ladi. Shu bilan birga, karbidlarning hosil bo'lishi tayyor birikmadagi aniq sharoitlar bilan belgilanadi. Va shuning uchun ular orasida xrom karbid o'z ichiga olgan elektrodlar uchun ko'rinmaydigan o'zgarishlar bo'lishi mumkin. Bu cho'ktirilgan chokning aşınma qarshiligida aks etadi.
Quruq qum kauchukdan tayyorlangan g'ildirakni sinovdan o'tkazishda ferroxrom yoki uglerod elektrodlariga qo'llaniladigan birikmaning eskirish darajasi 250% yuqori ekanligi aniqlandi. Xrom karbidiga nisbatan.
Payvandlash sanoatidagi tendentsiya tayoq elektrodlaridan tortib o'tkazgichli simlarga qadar moddaga foyda keltiradi. Xrom karbid yuqori uglerodli ferroxrom o'rniga deyarli faqat maydalangan elementda qo'llaniladi, chunki u tarkibidagi ortiqcha temir tufayli suyultirish effektidan aziyat chekmaydi.
Bu koʻproq qattiq zarrachalarni oʻz ichiga olgan, aşınmaya chidamliligi yuqori boʻlgan qoplamani olish mumkinligini anglatadi. Shu sababli, avtomatlashtirish afzalliklari va oxirgi moddani payvandlash texnologiyasi bilan bog'liq yuqori mahsuldorlik tufayli novda elektrodlaridan oqim o'tkazgichli simga o'tish borligi sababli, karbid bozori ortib bormoqda.
Uning odatiy foydalanishlariquyidagilardir: konveyer vintlarini, yonilg'i aralashtirgich pichoqlarini, nasos pervanellarini qattiq qoplama va eskirishga qarshilik talab qilinadigan umumiy xrom ilovalari.
Termal sprey
Issiqlik bilan püskürtüldüğünde, xrom karbid nikel-xrom kabi metall matritsa bilan birlashtiriladi. Odatda, bu moddalarning nisbati mos ravishda 3: 1 ni tashkil qiladi. Metall matritsa karbidni qoplangan substratga bog'lash va yuqori darajadagi korroziyaga chidamliligini ta'minlash uchun mavjud.
Ushbu xususiyat va aşınma qarshilik kombinatsiyasi termal püskürtülmüş CrC-NiCr qoplamalari yuqori haroratli aşınma to'siqlari sifatida mos ekanligini anglatadi. Aynan shuning uchun ular aerokosmik bozorda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Bu erda odatiy qo'llanmalar shtrixli mandrellar, issiq shtamplash qoliplari, gidravlik klapanlar, mashina qismlari, alyuminiy komponentlarning aşınmasını himoya qilish va 700-800 ° C gacha bo'lgan haroratlarda korroziya va ishqalanishga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan umumiy ilovalar uchun qoplamalardir.
Xrom qoplamaga muqobil
Qattiq mahsulotning toʻyinganligi oʻrniga termal püskürtülmüş qoplamalar uchun yangi dastur. Qattiq xrom qoplamasi arzon narxlarda yaxshi sirt sifati bilan aşınmaya bardoshli qobiq ishlab chiqaradi. Xrom qoplamasi to'yingan elementni xrom o'z ichiga olgan kimyoviy eritma idishiga botirish orqali olinadi. Elektr toki keyinchalik tank orqali o'tadi, bu esa materialning qismlarga cho'kishiga olib keladi vakogerent qoplamani shakllantirish. Biroq, o'sib borayotgan ekologik xavotirlar ishlatilgan elektrokaplama eritmasidan chiqindi suvni utilizatsiya qilish bilan bog'liq va bu muammolar jarayon narxining oshishiga olib keldi.
Xrom karbidli qoplamalar qattiq xrom qoplamaga qaraganda ikki yarim-besh baravar yaxshi aşınmaya bardoshli va oqava suvlarni utilizatsiya qilish bilan bog'liq muammolarga ega emas. Shu sababli, ular qattiq xrom qoplamasi uchun tobora ko'proq foydalanilmoqda, ayniqsa aşınma qarshilik muhim bo'lsa yoki katta qismi uchun qalin qoplama kerak bo'lsa. Bu qiziqarli va tez rivojlanayotgan hudud boʻlib, atrof-muhitga rioya qilish narxi oshishi bilan ahamiyati ortib boradi.
Kesish asboblari
Bu yerda asosiy material volfram karbid kukuni boʻlib, u kob alt bilan sinterlanadi va oʻta qattiq buyumlar hosil qiladi. Ushbu kesish asboblarining mustahkamligini yaxshilash uchun materialga titanium, niobiy va xrom karbidlari qo'shiladi. Ikkinchisining roli sinterlash paytida donning o'sishini oldini olishdir. Aks holda, jarayon davomida haddan tashqari katta kristallar hosil bo'ladi, bu esa kesish asbobining qattiqligini pasaytirishi mumkin.
