Карбидын гагнуурын технологи, үйл явц, үйлдвэрлэлийн хэрэглээ

Цементжүүлсэн карбид нь онцгой хатуулаг (90 HRC хүртэл) ба элэгдэлд тэсвэртэй гэдгээрээ алдартай бөгөөд гагнуурын тусламжтайгаар огтлох хэрэгсэл, уурхайн битүүд, нарийн эд ангиудад өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч түүний өндөр хэврэгшил, ган дэвсгэртэй (4–7 × 10⁻⁶/°C-ийн эсрэг 11–13 × 10⁻⁶/°С) тохирохгүй дулааны тэлэлтийн коэффициент (TEC) нь гагнуурын өвөрмөц сорилтуудыг үүсгэдэг. Энэ нийтлэлд гагнуурын зонхилох технологи, чухал үйл явцын хяналт, карбидын материалын бодит хэрэглээний талаар дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно.

1. Карбидын гагнуурын давамгайлсан технологи

Үйлдвэрийн карбидыг холбоход хоёр арга давамгайлдаг: гагнах (уламжлалт боловч найдвартай) ба лазер гагнуур (дэвшилтэт нарийвчлалтай шийдэл). Тэдний үндсэн шинж чанаруудыг доор харьцуулсан болно.

▶ Гагнуурын ажил: Карбидын багажийн үйлдвэрлэлийн гол хүч

Гагнуур нь үндсэн материалыг хайлуулахгүйгээр дүүргэгч металыг (карбид/гангаас бага хайлах цэг) хайлуулж, үений цоорхойг нойтон болгож дүүргэх замаар холбодог. Энэ нь өртөг хэмнэлттэй, масс үйлдвэрлэлд нийцдэг тул карбидын багажийн үндсэн техник юм.

Гол зарчим ба дүүргэгчийг сонгох

Холбох механизм: Хайлсан дүүргэгч металл нь хялгасан судасны үйлчлэлээр бичил цоорхойд нэвчиж, элементийн тархалтаар карбид (WC-Co) болон ган субстраттай металлургийн холбоо үүсгэдэг (жишээлбэл дүүргэгч дэх Cr нь карбидын C-тэй урвалд орж Cr₃C₂ үүсгэдэг).

Дүүргэгч хайлш:

Ni-Cr-д суурилсан: Өндөр температурт (жишээ нь, тээрэмдэх багаж) хэрэглэхэд илүүд үздэг, 1050-1150 ° C-т хайлдаг, исэлдэлтийг маш сайн эсэргүүцдэг.

Ag-Cu-д суурилсан: Даралт багатай багаж (жишээ нь, токарийн оруулга) -д ашигладаг, 650-800 ° C-т хайлдаг, дулааны цочролын эрсдлийг бууруулдаг.

Cu-based: Ерөнхий зориулалтын зүсэгч хэрэгслийн хувьд хэмнэлттэй сонголт бөгөөд исэлдүүлсэн хальсыг арилгахын тулд урсгал шаардагдана.

▶ Лазер гагнуур: Өндөр хүчин чадалтай багажийг нарийн холбох

Лазер гагнуур нь төвлөрсөн туяаг (1.06μm шилэн лазерыг илүүд үздэг) ашиглан орон нутгийн хайлсан усан санг бий болгож, өндөр бат бэх, хэв гажилт багатай үеийг бий болгодог. Энэ нь бичил багаж, нарийн төвөгтэй геометрийн хувьд тохиромжтой.

Гагнуурын техникийн давуу тал

Дулааны хамгийн бага нөлөөлөл: Дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс (HAZ)

Хурдан боловсруулалт: Карбидын оруулгад зориулсан гагнуурын хурд 50мм/с хүртэл, индукцийн гагнахаас 3 дахин хурдан.

Дүүргэгчгүй сонголт: Нимгэн ханатай карбидын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (жишээ нь, бичил өрөм) шууд хайлуулах.

2. Гол сорилтууд ба нөлөөллийг бууруулах стратеги

Карбидын гагнуурын гэмтэл нь үндсэндээ үлдэгдэл стресс, чийгшил муутайгаас үүдэлтэй. 

Зорилтот шийдэл нь чухал юм:

▶ Үлдэгдэл стресс ба хагарал

Үндсэн шалтгаан: TEC-ийн тохиромжгүй байдал нь хөргөлтийн үед дулааны агшилтын зөрүүг үүсгэж, карбидын суналтын стрессийг үүсгэдэг.

Шийдэл:

Стрессийг шингээхийн тулд завсрын буфер давхаргыг (жишээ нь, Ni-Cu хайлш) ашиглана.

Индукцийн гагнах үед шаталсан халаалт/хөргөлтийг (налуу хурд ≤10°C/с) хийнэ.

Стрессийг 30-50%-иар бууруулахын тулд 250°С-т 2 цагийн турш гагнуурын дараах чийгшүүлнэ.

▶ Чийгшүүлэх чадвар муу

Үндсэн шалтгаан: Карбидын гадаргуугийн өндөр энерги нь дүүргэгч металлын нэвчилтийг эсэргүүцдэг.

Шийдэл:

Карбидыг Cr нунтагаар урьдчилан боловсруулж, Cr₃C₂ холбогч давхарга үүсгэнэ.

Ган дэвсгэр дээр оксидын хальсыг арилгахын тулд идэвхтэй урсгалыг (жишээ нь, borax дээр суурилсан) ашиглана.

▶ Дүүргэгч металлын элэгдэл

Шалтгаан: Хэт их халах нь карбидын Co холбогчийг уусгаж, үеийг сулруулдаг.

Шийдэл:

Индукцийн гагнахын тулд гагнуурын хугацааг

Удаан хугацаагаар өртөхөөс зайлсхийхийн тулд лазер импульсийн үргэлжлэх хугацааг (2-5 мс) хянаарай.

3. Аж үйлдвэрийн хэрэглээ ба Кейс судалгаа

Карбидын гагнуур нь дараах салбаруудад өндөр хүчин чадалтай багажуудыг бий болгодог.

▶ Зүсэгчийн хэрэгсэл үйлдвэрлэл

CNC багажны оруулга: WC-Co оруулгын индукцийн гагнахNi-Cr-B-Si дүүргэгчийг (1080°C, 45 секунд) ашиглан ган бариултай холбох нь 200МПа холболтын бат бэхийг хангадаг бөгөөд энэ нь 5000 эрг/мин механик ачааллыг тэсвэрлэдэг.

Дугуй хөрөөний ир: Карбидын шүдийг ган дискэнд автоматаар лазераар гагнаж (300Вт шилэн лазер) хийснээр шүдний хугарлыг гагнахтай харьцуулахад 60%-иар бууруулдаг.

▶ Уул уурхай, барилга

Чулуулгийн өрөмдлөгийн хошуу: Карбидын товчлуурыг ган биенд (Ni-Cr дүүргэгч, 1120 ° C) вакуумаар гагнах нь 50 МПа цохилтын ачаалалд тэсвэртэй байдлыг баталгаажуулдаг; үйлчилгээний хугацаа 2-3 дахин нэмэгддэг.

▶ Нарийвчлалын инженерчлэл

Бичил боловсруулах хэрэгсэл: Зэвэрдэггүй ган тэнхлэгт (250 Вт, 15 мм/с) 0.8 мм карбидын үзүүрийг шилэн лазераар гагнаж, хагас дамжуулагч өргүүрийг огтлоход ± 0.01 мм хэмжээтэй нарийвчлалыг хадгалж байдаг.

4. Ирээдүйн чиг хандлага

Гибрид гагнуур: Зузаан огтлолын үе дэх карбидын хагарлыг багасгахын тулд лазерын урьдчилан халаалтыг индукцийн гагнууртай хослуулсан.

Идэвхтэй дүүргэгчийг хөгжүүлэх: Ni-Cr-Ti дүүргэгч нь карбидтай илүү бат бөх TiC холбоо үүсгэж, үений бат бөх чанарыг 30% сайжруулдаг.

Автоматжуулалтын интеграцчлал: Хувьсах карбидын зэрэглэлийн гагнуурын параметрүүдийг оновчтой болгохын тулд бодит цагийн дулааны хяналт бүхий хиймэл оюун ухаанд суурилсан системүүд.

Дүгнэлт

Карбидын гагнуур нь материалын шинжлэх ухаан, үйл явцын хяналтын тэнцвэрийг шаарддаг - гагнах нь өртөг хэмнэлттэй масс үйлдвэрлэлд давуу талтай байдаг бол лазер гагнуур нь нарийвчлалын чухал хэрэглээнд давамгайлдаг. Үлдэгдэл стресс болон чийгшүүлэх сорилтуудыг шийдэж өгснөөр үйлдвэрлэгчид үйлдвэрлэлийн боловсруулалтаас эхлээд уул уурхайн онцгой үйл ажиллагаа хүртэл элэгдэл ихтэй, стресс ихтэй орчинд карбидын бүрэн боломжийг нээж чадна.