Serbuk aloi berasaskan kobalt jarang mendapat perhatian sehingga satu bahagian berhenti berfungsi. Selama bertahun-tahun kami telah melihatnya menyelamat tempat duduk injap yang diganti setiap beberapa bulan, memastikan pelocok pam hidup di loji kimia, dan menahan permukaan penggelek yang panas dan melelas lama selepas bahan yang lebih lembut telah diserahkan. Jika anda memutuskan sama ada aloi kobalt sesuai dengan aplikasi anda, panduan ini menerangkan tentang serbuk sebenarnya, keluarga mana yang penting dalam amalan, cara ia dibuat dan cara memilih gred tanpa membayar untuk hartanah yang tidak akan anda gunakan.
Apakah Serbuk Aloi Berasaskan Kobalt Sebenarnya
Serbuk aloi berasaskan kobalt ialah bahan mentah logam di mana kobalt membentuk asas kimia, biasanya menyumbang di antara 40% dan 65% daripada jumlah berat. Semua yang lain ditambah dengan sengaja, unsur demi unsur, untuk melakukan kerja tertentu. Kromium, biasanya 20% hingga 30%, membina lapisan oksida pelindung yang menentang pengoksidaan dan kakisan panas. Tungsten dan molibdenum meningkatkan kekuatan panas dan bergabung dengan karbon untuk membentuk zarah karbida keras. Karbon secara berkesan adalah dail kekerasan: tahap karbon yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak karbida, lebih banyak rintangan haus dan kurang kemuluran. Nikel meningkatkan keliatan dan kestabilan terma, manakala silikon, boron, dan besi muncul dalam jumlah yang lebih kecil untuk menyesuaikan tingkah laku dan kos lebur.
Terdapat juga sebab metalurgi aloi ini berkelakuan sangat berbeza daripada serbuk berasaskan nikel atau besi. Kobalt mengubah struktur kristal dengan suhu, dan tenaga kerosakan susunnya yang rendah membolehkannya mengeras di bawah sentuhan gelongsor. Hasil praktikal ialah rintangan luar biasa terhadap pedih, peronggaan dan haus logam-ke-logam, iaitu jenis kerosakan yang betul-betul memusnahkan permukaan pengedap walaupun apabila kekerasan pukal sesuatu bahagian kelihatan cukup sempurna di atas kertas.
Jenis Utama dan Apa Yang Dilakukan Dengan Baik Setiap Satu
Keluarga kobalt adalah luas, dan nama gred sahaja memberitahu anda sangat sedikit. Ia adalah jauh lebih berguna untuk menyusun serbuk mengikut kerja yang mereka dijangka lakukan.
| Keluarga | Unsur pengaloian biasa | Julat kekerasan | Paling sesuai untuk |
|---|---|---|---|
| Co-Cr-W-C | 25-30% Cr, 4-15% W, 0.5-3% C | 38-52 HRC | Lelasan teruk dan gelongsor logam-ke-logam pada suhu |
| Co-Cr-Mo | 27-30% Cr, 5-7% Mo, karbon rendah | 25-35 HRC | Kakisan ditambah haba, di mana toleransi hentaman penting |
| Co-Cr-W-Ni | Cr dan W dengan 5-15% Ni | 30-45 HRC | Rintangan pakai di mana keretakan adalah kebimbangan sebenar |
| Co-Ni-Cr-W | Ni tinggi, Cr sederhana dan W | 25-40 HRC | Kekerasan panas digabungkan dengan keliatan yang lebih baik |
| Co-Cr-W-C dengan penambahan karbida | Karbida diadun ke dalam matriks kobalt | 50-60 HRC dan ke atas | Bahagian tepi dan keadaan kasar yang melampau |
Kekerasan hanya satu nombor, walaupun. Aloi kobalt 50 HRC dengan pecahan karbida berat boleh menjadi pilihan yang tidak baik untuk permukaan yang mempunyai kesan, manakala gred yang lebih lembut dan lebih keras mungkin bertahan dengan margin yang luas. Sebelum mengesyorkan kimia, kami biasanya bertanya bagaimana rupa kegagalan pada bahagian yang rosak, kerana soalan tunggal itu menjimatkan lebih banyak wang daripada mana-mana helaian spesifikasi.
Serbuk Aloi Berasaskan Kobalt untuk Perkhidmatan Haus dan Suhu Tinggi Serbuk kobalt-kromium-tungsten untuk kimpalan tindanan, kimpalan semburan, dan komponen suhu tinggi; berbilang gred dan julat kekerasan menyokong keputusan haus, kakisan dan kesan. Lihat Produk → Mengapa Aloi Ini Bertahan Dalam Keadaan Sukar
Reputasi aloi kobalt bergantung pada gabungan sifat yang jarang muncul bersama dalam satu bahan.
- Kekerasan panas: aloi ini mengekalkan kekerasan yang berguna sehingga kira-kira 600 hingga 800 darjah Celsius, itulah sebabnya ia biasa digunakan dalam pembentukan panas dan aplikasi injap.
- Rintangan haus bergelombang dan pelekat: permukaan kobalt menahan kimpalan pada muka balas, jadi pasangan gelongsor bertahan lebih lama.
- Rintangan hakisan peronggaan: pam, kipas, dan komponen hidraulik mendapat manfaat daripada ini lebih daripada kekerasan mentah.
- Rintangan pengoksidaan dan sulfidasi: lapisan oksida yang kaya dengan kromium melindungi permukaan dalam persekitaran relau dan gas serombong.
- Rintangan kakisan: prestasi berbeza mengikut kimia, tetapi gred kobalt-kromium mengendalikan banyak asid, klorida dan aliran proses dengan baik.
- Tingkah laku ikatan: serbuk kobalt membasahkan substrat keluli dengan mudah, yang memberikan penyalut dan kimpalan semburan ikatan metalurgi yang boleh dipercayai.
Pertukaran adalah sama nyata. Kobalt ialah logam yang mahal, pemesinan deposit berasaskan kobalt adalah kerja yang perlahan, dan proses yang dikawal dengan baik boleh mencairkan salutan dengan besi daripada substrat sehingga hartanah yang anda bayar hilang. Aloi ini memperoleh kosnya di tempat tertentu, bukan di mana-mana.
Bagaimana Serbuk Dibuat dan Perkara yang Perlu Diperiksa
Kebanyakan serbuk aloi berasaskan kobalt hari ini dihasilkan melalui pengabusan gas. Caj dicairkan, selalunya di bawah vakum atau suasana lengai supaya unsur reaktif seperti kromium tidak hilang kepada pengoksidaan, dan aliran cecair dipecahkan oleh pancutan gas bertekanan tinggi kepada titisan halus yang memejal menjadi zarah hampir sfera. Serbuk sfera mengalir secara konsisten melalui kepala pelapis atau pistol semburan dan menghasilkan deposit yang lebih padat daripada bahan hancur yang tidak teratur.
Saiz zarah dipadankan dengan proses yang anda ingin jalankan:
- Kira-kira 15 hingga 45 mikron untuk pelapisan laser dan pembuatan bahan tambahan, di mana lapisan halus dan trek licin diperlukan.
- Kira-kira 45 hingga 106 mikron untuk bahan api oksigen halaju tinggi dan penyemburan plasma.
- Kira-kira 53 hingga 150 mikron untuk arka dipindahkan plasma dan kimpalan semburan oksiasetilena, di mana kadar suapan yang lebih tinggi mendominasi.
Apabila penghantaran tiba, nombor yang patut dibaca dengan teliti ialah analisis kimia, taburan saiz zarah dengan nilai D10, D50, dan D90, kandungan oksigen, ketumpatan ketara dan paip, kadar aliran, morfologi zarah, dan tahap satelit dan keliangan. Serbuk yang memenuhi spesifikasi kimia tetapi membawa kandungan oksigen yang tinggi atau penyebaran saiz yang luas akan menyebabkan keliangan dan mendapan yang tidak konsisten, dan tiada jumlah kemahiran pengendali yang mengimbangi sepenuhnya untuk itu.
Mendapatkan Serbuk pada Bahagian
Memohon serbuk adalah di mana kebanyakan masalah salutan bermula, dan pilihan proses membentuk segala-galanya di hiliran. Pelapisan laser menghasilkan trek yang nipis dan tepat dengan pencairan yang sangat rendah dan zon kecil yang terjejas haba, yang sesuai dengan muka pengedap, jurnal aci dan pembaikan setempat. Penyemburan bahan api oksigen halaju tinggi memberikan salutan padat, oksida rendah di kawasan yang lebih besar dan popular untuk penggelek dan rod hidraulik. Kimpalan semburan oksiasetilena kekal sebagai laluan yang boleh dipercayai untuk mendapan yang lebih tebal pada tempat duduk injap dan bahagian yang serupa, manakala arka yang dipindahkan plasma menawarkan kadar pemendapan yang tinggi untuk perlindungan haus berat.
Walau apa pun kaedahnya, kawalannya adalah serupa: suhu prapanas, kadar suapan serbuk, kelajuan perjalanan, pertindihan trek dan pencairan. Kesilapan ini akan muncul kemudian sebagai keretakan, spalling atau salutan yang mudah haus lebih cepat daripada yang dijangkakan.
Perkhidmatan Pelapisan Laser untuk Pengubahsuaian Permukaan dan Pembaikan Komponen Perkhidmatan pelapisan laser untuk penggelek, skru atau pelocok haus dan untuk pengubahsuaian permukaan; ikatan metalurgi menambah baik haus, kakisan, haba, pengoksidaan atau sifat elektrik. Lihat Produk → Daripada Salutan kepada Komponen Selesai
Salutan hanya sebaik bahagian di bawahnya. Ramai pelanggan datang kepada kami dengan penggelek, skru atau pelocok yang haus dan tarikh akhir pengeluaran, dan apa yang sebenarnya mereka perlukan ialah komponen siap dan bukannya spesifikasi serbuk. Dalam kes tersebut, kerja dijalankan dari pemilihan serbuk melalui penyediaan permukaan, aplikasi salutan, pemesinan, dan pemeriksaan akhir terhadap lukisan asal.
Penggelek ialah contoh yang paling biasa: gulungan kerja, penggelek panduan, penggelek aliran laminar dan penggelek cermin atau matte semuanya bergantung pada permukaan yang keras dan seragam yang menahan kemasannya di bawah beban. Skru, lengan aci, sesendal, dan pelocok pam mengikut logik yang sama, dengan salutan dipilih untuk mekanisme haus dominan dan dimensi dikawal supaya bahagian itu dimuatkan semula ke dalam mesin tanpa pengubahsuaian.
Memilih Serbuk Yang Tepat: Senarai Semak Praktikal
Jika anda mengecilkan gred, urutan ini merangkumi kebanyakan keputusan yang penting:
- Kenal pasti mekanisme kerosakan yang dominan. Lelasan, lekatan, peronggaan, pengoksidaan dan kakisan memerlukan kimia yang berbeza.
- Sahkan suhu perkhidmatan. Kekerasan panas hanya membantu jika bahagian itu benar-benar panas.
- Padankan saiz zarah dengan proses, bukan sebaliknya.
- Periksa tahap karbon terhadap toleransi anda untuk kesukaran retak dan pemesinan.
- Semak substrat. Pencairan daripada keluli karbon rendah boleh melembutkan deposit karbida tinggi berhampiran antara muka.
- Minta sampel dan jalankan bahagian percubaan sebelum melakukan kumpulan pengeluaran.
Satu nota tambahan tentang kos: kerana kobalt mahal, pendekatan yang wajar biasanya menggunakan ia sebagai salutan atau sisipan daripada membuat keseluruhan komponen daripadanya. Lapisan sederhana di tempat yang betul kerap mengatasi bahagian pepejal yang diperbuat daripada aloi yang lebih murah, pada sebahagian kecil daripada kos bahan.
Kami telah menghabiskan masa bertahun-tahun memadankan serbuk aloi berasaskan kobalt kepada masalah haus sebenar, dan jawapan yang jujur ialah tiada gred tunggal menyelesaikan segala-galanya. Jika anda boleh berkongsi komponen, suhu operasi dan penerangan tentang cara bahagian semasa gagal, kami boleh mencadangkan kimia, saiz zarah dan laluan proses yang sesuai. Anda dialu-alukan untuk melayari kami julat serbuk aloi untuk melihat bagaimana gred kobalt berada bersama keluarga nikel, besi dan karbida, atau hantar lukisan dan biarkan kami menyelesaikan butiran dengan anda.
