Ciri Teras dan Komposisi Kimia Serbuk Aloi Berasaskan Kobalt
Serbuk aloi berasaskan kobalt , sering dirujuk dengan nama dagangan Stellite dalam pelbagai konteks perindustrian, adalah bahan canggih yang direka bentuk untuk persekitaran yang menuntut ketahanan yang melampau. Matriks primer terdiri daripada kobalt, yang menyediakan struktur kristal yang stabil walaupun pada suhu tinggi. Untuk meningkatkan prestasi, serbuk ini dialoi dengan kromium dengan teliti untuk pengoksidaan dan rintangan kakisan, dan tungsten atau molibdenum untuk memudahkan pengukuhan larutan pepejal. Kehadiran karbon dalam serbuk adalah kritikal, kerana ia bertindak balas dengan unsur mengaloi untuk membentuk karbida keras, yang merupakan sumber utama rintangan haus luar biasa bahan.
Kualiti morfologi serbuk adalah penting untuk teknik pembuatan moden. Serbuk berasaskan kobalt berkualiti tinggi biasanya dihasilkan melalui pengabusan gas, menghasilkan zarah sfera yang memastikan kebolehliran yang sangat baik dan ketumpatan pembungkusan yang tinggi. Ketepatan dalam taburan saiz zarah ini—sering dikategorikan kepada julat seperti 15-45μm untuk gabungan katil laser atau 50-150μm untuk kimpalan arka dipindahkan plasma—secara langsung memberi kesan kepada ketumpatan dan integriti mekanikal komponen akhir.
Analisis Perbandingan Gred Aloi Kobalt Biasa
Aplikasi perindustrian yang berbeza memerlukan keseimbangan khusus keliatan, kekerasan dan rintangan kakisan. Serbuk aloi berasaskan kobalt biasanya dikategorikan mengikut nombor grednya, setiap satu disesuaikan untuk persekitaran tekanan tertentu. Memahami nuansa ini adalah penting untuk pemilihan bahan dalam reka bentuk kejuruteraan.
| Gred Aloi | Ciri-ciri Utama | Permohonan Utama |
| Kobalt 6 (Stellit 6) | Haus yang seimbang dan rintangan hentaman | Tempat duduk injap, aci pam |
| Kobalt 12 | Tungsten yang lebih tinggi untuk rintangan lelasan yang lebih baik | Gergaji gigi, memotong tepi |
| Kobalt 21 | Kejutan haba yang sangat baik dan rintangan kakisan | Komponen turbin gas |
Aplikasi Pengilangan Lanjutan: Daripada Pencetakan 3D kepada Hardfacing
Pembuatan Aditif dan Pelapisan Laser
Dalam bidang percetakan 3D, serbuk aloi berasaskan kobalt ialah piawaian emas untuk mencipta geometri kompleks yang mesti menahan persekitaran tekanan tinggi. Peleburan Laser Terpilih (SLM) dan Pemendapan Tenaga Langsung (DED) menggunakan serbuk ini untuk membina bahagian lapisan demi lapisan, menghasilkan struktur mikro halus yang sering mengatasi prestasi tuangan tradisional. Pelapisan laser, subset daripada proses ini, menggunakan serbuk untuk menggunakan salutan pelindung pada logam asas yang lebih murah, memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan industri secara drastik pada sebahagian kecil daripada kos bahagian aloi pepejal.
Penyemburan Terma dan Kejuruteraan Permukaan
Serbuk aloi kobalt kerap digunakan dalam penyemburan Bahan Api Oksigen Halaju Tinggi (HVOF). Dalam proses ini, serbuk dipanaskan dan dipercepatkan ke arah substrat pada kelajuan supersonik. Salutan yang terhasil adalah sangat padat dan memberikan penghalang yang tidak dapat ditembusi terhadap peronggaan, haus hakisan dan pengoksidaan suhu tinggi. Ini amat penting dalam industri minyak dan gas untuk komponen seperti mata gerudi dan pemutar lumpur.
Faedah Teknikal dalam Persekitaran Melampau
Penggunaan serbuk aloi berasaskan kobalt menawarkan beberapa kelebihan yang tidak boleh dirunding untuk industri berat. Faedah ini berpunca daripada interaksi unik antara matriks kobalt dan karbida tersebar.
- Kekuatan Suhu Tinggi: Tidak seperti kebanyakan aloi berasaskan besi, aloi kobalt mengekalkan kekerasan dan integriti strukturnya pada suhu melebihi 600°C (1112°F).
- Rintangan Galling: Pekali geseran rendah yang wujud dalam aloi ini menghalang perebutan logam ke logam, walaupun dalam keadaan tidak dilincirkan.
- Biokeserasian: Gred tertentu serbuk kobalt-kromium digunakan dalam implan perubatan kerana ketahanannya terhadap cecair badan dan sifat haus yang sangat baik dalam sendi.
- Sifat Magnetik: Pangkalan kobalt menyediakan ciri magnet khusus yang boleh dimanfaatkan dalam peralatan penderiaan elektronik dan aeroangkasa khusus.
Mengoptimumkan Parameter Pemprosesan untuk Hasil Unggul
Untuk mencapai hasil terbaik apabila bekerja dengan serbuk aloi berasaskan kobalt, pengendali mesti menentukur peralatan mereka dengan teliti. Dalam proses berasaskan laser, ketumpatan tenaga mesti seimbang untuk memastikan peleburan penuh serbuk tanpa menyebabkan pengewapan berlebihan unsur pengaloian yang lebih ringan. Memanaskan awal substrat selalunya disyorkan untuk mengurangkan kadar penyejukan, yang meminimumkan risiko keretakan mikro akibat tekanan haba. Tambahan pula, mengekalkan persekitaran gas yang kering dan lengai (seperti Argon) semasa pemprosesan adalah penting untuk mengelakkan pengambilan oksigen, yang boleh merendahkan sifat mekanikal lapisan siap.
