Koji su mehanizmi habanja dijelova nošenja karbida?

Dijelovi nošenja karbida naširoko se koriste u raznim industrijama zbog izvrsne tvrdoće, otpornosti na habanje i stabilnosti visoke temperature. Kao dobavljač dijelova karbida, razumijevanje mehanizama trošenja ovih dijelova ključno je za pružanje visokokvalitetnih proizvoda i zadovoljavanje različitih potreba naših kupaca. U ovom ćemo blogu istražiti različite mehanizme habanja dijelova nošenja karbida i kako oni mogu utjecati na performanse i životni vijek ovih komponenti.

Abrazivno habanje

Abrazivno trošenje jedan je od najčešćih mehanizama trošenja u dijelovima nošenja karbida. Javlja se kada tvrde čestice ili usavršavanja na klizaču na sulenu ili prevrću po površini karbida, uzrokujući uklanjanje materijala. Ova vrsta habanja može se dalje klasificirati u dvije kategorije: abrazivno trošenje s dva tijela i trostrukog tijela.

• Abrazivno trošenje s dva tijela: U abrazivnom trošenju s dva tijela, tvrde čestice su izravno u kontaktu s površinom dijela trošenja karbida. To se može dogoditi kada se karbid koristi u aplikacijama gdje klizi po grubom ili abrazivnom materijalu, poput rudarstva, konstrukcije ili obrade metala. Na primjer, u rudarskoj operaciji, komadići za bušenje karbida mogu doživjeti abrazivno trošenje s dva tijela dok prodiru kroz tvrde stijene. Oštri rubovi čestica stijena mogu ogrebati i ukloniti materijal s površine bita bušilice, postupno smanjujući njegovu učinkovitost rezanja i životni vijek.
• Abrazivno trošenje s tri tijela: Abrazivno trošenje trostrukog tijela nastaje kada su tvrde čestice zarobljene između dijela trošenja karbida i brojača. Te čestice mogu djelovati kao abrazivi, uzrokujući habanje na obje površine. Ova vrsta habanja obično se primjećuje u aplikacijama gdje je karbid izložen suspenziji ili mješavini čestica, poput pumpi, ventila ili opreme za mljevenje. Na primjer, u pumpi za kaša, rotor karbida može doživjeti trostruko abrazivno trošenje dok se okreće u mješavini vode i abrazivnih čestica. Čestice se mogu zarobiti između rotora i kućišta pumpe, zbog čega se obje komponente s vremenom istroše.

Za ublažavanje abrazivnog trošenja važno je odabrati odgovarajuću klasu i sastav karbida na temelju specifičnih zahtjeva za primjenu. Karbidi s većom tvrdoćom i žilavošću općenito su otporniji na abrazivno trošenje. Uz to, površinski tretmani kao što su premazi ili toplinski tretmani mogu se primijeniti kako bi se poboljšala otpornost na habanje dijelova trošenja karbida. Na primjer, dijamantski premaz ugljika (DLC) može pružiti tvrdu i glatku površinu koja smanjuje trenje i trošenje.

Ljepilo

Ljepljivo trošenje nastaje kada dvije površine u kontaktu doživljavaju lokalno povezivanje i naknadni prijenos materijala. To se može dogoditi kada je dio nošenja karbida i brojač u tijeku pod visokim tlakom i relativnom pokretom. Vezanje između površina može biti posljedica faktora kao što su hrapavost površine, kemijska reaktivnost ili temperatura.

• Hladno zavarivanje i prijenos materijala: Na mikroskopskoj razini, asperitete na površinama karbida i kontraface mogu doći u kontakt i formirati male zavare. Ovi se zavari mogu razbiti tijekom relativnog pokreta, uzrokujući da se materijal prenosi s jedne površine na drugu. Ovaj je postupak poznat kao hladno zavarivanje. Na primjer, u operaciji oblikovanja metala, karbid die može doživjeti ljepljivo trošenje jer dolazi u kontakt s metalnim obrađenjem. Visoki tlak i trenje mogu uzrokovati da se metal pridržava površine matrice, što dovodi do prijenosa i habanja materijala.
• Nošenje: Fretting habanje je posebna vrsta ljepljivog trošenja koja se događa kada su dvije površine podvrgnute malim oscilatornim pokretima. To se može dogoditi u aplikacijama gdje je dio nošenja karbida podvrgnut vibracijama ili dinamičnom opterećenju, kao što su u automobilskim motorima ili zrakoplovnim komponentama. Mali relativni pokreti između površina mogu uzrokovati oksidaciju, prijenos materijala i oštećenja površine. Na primjer, u rasplinjaču, ventil za igle s karbidom može doživjeti trošenje zbog vibracija koje generira motor. Stalno trljanje između ventila igle i sjedala može uzrokovati gubitak materijala i utjecati na performanse rasplinjača.

Kako bi se spriječilo ljepljivo trošenje, važno je smanjiti kontaktni tlak i trenje između površina. To se može postići korištenjem maziva ili premaza protiv trenja. Podmanti mogu formirati tanki film između površina, smanjujući izravni kontakt i sprječavajući hladno zavarivanje. Prevlaci protiv trenja, kao što su molibdenski disulfid (MOS2) ili politetrafluoroetilen (PTFE), mogu osigurati površinu niskog trena koja smanjuje habanje i poboljšava performanse dijelova nošenja karbida.

Korozivno habanje

Korozivno trošenje nastaje kada je dio nošenja karbida izložen korozivnom okruženju, poput kemijske otopine ili vlažne atmosfere. Kombinacija korozije i habanja može ubrzati gubitak materijala i smanjiti životni vijek dijela nošenja karbida.

• Kemijska korozija: Kemijska korozija rezultat je kemijske reakcije između karbida i korozivnog medija. To može uzrokovati da se karbid otopi ili formira korozijske proizvode na njegovoj površini. Na primjer, u postrojenju za kemijsku preradu karbidni ventili mogu biti izloženi kiselim ili alkalnim otopinama. Kemijska reakcija između karbida i otopine može uzrokovati da površina ventila korodira, što dovodi do grickanja, pucanja i gubitka materijala.
• Korozija erozije: Erozija-korozija je kombinacija erozije i korozije. Nastaje kada abrazivne čestice u protoku tekućine uzrokuju mehaničko trošenje na površini karbida, dok korozivni medij napada izloženu površinu. Ova vrsta habanja obično se primjećuje u aplikacijama kao što su cjevovodi, pumpe i turbine. Na primjer, u postrojenju za desalinizaciju morske vode, mlaznice karbida mogu osjetiti koroziju erozije zbog protoka velike brzine morske vode koja sadrži abrazivne čestice. Abrazivne čestice mogu narušiti površinu mlaznice, dok slana voda može uzrokovati koroziju, što dovodi do brzog gubitka materijala.

Da biste zaštitili dijelove nošenja karbida od korozivnog trošenja, važno je odabrati klasu karbida koji je otporan na specifično korozivno okruženje. Karbidi s visokim sadržajem kroma ili nikla općenito su otporniji na koroziju. Uz to, površinski premazi ili obloge mogu se primijeniti kako bi se osigurala barijera između karbida i korozivnog medija. Na primjer, keramički premaz može pružiti izvrsnu otpornost na koroziju i zaštitu nošenja.

Trošenje umor

Nošenje umora događa se kada je dio nošenja karbida podvrgnut cikličkom opterećenju, poput ponovljenog naprezanja ili naprezanja. To može uzrokovati da materijal razvije pukotine i na kraju ne uspije. Nošenje umora obično se primjećuje u aplikacijama gdje se karbid koristi u okruženjima velike brzine ili visokog stresa, poput alata za rezanje, ležajeva ili zupčanika.

• Površinski umor: Površinski umor nastaje kada cikličko opterećenje uzrokuje pokretanje i širenje pukotina na površini dijela trošenja karbida. Ove pukotine tada mogu rasti i uzrokovati da se materijal opusti, što dovodi do oštećenja površine i habanja. Na primjer, u kugličnom ležaju, kuglice karbida mogu doživjeti površinski umor zbog ponovljenog kontakta kotrljanja s Racewayom. Ciklički stres može uzrokovati da površina kuglica razvije mikrokeke, što na kraju može dovesti do stvaranja jama i pljuskanja.
• Podzemna umor: Podzemni umor nastaje kada cikličko opterećenje uzrokuje pokretanje pukotina i širenja ispod površine dijela trošenja karbida. Ove pukotine tada mogu rasti i uzrokovati da materijal ne uspije iznutra. Ovu vrstu trošenja umora teže je otkriti i može dovesti do iznenadnog i katastrofalnog neuspjeha. Na primjer, u alatu za rezanje karbida, podzemna umor može se pojaviti zbog koncentracije visokog stresa na vrhunskom rubu. Ciklično opterećenje tijekom rezanja može uzrokovati da materijal ispod površine razvije pukotine, što na kraju može dovesti do prekida alata.

Da bi se spriječilo trošenje umora, važno je dizajnirati dijelove nošenja karbida kako bi izdržali očekivano cikličko opterećenje. To može uključivati optimiziranje geometrije, svojstava materijala i površinskog završnog dijela dijelova. Uz to, mogu se primijeniti pravilna toplinska obrada i površinski tretmani za poboljšanje otpornosti na zamor karbida. Na primjer, pucanj može uvesti preostale naprezanja na površini karbida, što može pomoći u sprječavanju pokretanja pukotina i širenja.

Zaključak

Razumijevanje mehanizama habanja dijelova nošenja karbida ključno je za odabir odgovarajućih materijala, dizajniranje učinkovitih rješenja i osiguranje dugoročnih performansi ovih komponenti. Kao dobavljač dijelova karbida, posvećeni smo pružanju našim kupcima visokokvalitetne proizvode koji su dizajnirani tako da izdrže različite mehanizme trošenja u različitim aplikacijama.

Bilo da tražiteKarabidna nosač,,Karbidni savjeti za željeznički tamping zupčanika, iliZdjela s karbidom, imamo stručnost i iskustvo kako bismo ispunili vaše specifične zahtjeve. Naš tim inženjera i tehničara može raditi s vama kako bi odabrao pravu ocjenu karbida, dizajnirao optimalnu geometriju dijela i primijeniti odgovarajuće površinske tretmane kako bi se osigurao maksimalni otpor i performanse.

Ako ste zainteresirani da saznate više o našim dijelovima nošenja karbida ili imate na umu određenu aplikaciju, ne ustručavajte se kontaktirati nas. Radujemo se što ćemo raspravljati o vašim potrebama i pružanju najboljih rješenja za vaše probleme s habanjem.

Reference

• ASTM International. (2019). Standardna terminologija koja se odnosi na habanje i eroziju. ASTM G40 - 19.
• Finnie, I. (1995). Erozija površina čvrstim česticama. Wering, 186 - 187, 233 - 241.
• Lim, SC, & Ashby, MF (1987). Karte nošenja mehanizma. Acta Metallurgica, 35 (1), 1 - 24.
• Suh, NP (1973). Nošenje materijala. Nošenje, 25 (1), 111 - 124.