I. Негизги материалдык курамы
1. Катуу фаза: вольфрам карбиди (WC)
- Пропорция диапазону: 70–95%
- Негизги касиеттери: Викерс катуулугу ≥1400 HV менен, өтө жогорку катуулугун жана эскирүү туруктуулугун көрсөтөт.
- Дан өлчөмүнүн таасири:
- Кесек дан (3–8мкм): Шагыл же катуу катмарлар менен түзүлүштөр үчүн ылайыктуу, жогорку бекемдик жана сокку каршылык.
- Майда/Ультрафиндүү дан (0,2–2мкм): Кварц кумдук сыяктуу өтө абразивдүү түзүлүштөр үчүн идеалдуу күчөтүлгөн катуулук жана эскирүү туруктуулугу.
2. Байланыштыруучу фаза: Кобальт (Ко) же Никель (Ni)
- Пропорция диапазону: 5–30%, вольфрам карбидинин бөлүкчөлөрүн бириктирүү жана катуулукту камсыз кылуу үчүн "металл жабышчаак" катары иштейт.
- Түрлөрү жана мүнөздөмөлөрү:
- Кобальтка негизделген (Негизги тандоо):
- Артыкчылыктары: Жогорку температурада жогорку күч, жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жогорку комплекстүү механикалык касиеттери.
- Колдонуу: Көпчүлүк кадимки жана жогорку температурадагы түзүлүштөр (кобальт 400°Сден төмөн туруктуу бойдон калат).
- Никелге негизделген (Атайын талаптар):
- Артыкчылыктары: Коррозияга туруктуураак (H₂S, CO₂ жана жогорку туздуу бургулоо суюктуктарына туруктуу).
- Колдонмо: Кислоталуу газ кендери, деңиз платформалары жана башка коррозиялык чөйрөлөр.
- Кобальтка негизделген (Негизги тандоо):
3. Кошумчалар (микро деңгээлдеги оптималдаштыруу)
- Хром карбиди (Cr₃C₂): кычкылданууга каршылыкты жакшыртат жана жогорку температура шарттарында байланыштыруучу фаза жоготууларды азайтат.
- Тантал карбиди (ТаС)/Ниобий карбиди (NbC): Дандын өсүшүнө тоскоол болот жана жогорку температурада катуулугун жогорулатат.
II. Вольфрам карбиди Hardmetal тандоо себептери
| Performance | Артыкчылыктын сүрөттөлүшү |
|---|---|
| Аюуга каршылык | Катуулугу алмаздан кийин экинчи орунда турат, кварц күмү сыяктуу абразивдүү бөлүкчөлөрдүн эрозиясына туруктуу (кийүү ылдамдыгы болоттон 10+ эсе төмөн). |
| Таасирге каршылык | Кобальт/никель бириктиргич фазасынын бышыктыгы скважинанын термелүүсүнөн жана биттин секирүүсүнөн (айрыкча одоно бүртүкчөлүү + жогорку кобальттуу формулалар) фрагментациянын алдын алат. |
| Жогорку температуранын туруктуулугу | 300–500°C түбүндөгү тешиктин температурасын (кобальт негизиндеги эритмелерде ~500°C температуранын чеги бар) сактайт. |
| Коррозияга каршылык | Никелден жасалган эритмелер күкүрт камтыган бургулоо суюктуктарынан коррозияга туруштук берип, кислоталуу чөйрөдө кызмат мөөнөтүн узартат. |
| Эффективдүүлүк | Алмаз/куб бор нитридине караганда алда канча төмөн баада, кызмат мөөнөтү болот насадкаларына караганда 20–50 эсе көп, бул оптималдуу жалпы артыкчылыктарды сунуш кылат. |
III. Башка материалдар менен салыштыруу
| Материалдын түрү | Кемчиликтери | Колдонмо сценарийлери |
|---|---|---|
| Алмаз (PCD/PDC) | Жогорку морттук, начар сокку туруштук; өтө кымбат (~ вольфрам карбидине караганда 100 эсе). | Чачтар үчүн сейрек колдонулат; кээде экстремалдык абразивдүү эксперименталдык чөйрөлөрдө. |
| куб бор нитриди (PCBN) | Жакшы температурага туруктуулук, бирок аз катуулугу; кымбат. | Ультра терең жогорку температурадагы катуу түзүлүштөр (негизги эмес). |
| Керамика (Al₂O₃/Si₃N₄) | Жогорку катуулук, бирок олуттуу морттук; начар термикалык шок каршылык. | Лабораториялык текшерүү стадиясында, азырынча коммерциялык масштабда эмес. |
| Жогорку бышык болот | Жетишсиз эскирүү туруктуулугу, кыска кызмат мөөнөтү. | Төмөнкү бит же убактылуу альтернативалар. |
IV. Техникалык эволюция багыттары
1. Материалды оптималдаштыруу
- Нанокристаллдык вольфрам карбиди: Дан өлчөмү <200 нм, катуулугу катуулугун бузбастан 20% га жогорулады (мисалы, Sandvik Hyperion™ сериясы).
- Функционалдык даражалуу структура: Сопло бетиндеги жогорку катуулуктагы майда бүртүкчөлүү WC, жогорку бекемдиктеги одоно бүртүкчөлөр + жогорку кобальттуу өзөк, тең салмактуу эскирүү жана сынууга туруктуулук.
2. Бетти бекемдөө
- Алмаз каптоо (CVD): 2–5μm пленка бетинин катуулугун >6000 HV чейин көбөйтүп, иштөө мөөнөтүн 3–5x узартат (30%га кымбаттоо).
- Лазердик каптоо: WC-Co катмарлары локализацияланган эскирүүгө туруктуулукту күчөтүү үчүн соплолордун аялуу жерлерине жайгаштырылат.
3. Кошумча өндүрүш
- 3D басып чыгарылган вольфрам карбиди: Гидравликалык эффективдүүлүктү жогорулатуу үчүн татаал агым каналдарын (мисалы, Venturi структураларын) комплекстүү түзүүгө мүмкүндүк берет.
V. Материалды тандоонун негизги факторлору
| Иштөө шарттары | Материалдык сунуш |
|---|---|
| Абразивдүү түзүлүштөр | Майда/ультра дандуу WC + орточо төмөн кобальт (6–8%) |
| Таасирге/титирөөгө жакын бөлүмдөр | Оор дан WC + жогорку кобальт (10-13%) же сорттуу структурасы |
| Кислоталуу (H₂S/CO₂) чөйрөлөр | Никель негизиндеги бириктиргич + Cr₃C₂ кошумчасы |
| Ультра терең кудуктар (>150°C) | Кобальт негизиндеги эритме + TaC/NbC кошумчалары (жогорку температуранын күчү начар болсо, никельден качыңыз) |
| Наркты сезгич долбоорлор | Стандарттык орто дан WC + 9% кобальт |
Корутунду
- Базар үстөмдүгү: Вольфрам карбидинин катуу металлы (WC-Co/WC-Ni) дүйнөлүк бургулоочу штуцер базарларынын> 95% ын түзгөн абсолюттук негизги агым болуп саналат.
- Performance Core: WC дан өлчөмүн, кобальт/никель катышын жана кошумчаларды тууралоо аркылуу ар кандай формадагы кыйынчылыктарга көнүү.
- алмаштырылгыс: Эзүүгө туруктуулукту, бышыктыкты жана баасын тең салмактоо үчүн оптималдуу чечим бойдон калууда, эң алдыңкы технологиялар (нанокристализация, каптоо) анын колдонуу чектерин андан ары кеңейтет.
Посттун убактысы: 03-03-2025
