Какви са механизмите за износване на частите за износване на карбид?

Частите за износване на карбиди се използват широко в различни индустрии поради отличната си твърдост, устойчивост на износване и стабилност на високотемпературата. Като доставчик на части за носене на карбиди, разбирането на механизмите за износване на тези части е от решаващо значение за предоставянето на висококачествени продукти и задоволяване на разнообразните нужди на нашите клиенти. В този блог ще изследваме различните механизми за износване на части за носене на карбиди и как те могат да повлияят на производителността и живота на тези компоненти.

Абразивно износване

Абразивното износване е един от най -често срещаните механизми за износване, срещани в части за износване на карбиди. Той възниква, когато твърди частици или несъответствия върху плъзгане на контрафейс или ролка по повърхността на карбида, причинявайки отстраняване на материала. Този тип износване може да бъде допълнително класифицирано в две категории: абразивно износване с две тела и три тяло.

• Абразивно износване с две тяло: В абразивно износване с две тела твърдите частици са директно в контакт с повърхността на частта за износване на карбида. Това може да се случи, когато карбидът се използва в приложения, при които се плъзга срещу груб или абразивен материал, например в минното дело, строителството или металообработването. Например, при миньорска операция, битовете на свредлото на карбидите могат да изпитат абразивно износване с две тела, докато проникват през твърди скални образувания. Острите ръбове на скалните частици могат да надраскат и премахнат материала от повърхността на бита на свредлото, като постепенно намаляват ефективността на рязането и живота си.
• Абразивно износване с три тялото: Абразивно износване с три тела възниква, когато твърдите частици са хванати между частта от носене на карбид и контрафейса. Тези частици могат да действат като абразиви, причинявайки износване и на двете повърхности. Този тип износване обикновено се наблюдава при приложения, при които карбидът е изложен на суспензия или смес от частици, например в помпи, клапани или шлифовъчно оборудване. Например, при суспензия помпа, работното колело на карбида може да изпита абразивно износване с три тела, докато се върти в смес от вода и абразивни частици. Частиците могат да се хванат в капан между работното колело и корпуса на помпата, причинявайки и двата компонента да се износват с течение на времето.

За да се смекчи абразивното износване, е важно да изберете подходящия клас и състав на карбида въз основа на специфичните изисквания за приложение. Карбидите с по -висока твърдост и здравина обикновено са по -устойчиви на абразивно износване. Освен това, повърхностните обработки като покрития или топлинни обработки могат да се прилагат за подобряване на устойчивостта на износване на частите за износване на карбида. Например, диамантеното въглеродно покритие (DLC) може да осигури твърда и гладка повърхност, която намалява триенето и износването.

Лепило износване

Лепилото износване възниква, когато две повърхности в контакт изпитат локално свързване и последващ трансфер на материали. Това може да се случи, когато частта за износване на карбида и контрафейса са в тесен контакт при високо налягане и относително движение. Свързването между повърхностите може да се дължи на фактори като грапавост на повърхността, химическа реактивност или температура.

• Студено заваряване и трансфер на материали: На микроскопично ниво, аспериите на повърхностите на карбида и контрафейса могат да влязат в контакт и да образуват малки заварки. След това тези заварки могат да се счупят по време на относително движение, което води до прехвърляне на материал от едната повърхност на другата. Този процес е известен като студено заваряване. Например, при операция за образуване на метал, матрицата на карбида може да изпита лепило, когато влиза в контакт с металния детайл. Високото налягане и триене могат да причинят прилепването на метала към повърхността на матрицата, което води до трансфер и износване на материали.
• Fretting Near: Fretting Near е специален тип лепило, което се случва, когато две повърхности са подложени на малки колебателни движения. Това може да се случи в приложения, при които частта за износване на карбида е подложена на вибрации или динамично натоварване, като например в автомобилни двигатели или аерокосмически компоненти. Малките относителни движения между повърхностите могат да причинят окисляване, пренос на материали и увреждане на повърхността. Например, в карбуратор, клапанът на иглата на карбид може да изпита износване поради вибрациите, генерирани от двигателя. Постоянното триене между клапана на иглата и седалката може да причини загуба на материал и да повлияе на работата на карбуратора.

За да се предотврати износване на лепилото, е важно да се намали контактното налягане и триенето между повърхностите. Това може да се постигне чрез използване на смазочни материали или антимирични покрития. Смазаните могат да образуват тънък филм между повърхностите, като намаляват директния контакт и предотвратяват студеното заваряване. Анти-френционните покрития, като молибден дисулфид (MOS2) или политетрафлуоретилен (PTFE), могат да осигурят повърхност с ниско триене, която намалява износването и подобрява работата на частите за износване на карбида.

Корозивно износване

Корозивното износване възниква, когато частта за износване на карбида е изложена на корозивна среда, като химичен разтвор или влажна атмосфера. Комбинацията от корозия и износване може да ускори загубата на материал и да намали живота на частта от носенето на карбид.

• Химическа корозия: Химическата корозия е резултат от химическа реакция между карбида и корозивната среда. Това може да доведе до разтваряне или образуване на корозионни продукти на повърхността му. Например, в инсталация за химическа преработка, карбидните клапани могат да бъдат изложени на кисели или алкални разтвори. Химическата реакция между карбида и разтвора може да доведе до корозира на повърхността на клапана, което води до копаене, напукване и загуба на материал.
• Ерозия-корозия: Ерозионната корозия е комбинация от ерозия и корозия. Той възниква, когато абразивните частици в потока на течността причиняват механично износване на повърхността на карбида, докато корозивната среда атакува откритата повърхност. Този тип износване обикновено се наблюдава при приложения като тръбопроводи, помпи и турбини. Например, в завод за обезсоляване на морска вода, дюзите с карбид могат да изпитат ерозия-корозия поради притока на висока скорост на морска вода, съдържащ абразивни частици. Абразивните частици могат да ерозират повърхността на дюзата, докато солената вода може да причини корозия, което води до бърза загуба на материал.

За да се защити частите за износване на карбидите от корозивно износване, е важно да се избере клас на карбид, който е устойчив на специфичната корозивна среда. Карбидите с високо съдържание на хром или никел обикновено са по -устойчиви на корозия. Освен това могат да се прилагат повърхностни покрития или облицовки, за да се осигури бариера между карбида и корозивната среда. Например, керамичното покритие може да осигури отлична устойчивост на корозия и защита от износване.

Износване на умора

Износването на умора възниква, когато частта за износване на карбида е подложена на циклично натоварване, като повторен стрес или щам. Това може да доведе до развитието на материала и в крайна сметка да се провали. Износването на умора обикновено се наблюдава при приложения, при които карбидът се използва във високоскоростна или високо напрежение, например в инструменти за рязане, лагери или зъбни колела.

• Повърхностна умора: Повърхностната умора възниква, когато цикличното натоварване причинява иницииране на пукнатини и разпространение на повърхността на частта за износване на карбида. След това тези пукнатини могат да растат и да доведат до разпръскване на материала, което води до увреждане на повърхността и износване. Например, при лагер с топка, карбидните топки могат да изпитат повърхностна умора поради многократния търкалящ се контакт с пистата. Цикличното напрежение може да причини повърхността на топките да развиват микропукнатини, което в крайна сметка може да доведе до образуването на ями и разпръскване.
• Подземна умора: Подземната умора възниква, когато цикличното натоварване причинява иницииране на пукнатини и разпространение под повърхността на частта за износване на карбида. След това тези пукнатини могат да растат и да доведат до неуспех на материала отвътре навън. Този тип износване на умора е по -труден за откриване и може да доведе до внезапна и катастрофална недостатъчност. Например, в инструмент за рязане на карбид може да се случи подземната умора поради концентрацията на висок стрес в режещия ръб. Цикличното натоварване по време на рязане може да доведе до развитието на материала под повърхността, което в крайна сметка може да доведе до счупване на инструмента.

За да се предотврати износване на умора, е важно да се проектират части за износване на карбида, за да издържат на очакваното циклично натоварване. Това може да включва оптимизиране на геометрията, свойствата на материала и повърхностното покритие на частите. Освен това може да се приложи подходяща обработка на топлината и повърхностни обработки за подобряване на устойчивостта на умора на карбида. Например, изстрелването на изстрел може да въведе компресивни остатъчни напрежения върху повърхността на карбида, което може да помогне за предотвратяване на иницииране и разпространение на пукнатина.

Заключение

Разбирането на механизмите за износване на частите за износване на карбидите е от съществено значение за избора на подходящи материали, проектиране на ефективни решения и осигуряване на дългосрочната ефективност на тези компоненти. Като доставчик на части за носене на карбиди ние се ангажираме да предоставим на нашите клиенти продукти с висококачествени продукти, които са проектирани да издържат на различните механизми за износване, срещани в различни приложения.

Независимо дали търситеКарбидна втулка,Съвети за карбид за железопътни зъбни зъбци, илиКупа с карбид, Имаме опит и опит, за да отговорим на вашите специфични изисквания. Нашият екип от инженери и техници могат да работят с вас, за да изберат правилния клас на карбид, да проектират оптималната геометрия на частта и да прилагат съответните повърхностни обработки, за да гарантират максимална устойчивост на износване и производителност.

Ако се интересувате да научите повече за нашите части за носене на карбид или имате предвид конкретно приложение, моля, не се колебайте да се свържете с нас. Очакваме с нетърпение да обсъдим вашите нужди и да ви предоставим най -добрите решения за вашите проблеми с носенето.

ЛИТЕРАТУРА

• ASTM International. (2019). Стандартна терминология, свързана с износване и ерозия. ASTM G40 - 19.
• Фини, И. (1995). Ерозия на повърхностите от твърди частици. Износване, 186 - 187, 233 - 241.
• Lim, SC, & Ashby, MF (1987). Карти на механизма за износване. Acta Metallurgica, 35 (1), 1 - 24.
• Suh, NP (1973). Носене на материали. Износване, 25 (1), 111 - 124.