1. Bu Açıklama Ne Anlama Geliyor?
-
Bor Karbür (B₄C): Bu, ana bileşendir. Bor karbür, elmas ve kübik bor nitrürden sonra bilinen en sert malzemelerden biridir. Mohs sertliği 9 ile 10 arasındadır. Bu aşırı sertlik, kaynak dolgusuna temel özelliğini kazandırır: olağanüstü aşınma direnci . -
80#: Bu, telin içine dahil edilmeden önce bor karbür aşındırıcı parçacıklarının tane boyutunu gösterir . “#” ABD Mesh boyut standardını ifade eder. 80 Mesh tane boyutu, yaklaşık 180 mikron (0,007 inç) ortalama parçacık boyutuna karşılık gelir. Bu, pürüzsüz bir yüzeyden ziyade şiddetli aşınma direncine uygun, nispeten kaba bir tane boyutudur. -
Özlü Kaynak Teli (FCAW): Bu, dağıtım sistemidir. İçinde toz (“özlü kaynak teli”) bulunan metal bir tüptür (“kılıf”). Bu durumda, toz özlü kaynak teli, diğer eritici maddelerle karıştırılmış bor karbür parçacıklarından oluşur.
2. Amaç ve Uygulama
-
Aşırı Aşınma Direnci: Bu, birincil işlevidir. Kaynak katmanı, inanılmaz derecede sert B₄C parçacıklarının sert bir metal matrisine (genellikle demir bazlı) gömüldüğü kompozit bir malzeme haline gelir. -
İyi Yağlama Özelliği: Bor karbür, belirli koşullar altında kendi kendini yağlama özelliğine sahiptir. -
Nötron Soğurması: B₄C güçlü bir nötron soğurucudur, ancak sert yüzey kaplamasında kullanılmasının nedeni nadiren budur; asıl etken aşınma direncidir.
-
Madencilik ve Mineral İşleme: Sondaj uçları, kırıcı silindirler, öğütücü çekiçler, bulamaç pompası çarkları ve yüksek derecede aşındırıcı cevherleri işleyen konveyör vidaları. -
İnşaat: Ekskavatör dişleri, buldozer bıçak kenarları, tünel açma makineleri için kesici başlıklar. -
Tarım: Kumlu veya kayalık topraklarda kullanılan pulluk uçları, toprak işleme aletleri.
3. Çalışma Prensibi: Kaynak İşlemi
-
Kaynak: Özlü tel, kaynak arkına sürekli olarak beslenir (FCAW veya SAW – Tozaltı Ark Kaynağı gibi bir işlem). -
Erime: Dış metal kılıf eriyerek kaynak havuzunun matrisini oluşturur. Akı çekirdeği, erimiş metali havadan korumak için koruyucu bir gaz kalkanı ve cüruf oluşturur. -
Parçacık Katılımı: Çekirdekteki bor karbür parçacıkları kaynak havuzuna salınır. Son derece yüksek erime noktaları (2400°C’nin üzerinde) nedeniyle erimezler . Bunun yerine katı parçacıklar halinde kalırlar. -
Katılaşma: Kaynak havuzu katılaşarak sert B₄C parçacıklarını daha dayanıklı ve daha esnek metal matrisin içine hapseder. Sonuç olarak, parçanın yüzeyinde metal matris kompozit (MMC) bir tabaka oluşur.
4. Kritik Hususlar ve Zorluklar
-
Kaynak İşleminde Aşırı Zorluk: Bor karbür demirle reaksiyona girer. Ark sıcaklıklarında çözünerek son derece sert ancak çok kırılgan olan demir borürler oluşturabilir. Bu durum şunlara yol açabilir: -
Yüksek Çatlak Hassasiyeti: Kaynak birikintisi, yüksek artık gerilimler ve kırılganlık nedeniyle çatlamaya eğilimlidir. Ön ısıtma ve ara katman sıcaklığının sıkı kontrolü kesinlikle kritiktir . -
Uzmanlık Gerektirir: Bu, acemi bir kaynakçı için uygun bir tel değildir. Kırılgan malzemelerin sert yüzey kaplaması prosedürlerini anlayan, son derece yetenekli operatörler gerektirir.
-
-
Sınırlı Stok: Standart, yaygın sert yüzey kaplama telleri krom karbür veya tungsten karbür kullanır. Bor karbür teller niş, özel bir üründür. Muhtemelen genel kaynak tedarikçileriyle değil, özel sert yüzey kaplama teli üreticileriyle iletişime geçmeniz gerekecektir. -
Maliyet: Bor karbür pahalı bir malzemedir. Bu tel, standart sert yüzey kaplama alaşımlarına göre önemli ölçüde daha pahalı olacaktır. -
İşlenebilirlik: Son kaynak birikintisi geleneksel aletlerle işlenemez . Sadece elmas veya kübik bor nitrür (CBN) taşlama diskleriyle taşlama yapılarak tamamlanabilir.
5. Alternatif Sert Yüzey Kaplama Telleriyle Karşılaştırma
|
|
|
|
|
|
|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Çözüm
-
Aşınma, maliyetini ve karmaşıklığını haklı çıkaracak kadar şiddetli mi? Sert yüzey kaplama işlerinin %90’ı için krom karbür veya tungsten karbür tel yeterli olacaktır ve uygulaması çok daha kolaydır. -
Çatlamayı önlemek için yeterli becerikli kaynakçıya ve sıkı prosedür kontrollerine (özellikle ön ısıtmaya) sahip miyim? Değilse, uygulama büyük olasılıkla başarısız olacaktır.