Fundição reforçada com haste TIC de alta resistência

Vantagens de desempenho de peças de haste composta de carboneto de titânio de alto-cromo

As hastes compostas de carboneto de titânio de alto-cromo são fundidas compostas formadas por fases rígidas de dispersão uniforme de titânio (TIC) em uma matriz de liga de alto cromo. Suas vantagens de desempenho decorrem da complementaridade sinérgica entre a alta resistência e a resistência à corrosão das ligas de alto-cromo e a alta dureza e resistência ao desgaste do carboneto de titânio. Eles são particularmente adequados para condições de trabalho severas envolvendo desgaste, corrosão e cargas de impacto. Abaixo está uma análise detalhada de suas vantagens principais de desempenho de elenco:

I. Resistência excepcional ao desgaste: balanceamento 'resistência ao desgaste dura ' e 'Impacto Descarga Resistência '

Como a vantagem central das peças fundidas resistentes ao desgaste, as hastes compostas de carboneto de titânio de alto cromo abordam os pontos de dor dos materiais tradicionais resistentes ao desgaste-'duros, mas quebradiços' ou '' Hard, mas não resistente a desgaste '-através de um design estrutural que combina ' fases duras + forte matriz ':

Resistência ao desgaste acionada por dureza de fases duras: o carboneto de titânio (TIC), como a fase primária resistente ao desgaste, tem uma dureza MOHS de 9 a 9,5. Disperso uniformemente como partículas do tamanho de mícrons na fundição, forma uma 'barreira rígida resistente ao desgaste '. Quando expostos a condições de trabalho, como moagem de minério, limpeza de metal e impacto de partículas, o TIC resiste diretamente ao corte e extrusão de meios abrasivos. Sua resistência ao desgaste é de 2 a 4 vezes a do ferro fundido de alto-cromo alto (por exemplo, série CR15), aproximando-se do nível de resistência ao desgaste dos materiais de carboneto de titânio puro.

Resistência ao impacto garantida pela matriz de alto cromo: a matriz de liga de alto cromo (normalmente contendo 12% a 20% de Cr) forma uma estrutura de martensita + carboneto após o tratamento térmico, exibindo alta resistência (resistência à tração ≥ 800 MPa) e uma boa resistência (resistência ao impacto ≥ 15 J/cm²). Quando a fundição é submetida a cargas de impacto (por exemplo, queda de material, vibração do equipamento), a matriz pode absorver a energia de impacto, impedindo que a fase dura do tique caia devido à fratura quebradiça. Comparado com as peças fundidas puras (propensas a lascas) ou peças de desgaste de cerâmica (baixa resistência ao impacto), é mais adaptável a cenários complexos com 'desgaste e impacto ' (por exemplo, martelos trituradores, lineadores de tubos transportadores).

Ii. Excelente resistência à corrosão: adaptação a ambientes severos com múltiplos mídias

As próprias ligas de alto-cromo são materiais clássicos resistentes à corrosão, e a inércia química do TIC aumenta ainda mais a resistência à corrosão de peças fundidas compostas, tornando-as adequadas para condições de trabalho resistentes ao desgaste envolvendo meios corrosivos:

Proteção de passivação da matriz de alto cromo: em ar, água ou meios fracamente corrosivos (por exemplo, águas residuais contendo enxofre, polpa de minério fracamente ácida), a liga de alto cromo forma rapidamente um denso filme de passivação cr₂o₃ em sua superfície, oxidação ou a corrosão mais densa do matricial. Mesmo que o filme de passivação esteja danificado localmente, os elementos de CR podem difundi -lo e repará -lo rapidamente para manter a resistência à corrosão.

Aumento da resistência à corrosão pela inércia do TIC: o TIC é inerte para a maioria dos metais ferrosos (por exemplo, aço carbono, aço inoxidável), ligas não ferrosas (por exemplo, alumínio, cobre) e a maioria dos ácidos e alcalos (exceto fortes acidos como ácido nítrico concentrado), e não reagiram com meios corrosivos. Em peças peças compostas, a distribuição dispersa do TIC não apenas não danifica o filme de passivação da matriz, mas também reduz a área de contato entre o meio corrosivo e a matriz, diminuindo ainda mais a taxa de corrosão. Sua resistência à corrosão é 30% a 50% maior que a do ferro fundido de alto-cromo alto, tornando aplicável a cenários de desgaste com corrosão, como processamento de minério costeiro e tratamento de resíduos de resíduos químicos.

Iii. Boa estabilidade de alta temperatura: suportando condições de desgaste de médio a alta temperatura

Comparado com a maioria dos materiais orgânicos resistentes ao desgaste ou peças de desgaste de baixa liga, as hastes compostas de carboneto de titânio de alto cromo têm vantagens significativas no desempenho de alta temperatura e podem se adaptar a ambientes de desgaste de alta a alta temperatura (300-800 ° C), como revestimentos de equipamentos de sinterização e componentes de convegação de lesões a quente:

Retenção de dureza de alta temperatura do TIC: O carboneto de titânio tem um ponto de fusão de até 3140 ° C e dificilmente suaviza abaixo de 800 ° C. Sua dureza de alta temperatura (HRA ≥ 85) diminui apenas 5% a 8% em comparação com a dureza à temperatura ambiente, permitindo que ele resista continuamente à erosão do meio abrasivo a altas temperaturas. Em contraste, o ferro fundido comum de alto-cromo sofre um declínio acentuado na resistência ao desgaste (perda de dureza superior a 30%) devido ao amolecimento da matriz acima de 500 ° C.

Resistência a oxidação de alta temperatura da matriz de alto-cromo: os elementos de Cr na matriz de alto-cromo formam um filme de óxido composto mais estável Cr₂O₃ + TiO₂ em altas temperaturas (TiO₂ gerado pela oxidação TIC sinerge com o CR₂O₃ para formar uma estrutura densa). Este filme impede que o oxigênio se difunda no interior da fundição, evitando o espalhamento oxidativo de alta temperatura da matriz e garantindo integridade estrutural sob condições de trabalho de alta temperatura.

4. Boa adaptabilidade do processo de fundição e estabilidade dimensional

Embora a estrutura composta de hastes de carboneto de titânio de alto cromo contenha fases de alta resistência, elas ainda exibem boa castabilidade, e as peças fundidas têm excelente precisão dimensional e estabilidade de serviço após a formação:

Compatibilidade com processos de fundição: ajustando o tamanho das partículas do TIC (geralmente de 5 a 50 μm) e adicionando elementos de terra rara (por exemplo, CE, LA) para melhorar a molhabilidade, processos convencionais como fundição de areia e fundição centrífuga podem ser usados ​​para produção. As peças fundidas podem ser fabricadas em várias formas, como hastes, tubos e placas para atender aos requisitos de instalação de diferentes equipamentos (por exemplo, rolos de moinho de carvão, parafusos de transmissão).

Resistência a baixa retração e deformação: a diferença no coeficiente de expansão térmica entre o TIC (7,4 × 10⁻⁶/° C) e a matriz de alto-cromo (11–13 × 10⁻⁶/° C) é pequena, portanto, são menores rachaduras causadas pelo estresse térmico durante o processo de refrigeração. Ao mesmo tempo, a taxa de expansão térmica de peças fundidas compostas é estável da temperatura ambiente a altas temperaturas (≤ 12 × 10⁻⁶/° C), e nenhuma deformação dimensional ocorre devido a flutuações de temperatura durante o serviço, garantindo a precisão do ajuste com equipamentos (por exemplo, posições de rolamento, superfícies de vedação).

V. Longa vida e economia de serviço: reduzindo custos abrangentes de uso

De uma perspectiva de ciclo de vida inteira, as vantagens de desempenho de hastes compostas de carboneto de titânio de alto cromo são diretamente traduzidas em benefícios econômicos:

Vida de serviço ultra-longa: confiando em desempenho abrangente, incluindo 'Resistência ao desgaste + Resistência à Corrosão + Resistência ao Impacto ', a vida útil dessas peças fundidas é geralmente 2-3 vezes a das peças de ferro fundido de alto-cromo alto e 4-6 vezes o de peças de aço com alto teor de manguana. Isso reduz a frequência de desligamentos do equipamento para substituição de peças sobressalentes (por exemplo, para martelos de britagem de minas, o ciclo de substituição pode ser estendido de 1 a 2 meses para 6 a 12 meses).

Custos de baixo manutenção e reposição: embora o custo inicial de compra seja maior que o dos materiais comuns resistentes ao desgaste, o custo abrangente de uso por unidade de tempo (incluindo compra, instalação e perdas de tempo de inatividade) pode ser reduzido em 40% a 60% devido à vida útil prolongada e manutenção reduzida de falhas. Eles são especialmente adequados para as principais partes de desgaste de grandes equipamentos industriais (por exemplo, moinhos verticais de cimento, fábricas de rolamento metalúrgico).

Em resumo, as vantagens de desempenho das fundições de hastes compostas de carboneto de titânio de alto cromo se concentram na 'otimização sinérgica de várias propriedades '. Eles não apenas mantêm a extrema resistência ao desgaste do carboneto de titânio, mas também compensam as deficiências de resistência à fragilidade e da resistência à corrosão de materiais difíceis através da matriz de alto-cromo, enquanto equilibra a fundibilidade e a economia. Eles são as peças fundidas preferidas resistentes ao desgaste em indústrias como mineração, materiais de construção, metalurgia e engenharia química para cenários com 'alto desgaste e condições de trabalho complexas'.