ما هي الطلاءات الخزفية المناسبة للفولاذ H13؟

إلى جانب Al₂O₃-TiO₂ وMo₂FeB₂، تشتمل مواد الطلاء الخزفية المناسبة للصلب H13 على Cr₃C₂-NiCr، WC-Co/WC-Ni، ZrO₂-Y₂O₃ (أكسيد الإيتريوم-أكسيد الزركونيوم المستقر)، TiAlN، وAl₂O₃-Cr₂O₃ الطلاءات المركبة. تتفوق هذه المواد في تطبيقات محددة مثل-مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل الشديدة، وحماية الحاجز الحراري، والتشكيل الدقيق، ويمكن مطابقتها وفقًا لمتطلبات التطبيقات المحددة.

I. الطلاءات الخزفية عالية الأداء الموصى بها- (مصنفة حسب الوظيفة)

1. Cr₃C₂-NiCr (سبائك كربيد الكروم-NiCr)

العملية المطبقة:-طلاء الحريق عالي السرعة (HVOF)

Core Advantages: Maintains excellent oxidation resistance above 650℃, far exceeding WC-Co. Excellent thermal fatigue resistance, bonding strength >70 ميجا باسكال، المسامية<1%. Strong corrosion resistance, suitable for sulfur- and chlorine-containing environments.

التطبيقات النموذجية: قوالب الصب على الساخن، ولفائف الصب المستمر، وقوالب الصب في قوالب ذات درجة حرارة عالية.

البيانات المقاسة: بعد الاستخدام في مصنع قطع غيار السيارات، زاد عمر الكلال الحراري للقالب من 3200 دورة إلى 9800 دورة.

السيناريوهات الموصى بها: دورة إنتاج-طويلة في ظل-صدمة حرارية عالية التردد وبيئات أكسدة ذات درجة حرارة عالية-.

2. WC-Co / WC-Ni (مرتكز على كربيد التنغستن-الكوبالت/النيكل-)

العملية المطبقة: HVOF أو رش اللهب الأسرع من الصوت

المزايا الأساسية:

صلابة تصل إلى 1300-1500 فولت عالي، ومقاومة التآكل أكثر من 5 أضعاف الركيزة الفولاذية H13.

يمكن لـ WC-Ni أن يحل محل WC-Co، مما يقلل الاعتماد على موارد الكوبالت ويحسن مقاومة التآكل.

Limitations: Easily oxidized at high temperatures (>600 درجة)، مما يتطلب التحكم في درجة حرارة التشغيل.

دعم الأبحاث: تعمل طلاءات WC-Ni المحضرة عن طريق ترسيب التفريغ الكهربائي في جامعة جيلين على تقليل معامل الاحتكاك بنسبة 40% وتقليل فقدان الوزن الناتج عن التآكل بنسبة 68%.

السيناريوهات الموصى بها: ظروف التآكل-الانزلاقية عالية الضغط، مثل-الشرائح واللكمات المصبوبة.

3. ZrO₂-Y₂O₃ (الإيتريوم-الزركونيا المستقرة)

العمليات المطبقة: رش البلازما (APS) أو ترسيب البخار الفيزيائي بشعاع الإلكترون (EB-PVD)

المزايا الأساسية:

موصلية حرارية منخفضة للغاية (1.2–2.0) مع تدرج في درجة الحرارة يبلغ W/m·K، فهي طبقة حاجز حراري مثالية. يمكن أن يقلل من تدرج درجة حرارة السطح للقوالب بأكثر من 30%، مما يبطئ بدء شقوق التعب الحراري. عند استخدامه مع طبقة ربط معدنية (مثل NiCrAlY)، فإنه يشكل بنية طبقة مزدوجة -. التطبيقات النموذجية: قوالب شفرات المحرك الهوائي-، قوالب العمل ذات درجات الحرارة العالية- الساخنة-. السيناريوهات الموصى بها: ظروف التدوير الحراري الشديدة التي تتطلب العزل الحراري والتبريد لقمع تركيز الإجهاد الحراري.

4. TiAlN (نيتريد الألومنيوم والتيتانيوم)

العملية المطبقة: ترسيب البخار الفيزيائي (PVD)

المزايا الأساسية: يبلغ سمك الطلاء 2-5 ميكرومتر فقط، دون التأثير على الأبعاد الدقيقة. يحافظ على صلابة عالية عند 550 درجة وله درجة حرارة مقاومة للأكسدة تصل إلى 800 درجة. تم تقليل معامل الاحتكاك بنسبة 50%، مما أدى إلى تحسين أداء القولبة بشكل ملحوظ.

دعم البحث: يمكن لطلاءات TiAlN إطالة عمر التعب الحراري للفولاذ H13 بمقدار 3-5 مرات.

السيناريوهات الموصى بها: القوالب البلاستيكية الدقيقة، وقوالب المكونات البصرية، والتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للالتصاق.

5. Al₂O₃-Cr₂O₃ طلاء مركب

العملية المطبقة: رش البلازما

المزايا الأساسية: الجمع بين الصلابة العالية لـ Al₂O₃ وكثافة Cr₂O₃، يتم تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل بشكل تآزري.

يمكن التحكم في المسامية أقل من 2%، مع مقاومة قوية لاختراق HF.

التطبيقات النموذجية: أنظمة العداء الساخن الفلوروبلاستيك، والقوالب الكيميائية

السيناريوهات الموصى بها: استبدال الطلاءات أحادية الأكسيد في معالجة المواد البلاستيكية شديدة التآكل

ثانيا. توصية اختيار المواد الجدول المرجعي السريع

TiAlN: قوالب بلاستيكية دقيقة ذات صلابة عالية ومنخفضة الاحتكاك ومادة PVD ومقاومة للالتصاق

Al₂O₃-Cr₂O₃: مقاومة التآكل + مقاومة التآكل ذات التأثير التآزري لنظام معالجة البلاستيك الفلوري APS