铬碳化物

背景

碳和铬结合形成许多不同的化合物可以用于焊接和热喷涂。碳化铬以及这些现有的应用程序,该材料具有潜在的更环保的替代镀硬铬。

铬碳系统

图1显示了一个部分的铬碳相图和表1的标准分数产生的碳化铬。我们可以看到有三个主要的化合物,这些形式产生的不同等级的基础。

表1。碳化铬的标准等级。

生产铬碳化物

London &斯堪的纳维亚冶金有限公司(LSM)产生碳化铬铝热的减少和真空用炉子加热的温度在- 1500°C以上。氧化的金属铬、铬和碳准备,然后加载到一个真空炉。炉的压力降低和温度增加到1500°C。碳与铬氧化物反应生成金属铬和一氧化碳气体,这是吸引到真空泵。铬金属然后剩下的碳结合形成碳化铬。

之间的精确平衡氧化铬,铬金属和碳生产决定了碳化铬的年级。这是有力的控制,以确保产品质量适合一样严格的航空市场。

生产金属铬

铬金属,用于LSM年代生产的铝热的减少,氧化铬和铝粉是由。然后加载到一个发射船混合物被点燃。降低了铬的氧化铬铝金属和铝渣的温度在2000 - 2500°C。铬形成熔池的底部点火容器,它可以收集一次温度下降足以使它能够处理。然后转换为铬粉和作为原料用于生产碳化铬。

研磨的粉

铬的研磨和碳化铬都是在工厂进行的。总有爆炸的危险,当磨细金属粉末和米尔斯是专门设计来处理这样的潜在危险。低温冷却(液氮)也应用于轧机促进磨削。

应用程序

耐磨涂料

铬碳化物是很难和他们的一般用途是提供硬耐磨涂料需要保护的部分。结合保护金属基体时,耐蚀和耐磨涂料可以开发易于应用和成本效益。这些由焊接或热喷涂涂层被应用。当结合其他碳化物,碳化铬可以用来形成切割工具。

焊接电极

碳化铬焊接电极正越来越多地用来代替前面的铬铁/含碳电极,当他们给上级和更一致的结果。铬铁/含碳焊接电极,碳化铬创建焊接过程中提供一个硬耐磨层。然而,碳化物的形成是由焊缝的精确的条件,因此可以有变化焊缝不与电极之间含有碳化铬。这反映在堆焊的耐磨性。使用干沙橡胶轮测试,穿的焊缝沉积率从铬铁/碳电极被发现是碳化铬相比高出250%(表2)。

焊接行业的趋势,从棒电极的使用药芯焊丝是碳化铬中受益。碳化铬几乎只在使用药芯焊丝代替高碳铬铁,因为它不受稀释效应引起的额外的高碳铬铁的铁。这意味着一个包含更多的硬铬涂层硬质合金颗粒可以产生,展现出更大的耐磨性。yabo214因此,作为一个从棒电极转换到药芯焊丝发生由于自动化的好处和更高的生产率与药芯焊丝焊接技术、碳化铬的市场增长。

典型应用是输送机的耐磨堆焊螺丝,燃油搅拌机叶片、泵叶轮和通用应用程序中腐蚀的耐磨性是必需的。

热喷涂应用程序

在热喷涂应用碳化铬结合镍铬等金属矩阵。通常有一个3:1比例按重量的硬质合金金属矩阵。金属矩阵存在债券的硬质合金衬底的涂层,并提供一个高度的耐蚀性。腐蚀和耐磨的结合意味着热喷CrC-NiCr涂料适合作为高温磨损的一个障碍。正是因为这一原因,他们发现越来越多的应用在航空市场。典型使用下面是作为涂料杆顶头、热成型模具,液压阀,机器零件,穿保护铝部件和通用应用程序具有良好的耐腐蚀和耐磨高温下700 - 800°C。

镀铬替代

一个新的应用程序对热喷涂料替代镀硬铬。镀硬铬可以产生一个耐磨涂层具有良好的表面光洁度低成本。铬涂层淹没项目获得的是涂在一箱含有铬的化学溶液。电流然后通过坦克导致铬矿床在部分,形成一个连贯的涂层。然而,越来越多的环境问题与处理废水的电镀液使用,这些问题造成的成本增加的过程。

carbide-based铬涂层的耐磨性是两年半至五倍比镀硬铬和不受废水处理问题。他们因此发现镀硬铬的使用增多,尤其是如果耐磨性很重要或者厚涂层在很大程度上是必需的。这是一个令人兴奋的和快速增长的区域将变得更加重要,因为遵守环境立法的成本变得更大。

切割工具

刀具的主要材料是碳化钨粉,与钴烧结生产刀具非常困难。为了改善这些刀具的韧性,碳化钛、铌碳化物和碳化铬被添加到碳化钨。碳化铬的作用是防止晶粒生长在烧结(晶粒细化的一种形式)。否则,特别大的晶体,这将不利于刀具的韧性,在烧结过程中发展。毫不夸张地说,现代刀具无法实现他们的当前性能没有添加剂。

第一作者:乔纳森·艾利斯和迈克尔山楂

亚博网站下载材料,5号11卷,页136 - 37岁,1997年11月。

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