Karbidi i kromit është një përbërje qeramike që ekziston në disa përbërje të ndryshme kimike: Cr3 C2, Cr7 C3 dhe Cr23 C6. Në kushte standarde, ajo ekziston si lëndë gri. Kromi është një metal shumë i fortë dhe rezistent ndaj korrozionit. Është gjithashtu rezistent ndaj flakës, që do të thotë se qëndron i fortë edhe në temperatura të larta.
Këto veti të kromit e bëjnë atë të dobishëm si një aditiv në lidhjet metalike. Kur kristalet e karabit integrohen në sipërfaqen e materialit, ai përmirëson rezistencën ndaj konsumit dhe rezistencën ndaj korrozionit dhe gjithashtu ruan këto veti në temperatura të ngritura. Komponimi më kompleks dhe më i përdorur për këtë qëllim është Cr3 C2.
Mineralet e lidhura përfshijnë tongbaite dhe izovit (Cr, Fe) 23 C6, të dyja jashtëzakonisht të rralla. Një tjetër mineral i pasur me karabit është yarlongiti Cr4 Fe4 NiC4.
vetitë e Chromium
Katre struktura të ndryshme kristalore për karabit që korrespondojnë me tre përbërje të ndryshme kimike:
- Cr23 C6 ka një strukturë kubike dhe një fortësi Vickers prej 976 kg/mm2.
- Cr7 C3 ka një strukturë kristalore gjashtëkëndore dhe një mikrofortësi prej 1336 kg/mm2.
- Cr3 C2 është më e qëndrueshme nga të tre kompozimet dhe ka një strukturë rombike me një mikrofortësi prej 2280 kg/mm2.
Për këtë arsye, Cr3 C2 është formula kryesore e karbitit të kromit që përdoret në trajtimin sipërfaqësor.
Sintezë
Lidhja karabit mund të arrihet me lidhje mekanike. Në këtë lloj procesi, metali i kromit dhe karboni në formën e grafitit futen në një mulli me top dhe bluhen në një pluhur të imët. Pas grimcimit të përbërësve, ato bashkohen në kokrriza dhe i nënshtrohen presionit të nxehtë izostatik. Ky operacion përdor një gaz inert, kryesisht argonin në një furrë të mbyllur.
Kjo substancë nën presion ushtron presion mbi kampionin nga të gjitha anët ndërsa furra nxehet. Nxehtësia dhe presioni bëjnë që grafiti dhe metali të reagojnë me njëri-tjetrin dhe të formojnë karabit të kromit. Një rënie në përqindjen e karbonit në përzierjen fillestare çon në një rritje të rendimentit të formave Cr7 C3 dhe Cr23 C6.
Një metodë tjetër për sintetizimin e karbitit të kromit përdor oksid, alumin të pastër dhe grafit në një reaksion ekzotermik vetëpërhapës që vazhdon si më poshtë:
3Cr2O3 + 6Al + 4C → 2Cr3C2 + 3Al 2O3
Në këtë metodë, reagentëtgrimcuar dhe përzier në një mulli topash. Pluhuri uniform më pas kompresohet në një tabletë dhe vendoset nën një atmosferë inerte argon. Mostra më pas nxehet. Një tel i nxehtë, shkëndija, lazeri ose furra mund të japin nxehtësi. Fillohet një reaksion ekzotermik dhe avulli që rezulton përhap efektin në të gjithë pjesën tjetër të kampionit.
Prodhimi i karbiteve të kromit
Shumë kompani e krijojnë substancën duke kombinuar reduktimin aluminotermik dhe përpunimin me vakum në temperaturat 1500°C e lart. Një përzierje e metalit të kromit, oksidit dhe karbonit përgatitet dhe më pas ngarkohet në një furrë me vakum. Presioni në furrë ulet dhe temperatura ngrihet në 1500°C. Më pas karboni reagon me oksidin për të formuar monoksid metali dhe të gaztë, i cili ajroset në pompat vakum. Më pas kromi bashkohet me karbonin e mbetur për të formuar karbit.
Bilanci i saktë midis këtyre komponentëve përcakton përmbajtjen e substancës që rezulton. Kjo kontrollohet me kujdes për t'u siguruar që cilësia e produktit të jetë e përshtatshme për tregje kërkuese si hapësira ajrore.
Prodhimi i kromit metalik
- Studiuesit zbulojnë një klasë të re karbitesh që nxjerrin stabilitet nga një strukturë e çrregullt.
- Rezultatet e studimit hedhin themelet për studimet e ardhshme të karbiteve të reja të dobishme në aplikime praktike.
- Krijimi i nitrideve 2D sapo u bë më i lehtë.
Metal qëpërdoret në shumë kompani, të prodhuara nga reduktimi aluminotermik, ku formohet një përzierje e oksidit të kromit dhe pluhurit të aluminit. Më pas futen në një enë pjekjeje ku ndizet përzierja. Alumini redukton oksidin e kromit në metal dhe skorje të aluminit në një temperaturë prej 2000–2500°C. Kjo substancë formon një pellg të shkrirë në fund të dhomës së pjekjes, ku mund të mblidhet kur temperatura të ketë rënë mjaftueshëm. Përndryshe, kontakti do të jetë i vështirë dhe shumë i rrezikshëm. Më pas lënda fillestare kthehet në pluhur dhe përdoret si lëndë e parë për prodhimin e karbitit të kromit.
Bluarje e mëtejshme
Tërrmimi i karabit të kromit dhe substancës fillestare të tij kryhet në mullinj. Kur bluani pluhurat e imta metalike, ekziston gjithmonë rreziku i shpërthimit. Kjo është arsyeja pse mullinjtë janë projektuar posaçërisht për t'u marrë me rreziqe të tilla të mundshme. Ftohja kriogjenike (më së shpeshti azot i lëngshëm) aplikohet gjithashtu në objekt për të lehtësuar bluarjen.
Veshje rezistente ndaj konsumit
Karbitet janë të forta dhe kështu një përdorim i zakonshëm i kromit është të sigurojë veshje të forta rezistente ndaj konsumit në pjesët që duhet të mbrohen. Në kombinim me një matricë metalike mbrojtëse, mund të zhvillohen agjentë kundër korrozionit dhe rezistent ndaj konsumit që janë të lehtë për t'u aplikuar dhe me kosto efektive. Këto veshje bëhen me saldim ose spërkatje termike. Në kombinim me substanca të tjera rezistente, karbidi i kromit mund të përdoret përformimi i veglave prerëse.
Elektroda saldimi
Këto shufra të karbitit të kromit po përdoren gjithnjë e më shumë në vend të përbërësve të vjetër që përmbajnë ferrokrom ose karbon. Ato japin rezultate superiore dhe më të qëndrueshme. Në këto elektroda saldimi, karbidi i kromit II krijohet gjatë procesit të lidhjes për të siguruar një shtresë konsumimi. Sidoqoftë, formimi i karbiteve përcaktohet nga kushtet e sakta në bashkimin e përfunduar. Dhe për këtë arsye, mund të ketë ndryshime midis tyre që nuk janë të dukshme për elektrodat që përmbajnë karabit të kromit. Kjo reflektohet në rezistencën ndaj konsumit të saldimit të depozituar.
Gjatë testimit të një rrote të bërë nga gome me rërë të thatë, u zbulua se shkalla e konsumimit të përbërjes së aplikuar në elektroda të ferrokromit ose karbonit ishte 250% më e lartë. Krahasuar me karbidin e kromit.
Tendenca në industrinë e saldimit nga elektrodat e ngjitësit deri te telat me bërthamë fluksi përfiton nga substanca. Karbidi i kromit përdoret pothuajse ekskluzivisht në elementin e pluhurosur në vend të ferrokromit me karbon të lartë sepse nuk vuan nga efekti i hollimit të shkaktuar nga hekuri i tepërt në të.
Kjo do të thotë që mund të merret një shtresë që përmban një sasi më të madhe grimcash të forta, e cila ka një rezistencë të lartë ndaj konsumit. Prandaj, ndërsa ka një zhvendosje nga elektrodat e shufrës në tela me bërthamë fluksi për shkak të avantazheve të automatizimit dhe produktivitetit më të lartë që lidhet me teknologjinë e saldimit të substancës së fundit, tregu për karabit po rritet.
Përdorime tipike për tëjanë: mbulimi i fortë i vidhave transportues, teheve të përzierësit të karburantit, shtytësve të pompës dhe aplikimeve të përgjithshme të kromit ku kërkohet rezistenca ndaj konsumit.
Sprej termik
Kur spërkatet me nxehtësi, karbidi i kromit kombinohet me një matricë metalike si nikel-krom. Në mënyrë tipike, raporti i këtyre substancave është përkatësisht 3:1. Një matricë metalike është e pranishme për të lidhur karabitin me nënshtresën e veshur dhe për të siguruar një shkallë të lartë të rezistencës ndaj korrozionit.
Kombinimi i kësaj vetie dhe rezistencës ndaj konsumit do të thotë që veshjet CrC-NiCr të spërkatura termikisht janë të përshtatshme si një pengesë ndaj konsumit në temperaturë të lartë. Është për këtë arsye që ato po përdoren gjithnjë e më shumë në tregun e hapësirës ajrore. Aplikimet tipike këtu janë veshjet për mandrelat e shufrave, mbulesat me stampim të nxehtë, valvulat hidraulike, pjesët e makinerisë, mbrojtje ndaj konsumit të komponentëve të aluminit dhe aplikime të përgjithshme me rezistencë të mirë ndaj korrozionit dhe gërryerjes në temperatura deri në 700-800°C.
Alternativë për veshjen me krom
Aplikacion i ri për veshjet me spërkatje termike si një zëvendësim për ngopjen e produktit të fortë. Veshja e fortë me krom prodhon një guaskë rezistente ndaj konsumit me cilësi të mirë të sipërfaqes me kosto të ulët. Veshja me krom përftohet duke zhytur artikullin që do të ngopet në një enë me një zgjidhje kimike që përmban krom. Një rrymë elektrike më pas kalon nëpër rezervuar, duke bërë që materiali të depozitohet në pjesë dheformimi i një shtrese koherente. Megjithatë, shqetësimet në rritje mjedisore janë të lidhura me largimin e ujërave të zeza nga solucioni i përdorur me elektroplating, dhe këto çështje kanë bërë që kostoja e procesit të rritet.
Veshjet e karbitit të kromit kanë rezistencë ndaj konsumit që është dy herë e gjysmë deri në pesë herë më e mirë se shtresat e forta të kromit dhe nuk kanë probleme me depozitimin e ujërave të zeza. Prandaj, ato po përdoren gjithnjë e më shumë për veshjen me krom të fortë, veçanërisht kur rezistenca ndaj konsumit është e rëndësishme ose kërkohet një shtresë e trashë për një pjesë të madhe. Kjo është një zonë interesante dhe me rritje të shpejtë që do të bëhet më e rëndësishme me rritjen e kostos së pajtueshmërisë mjedisore.
Mjete prerëse
Materiali mbizotërues këtu është pluhur karabit tungsteni, i cili shkrihet me kob alt për të prodhuar objekte jashtëzakonisht të forta. Për të përmirësuar qëndrueshmërinë e këtyre veglave prerëse, materialit i shtohen karbide të titanit, niobit dhe kromit. Roli i kësaj të fundit është të parandalojë rritjen e kokrrave gjatë sinterimit. Përndryshe, gjatë procesit do të formohen kristale tepër të mëdha, të cilat mund të degradojnë qëndrueshmërinë e mjetit prerës.
