يتم استخدامه بشكل شائع لإصلاح الأسطح وتعزيز وظائف المعدات الميكانيكية، وخاصة في آلات التعدين، والمعدات المعدنية، وآلات البناء، والآلات الزراعية، وصناعة الطاقة.

الترابط المعدني هو جوهر التصلب

التحليل الأساسي:

المبدأ الأساسي للتغليف الصلب هو إذابة مادة التغليف الصلب (سلك اللحام، قضيب اللحام، أو مسحوق المعدن) من خلال مصدر حرارة (مثل القوس الكهربائي، البلازما، الليزر، إلخ) وتشكيل رابطة معدنية أو التصاق ميكانيكي جزئي مع سطح الركيزة المعدنية لتشكيل طبقة معززة بوظائف محددة.

تكون هذه الطبقة المقواة عادة أكثر صلابة ومقاومة للتآكل من المادة الأساسية الأصلية ويمكنها تحمل الضغوط العالية أو درجات الحرارة العالية أو البيئات المسببة للتآكل.

تدفق عملية التصلب:

- تحضير السطح: قم بإزالة الزيت والصدأ وقشور الأكسيد من سطح قطعة العمل.

- معالجة التسخين المسبق: تحتاج بعض قطع العمل المصنوعة من الفولاذ عالي الكربون أو الفولاذ السبائكي إلى التسخين المسبق لمنع تشققات اللحام.

- حدد طريقة التغطية الصلبة: تشمل الطرق الشائعة ما يلي:اللحام بالقوس اليدوي، اللحام بالقوس المغمور، اللحام بالبلازما (PTA)، اللحام بالليزر، إلخ.

- عملية التغطية الصلبة: اعتمادًا على مساحة التآكل للجزء، قم بتقسيم التغطية الصلبة إلى أقسام والتحكم في عرض اللحام وسمك طبقة التغطية الصلبة.

- المعالجة الحرارية اللاحقة والتنظيف: تقليل تركيز الإجهاد والطحن والتشكيل لضمان سلامة الأبعاد والبنيوية.

ما هي المعدات المناسبة لإصلاح الواجهات الصلبة المبنية؟

لا يقتصر استخدام تقنية التدعيم بالصلابة على المعالجة المسبقة لأسطح المعدات الجديدة فحسب، بل يُستخدم أيضًا على نطاق واسع في إصلاح الأجزاء البالية من المعدات القديمة. تشمل المعدات المناسبة لإصلاح التدعيم بالصلابة الأنواع التالية بشكل رئيسي:

•آلات التعدين والبناء

أسنان دلو الحفارة، حواف الدلو، شفرات مكشطة الناقل

رؤوس مطارق التكسير، بكرات الطحن، ألواح الشاشة

•معدات المعادن ومواد البناء

مطاحن الدرفلة، مطاحن الكرات، بكرات الدرفلة، قوالب اللحام

عجلات دعم الفرن الدوار، وأغطية المحامل، ورؤوس القطع

•معدات الطاقة والغلايات

فوهات الموقد، أنابيب السخان الفائق، شفرات المروحة

الأجزاء المقاومة للتآكل في معدات إزالة الكبريت في محطة الطاقة

•الآلات الزراعية وتجهيز الأغذية

محاريث، شفرات محراث دوارة، أدوات سحق، مسامير ضغط

من خلال إصلاح الواجهات الصلبة، يمكن تمديد عمر خدمة هذه المعدات بمقدار 2 إلى 10 مرات، مما يتجنب بشكل فعال توقف الإنتاج والنفقات العالية الناجمة عن الاستبدال المتكرر.

الفرق بين التغطية الصلبة والرش الحراري

بالرغم منتلبيس صلبوالرش الحراريكلاهما عبارة عن تقنيات لتعديل سطح المعدن، وهناك اختلافات جوهرية بينهما من حيث مبادئ العملية، وخصائص الطلاء، والسيناريوهات القابلة للتطبيق.

التغطية الصلبةتتضمن هذه العملية صهر المواد المعدنية باستخدام مصدر حراري وتكوين رابطة معدنية قوية مع الركيزة. عادةً ما تكون طبقة اللحام سميكة، حيث يصل سمكها إلى عدة مليمترات أو حتى عشرات المليمترات. تتميز هذه الطبقة المُعززة بمقاومتها للتآكل، كما تتحمل أحمال الصدمات القوية، مما يجعلها أكثر ملاءمة للمعدات الثقيلة التي تعمل في ظروف قاسية مع تآكل شديد في أجزائها.

الرش الحراريتتضمن هذه التقنية تسخين مواد معدنية أو سيراميكية إلى حالة شبه منصهرة، ثم دفعها على سطح قطعة العمل عبر تدفق غاز عالي السرعة لتكوين طبقة رقيقة مترابطة ميكانيكيًا. لا تُشكّل الطبقة المرشوشة رابطة معدنية مع الركيزة، وعادةً ما تكون مقاومتها للتآكل وقوة الترابط أقل من مقاومتها للطلاء الصلب، إلا أنها أقل تأثيرًا حراريًا وتشوهًا، مما يجعلها أكثر ملاءمة لحماية القطع الدقيقة والقطع رقيقة الجدران من التآكل.

ببساطة، تعتبر عملية التغطية الصلبة مناسبة لإصلاح الأجزاء الثقيلة ذات التآكل العالي والتأثير العالي، في حين أن الرش الحراري أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب الدقة ومقاومة التآكل ولكنها تحتوي على أحمال خفيفة نسبيًا.

مقارنة بين مواد السطح المختلفة

تشمل مواد السطح الشائعة ما يلي:

•سبائك أساسها الحديد

•سبائك أساسها النيكل

•سبائك أساسها الكوبالت

•كربيد التنغستن

سبائك أساسها الحديدتعد مواد اللحام التراكبية الأكثر استخدامًا، حيث توفر تنوعًا ممتازًا وتكلفة منخفضة، وهي مناسبة لمعظم التطبيقات المقاومة للتآكل، مثل أسنان الدلو، وأقراص الطحن، والناقلات، والمكونات الأخرى.

سبائك أساسها الكوبالتتتميز هذه المواد (مثل سلسلة ستيلايت) بمقاومة ممتازة للتآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية والتآكل بين المعادن، وتُستخدم غالبًا في تكسية الأسطح الحساسة للصمامات والقوالب وأدوات القطع. ومع ذلك، فهي باهظة الثمن نسبيًا، ومناسبة للمكونات الدقيقة وذات القيمة المضافة العالية.

سبائك أساسها النيكل تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل والأكسدة وغالبًا ما تستخدم في المعدات الكيميائية وأنابيب الغلايات وصناعة البترول وغيرها من البيئات المقاومة للتآكل.

سبائك معززة بكربيد التنغستنمثل كربيد التنغستن أو كربيد الكروم، فهي مناسبة لظروف التآكل القاسية، مثل معدات التصادم عالية السرعة، ومطاحن الأسمنت العمودية، ومكونات التكسير في التعدين. تتميز هذه المواد بصلابة عالية جدًا وهشاشة عالية أيضًا.

عند اختيار المواد، يجب الأخذ بعين الاعتبار عوامل مثل درجة حرارة التشغيل ونوع الحمل والوسط المسبب للتآكل وطريقة اللحام وميزانية الصيانة بشكل شامل لتجنب اختيار المواد عالية التكلفة بشكل أعمى، مما قد يؤدي إلى الإفراط في التصميم أو إهدار التكاليف غير الضرورية.

كيفية اختيار عملية التصلب المناسبة؟