يشير معدل التخفيف إلى النسبة المئوية للمعدن الأساسي الذي ينصهر ويختلط في طبقة التغطية الصلبة المترسبة أثناء عملية اللحام.

أثناء عملية التصليد السطحي باستخدام حمض الفوسفوريك، يتم صهر جزء صغير من مادة الركيزة عمداً لإنشاء رابطة معدنية بين الطبقة العلوية والمعدن الأساسي. ويحدد مدى هذا الخلط معدل التخفيف.

ببساطة:

• تخفيف عالي= المزيد من المعدن الأساسي ممزوج بالطبقة العلوية.
•تخفيف منخفض= يبقى تركيب الطبقة الخارجية أقرب إلى التركيب الكيميائي لمسحوق السبيكة الأصلي.

بما أن سبائك التصليد السطحي مصممة بعناية لخصائص مقاومة التآكل والتآكل المحددة، فإن الحفاظ على معدل تخفيف منخفض غالباً ما يكون أمراً بالغ الأهمية لتحقيق الأداء المطلوب.

 

كيف يتم حساب معدل التخفيف؟

يتم حساب معدل التخفيف عادةً باستخدام التحليل المعدني المقطعي.

الصيغة هي:

نسبة التخفيف (%) = أ ÷ (أ + ب) × 100

أين:

•A= مساحة المعدن الأساسي المنصهر
•B= مساحة مادة التغطية الصلبة المترسبة

بعد إعداد مقطع عرضي معدني، يتم استخدام برامج تحليل الصور عادةً لقياس هذه المناطق بدقة.

 

معدلات التخفيف النموذجية لعمليات التغطية السطحية المختلفة

تنتج تقنيات اللحام والتكسية المختلفة مستويات تخفيف مختلفة بشكل ملحوظ.

عملية	معدل التخفيف النموذجي
اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW) والتصليد السطحي	15% – 35%
التغطية السطحية الصلبة MIG/GMAW	10% – 25%
التصليد السطحي بتقنية اللحام القوسي بالغاز الخامل (TIG)	5% – 15%
تغليف PTA الصلب	3% – 10%
التكسية بالليزر	1% – 5%

تُعرف عملية التصليد السطحي باستخدام حمض الفوسفوريك (PTA) على نطاق واسع بأنها توفر واحدة من أدنى معدلات التخفيف بين عمليات اللحام بالقوس الكهربائي مع الحفاظ على كفاءة ترسيب ممتازة.

 

لماذا يُعدّ معدل التخفيف مهمًا؟

1. يؤثر بشكل مباشر على التركيب الكيميائي

تم تصميم مساحيق التصليد السطحي بتركيبات كيميائية دقيقة لتحقيق خصائص محددة.

ومن الأمثلة على ذلك: ستالايت 6، ستالايت 12، إنكونيل 625، نيكل 60، سبائك مقواة بكربيد التنجستن

تحتوي هذه المواد على عناصر متوازنة بعناية مثل: الكروم (Cr) والنيكل (Ni)

الكوبالت (Co)، والتنغستن (W)، والموليبدينوم (Mo)، والكربيدات

يؤدي التخفيف المفرط إلى إدخال عناصر غير مرغوب فيها من الركيزة، وخاصة الحديد (Fe)، مما يغير التركيب الكيميائي للطبقة العلوية.

نتيجة ل:

• تنخفض الصلابة
• انخفاض مقاومة التآكل
• تتدهور مقاومة التآكل

 

2. يؤثر على الصلابة

تعتمد صلابة الطبقة الخارجية بشكل كبير على الحفاظ على تركيبة السبيكة المقصودة.

على سبيل المثال، قد تحقق طبقة التراكب Stellite 6 ما يلي:40-45 HRC

ومع ذلك، إذا أصبح التخفيف مفرطًا، فقد تنخفض الصلابة بشكل كبير بسبب زيادة محتوى الحديد من الركيزة.

غالباً ما يؤدي انخفاض الصلابة إلى قصر عمر الخدمة في ظل ظروف التآكل.

 

3. يقلل من مقاومة التآكل

تعتمد العديد من سبائك التغطية السطحية الصلبة على أطوار صلبة مثل:

• كربيدات التنجستن (WC)
• كربيدات الكروم
• البوريدات

توفر هذه المراحل الصلبة مقاومة ممتازة لما يلي:

• التآكل الكاشط
• التآكل الناتج عن الاحتكاك
• تآكل المعدن بالمعدن

عندما يزداد التخفيف، ينخفض ​​تركيز مراحل التقوية هذه، مما يقلل من مقاومة التآكل الإجمالية للطلاء.

 

4. يؤثر على مقاومة التآكل

للتطبيقات الحساسة مثل: أسطح إحكام غلق الصمامات، ومعدات المعالجة الكيميائية،

مكونات المنصات البحرية، وأنظمة النفط والغاز

تُستخدم السبائك القائمة على النيكل والكوبالت بشكل شائع لتوفير الحماية من التآكل.

يؤدي التخفيف المفرط إلى زيادة محتوى الحديد داخل الطبقة الخارجية، مما يضعف مقاومتها لما يلي:

• هجوم الكلوريد
• البيئات الحمضية
• التعرض لمياه البحر
• الأكسدة في درجات الحرارة العالية

يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل عمر المكونات بشكل كبير في بيئات التشغيل القاسية.

 

لماذا يحقق طلاء PTA الصلب تخفيفًا منخفضًا؟

التحكم الدقيق في مدخلات الحرارة

تستخدم عملية اللحام بتقنية PTA قوس بلازما عالي التركيز مع مسحوق سبيكة يتم تغذيته بشكل مستقل.

بخلاف عمليات اللحام التقليدية التي تعتمد على تغذية الأسلاك، يمكن التحكم بدقة في مدخلات الحرارة، مما يقلل من انصهار الركيزة.

وهذا ينتج عنه:

• انخفاض عمق الاختراق
• مناطق أصغر متأثرة بالحرارة
• معدلات تخفيف أقل

 

نظام تغذية مسحوق مستقل

يتم حقن المسحوق مباشرة في قوس البلازما ويتم صهره قبل دخوله إلى حوض اللحام.

ولأن المادة المترسبة لا تعتمد على صهر سلك الحشو، فإن العملية توفر تحكمًا فائقًا في تركيبة الطبقة العلوية.

تشمل المزايا ما يلي:

• كيمياء متسقة
• ودائع موحدة
• تحسين استقرار العملية

 

كثافة طاقة عالية

يمكن أن تصل درجة حرارة قوس البلازما إلى أكثر من 10000 درجة مئوية.

تتيح هذه الطاقة المركزة صهر المسحوق بكفاءة مع تقليل الصهر غير الضروري للمادة الأساسية.

ونتيجة لذلك، توفر عملية التغطية السطحية باستخدام مادة PTA ما يلي:

• ترابط معدني ممتاز
• تخفيف طفيف
• طبقات عالية الجودة

 

ما هو معدل التخفيف الأمثل لطلاء الأسطح الصلبة باستخدام حمض الفوسفوتنجستيك (PTA)؟

يعتمد مستوى التخفيف الأمثل على التطبيق.

طبقة صلبة مقاومة للتآكل

التخفيف الموصى به:3% – 8%

التطبيقات: مكونات الكسارات، معدات التعدين، ناقلات لولبية، قطع غيار معدات الحفر

 

طبقات مقاومة للتآكل

التخفيف الموصى به:2% – 5%

التطبيقات: الصمامات، المضخات، معدات المعالجة الكيميائية، مكونات المنصات البحرية

 

الترميم والإصلاح ذو الأبعاد

التخفيف الموصى به:5% – 10%

التطبيقات: إعادة بناء الأعمدة، إصلاح الأسطوانات، تجديد القوالب

 

كيفية تقليل التخفيف في عملية التصليد السطحي باستخدام حمض التريفثاليك الفوسفوري

تحسين تيار اللحام

يؤدي التيار الزائد إلى زيادة عمق الاختراق وانصهار الركيزة.

يُعد الحفاظ على المستوى الحالي المناسب أحد أكثر الطرق فعالية للتحكم في التخفيف.

 

الحفاظ على سرعة سفر ثابتة

يمكن أن تتسبب سرعة الحركة غير المتناسقة في حدوث اختلافات في حجم حوض اللحام وعمق الاختراق.

تساعد الأنظمة الآلية في الحفاظ على التخفيف الموحد عبر المكون بأكمله.

 

استخدم معدات PTA المتقدمة