Aşınma ve yıpranma, endüstriyel işlerde devam eden tehditlerdir, maliyetleri artırır, zamanı uzatır ve operasyonların genel etkinliğini tehlikeye atar. Seramik malzemeler, bu sorunları azaltan bir yoldur. Silisyum Karbür (SiC) ve Tungsten Karbür (WC) yaygın olarak bulunan iki seçenektir. Biz Muhteşem SeramiklerBu makalede, her iki malzeme ve aşınma uygulamalarındaki etkinlikleri karşılaştırılacaktır.
Silisyum Karbür
Tungsten Karbür
Silisyum Karbür Nedir?
Silisyum Karbür, kimyasal ve sıcaklığa duyarlı uygulamalardaki uygunluğuyla iyi bilinir. Bu malzeme, karbon ve Silisyum elementlerinin bir karışımıdır ve atomları kovalent bağlar oluşturur ve malzemeye kristal bir yapı kazandırır.
Elmastan sonra bu en sert elementtir. Bu, aşınma içeren uzun bir uygulama listesi için uygun hale getirir. Silisyum Karbürün oksit olmayan özellikleri nedeniyle korozyona uğramaz ve bu da güvenilirliğini daha da artırır.
Tungsten Karbür Nedir
Adından da anlaşılacağı gibi Tungsten Karbür WC, Tungsten ve karbonun bir işlemle üretilmesinin ürünüdür. Sinterleme. WC'nin endüstriyel uygulamalarda uzun bir kullanım geçmişi vardır. Bu malzemeler, ister aşınma, ister yıpranma, ister ısı veya kimyasal direnç olsun, kullanıma uygundur.
Aşınma Uygulamalarında Silisyum Karbür ve Tungsten Karbür
Maliyet, aşınma malzemesi seçimini etkileyen hayati bir faktördür ancak tek faktör değildir. Uzun vadede, bir malzemenin aşırı basınç, sıcaklık, aşınma ve kimyasallara maruz kalma gibi farklı çalışma koşullarındaki güvenilirliğini anlamak, genel verimliliğini anlamak için kritik öneme sahiptir.
Örneğin, Tungsten Karbürler yüksek fiyatlara sahiptir ve bu, 6833Mpa'ya kadar olan yüksek basınç dayanımlarıyla haklı çıkar. Ancak, aşırı sıcaklıkları içeren işlemlerde, plastik deformasyon bu dayanımın çoğunu boşa çıkarır. Bu da onları sonunda yüksek stresli uygulamalar için pek uygun bir seçenek olmaktan çıkarır. Öte yandan, yüksek sıcaklık direncine sahip malzeme daha iyi bir alternatif olabilir.
Bu arka planda, Silisyum Karbür (SiC) bir yoldur. Genellikle yüksek sıcaklık ve kimyasal direncin gerekli olduğu işlemlerde uygulanır. Ancak, her iki seramik de aralarında seçim yaparken çok sayıda faktörün dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Bu faktörler aşağıda tartışılmaktadır.
Aşındırıcı Koşullar
Seramiklerin sertliği, aşınma uygulamalarının birincil bir yönüdür. Seramik ne kadar sertse, hasara o kadar az eğilimli olur. Mohs ölçeğinde, Silisyum Karbürün sertlik seviyesi 9,5'tir ve Tungsten'in 8,5-9'unu geride bırakır. Bu nedenle, Silisyum Karbür aşındırıcıya duyarlı uygulamalarda daha çok önerilir.
Yoğunluk açısından, SiC 3.21g/cm³ ile en alt uçtadır, Tungesten'in 15.6g/cm³'ünden çok daha düşüktür. Bu düşük yoğunluk, Silisyum Karbürün işlenmesini kolaylaştırır. Ek olarak, yüksek çizilme direnci onu daha da kazan-kazan durumu haline getirir.
Ağır Bulamaç ve Aşırı Pompalama Koşulları
Bulamaç ve pompalama makineleri aşındırıcı ve korozyonlu ortamlarda etkili bir şekilde çalışmak için uyumlu olmalıdır. Silisyum Karbür bu koşullarda çalışmak için en iyisi olarak kabul edilir. Düşük sürtünme katsayısı minimum aşınma ve enerji kaybını sağlar.
Öte yandan, kobalt bağı nedeniyle Tungsten Karbür güçlü asitlere karşı oldukça hassastır. Ancak bu, ekstra krom ve molibden kaplamalarla yönetilebilir, ancak bu yüksek nihai maliyetlerle sonuçlanacaktır. Bu nedenle, Silisyum Karbür bu tür uygulamalar için tercih edilen bir seçimdir.
Yüksek Basınçlı Ortamlar
Petrol ve gaz gibi sondaj uygulamaları yüksek basınçlar içerir ve ilgili contaları bu basınçlara dayanacak kadar güçlü olmalıdır. Tungsten Karbürler yüksek yoğunluk ve mukavemetin iyi bir kombinasyonuna sahiptir, bu nedenle bu gibi durumlarda mükemmel bir uyum sağlar. Ancak, yalnızca mukavemeti ele alırsak, Silisyum Karbürler de faydalıdır ancak yüksek yoğunlukları nedeniyle Tungsten tarafından geride bırakılırlar.
Hızlı Sıcaklık Değişimleri
Fırınlar gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılan makineler sıcaklığa dayanıklı malzemelerden yapılmalıdır. Bu nedenle, Silisyum ve Tungsten Karbür arasında seçim yaparken sıcaklık dayanıklılığı dikkate alınmalıdır.
Silisyum Karbürün sıcaklık genleşme katsayısı 4 ila 4,5×10⁻⁶/°C civarındadır, buna karşın Tungsten'in 5,00 ila 6,00 10⁻⁶/°C'si düşüktür ve en uygunu olarak kabul edilir. Ancak hepsi bu kadar değil. Isıl iletkenlik açısından Silisyum da bu parametrede öne çıkar, iletkenlik 120 ila 170 W/mK arasında değişirken Tungsten'in 84 ila 100W/mK'si vardır.
Dayanıklılık ve Aşınma Direncindeki Farklılıklar
Silisyum Karbür, mukavemet ve sıcaklık direncinde mükemmeldir. Aşınma ve sürtünme olasılığının yüksek olduğu uygulamalarda, SiC güvenilir bir seçim olabilir. Oksit olmayan yapısı, düşük sıcaklık katsayısıyla birleştiğinde deformasyonu önler ve çeşitli uygulamalarda dayanıklılığını garanti eder.
Öte yandan, Tungsten'in sertliği ve dayanıklılığı eşsizdir. Bu, seramiği yüksek basınçlı uygulamalarda uzun süreler boyunca dayanıklı hale getirir. Bu nedenle, sıcaklık ve kimyasal maruziyete karşı hassas olmayan uygulamalar için Tungsten Karbür tercih edilen bir çözüm olabilir.
Silisyum Karbür ve Tungsten Karbür Mekanik Contalar Arasında Nasıl Seçim Yapılır
Silisyum veya Tungsten Karbür arasında seçim yaparken, öncelikle kullanım durumlarını anlamak önemlidir. Bu, sıvıların varlığı, sıcaklık aralıkları, basınç seviyelerindeki değişiklikler, aşınma ve korozyon olasılığı gibi birden fazla yönün dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini içerir.
Tungsten'in yüksek yoğunluğu, saf gücüyle birleştiğinde, onu yüksek basınçlı uygulamalarda kapsamlı bir şekilde uyumlu hale getirir. Bunun aksine, Silisyum Karbür yalnızca yoğunlukta geride kalır ve daha fazla güç, sıcaklık işleme, korozyon ve aşınma direnciyle gelir. Silisyum Karbürler ayrıca diğer kimyasallara maruz kaldıklarında çok kararlı kalırlar.
Yukarıdaki analize dayanarak, Silisyum Karbürlerin aşırı basınç içerenler hariç her türlü aşınma uygulaması için uygun olduğunu söylemek güvenlidir. Ayrıca, Tungsten'e kıyasla düşük olan fiyat noktası onu daha uygun hale getirir, ancak nihai seçim her işlemin tercihlerine bağlıdır.
Sonuç
Hem Silisyum Karbür hem de Tungsten Karbür benzersiz avantajlar ve sınırlamalar sunar. Tungsten Karbür endüstriyel uygulamalar için popüler bir seçim olmaya devam ederken, Silisyum Karbür uygun maliyetli ve çok yönlü bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Muhteşem Seramikler ihtiyaçlarınıza göre uyarlanmış yenilikçi çözümler sunmaya adanmıştır. Projenizi görüşmek ve uzmanlığımızın süreçlerinizi nasıl geliştirebileceğini keşfetmek için bugün bizimle iletişime geçin.