مقدمة
كربيد أسمنتي يتكون عادةً من هيكل عظمي من الكربيد الأسمنتي والمواد الرابطة المعدنية، وهو نوع من المواد ذات الصلابة الممتازة ومقاومة التآكل الممتازة، وهو مناسب لتطبيقه في تصنيع أدوات القطع، والمثاقب، وأجزاء التآكل، إلخ. بشكل عام، يتم إنتاج كربيد الأسمنت عن طريق تعدين المسحوق التقليدي (PM)، والضغط المتساوي الحرارة الساخن (HIP)، والتخليق الذاتي الانتشار بدرجة حرارة عالية (SHS)، وتلبيد شرارة البلازما (SPS). ولكن معظمها لا يمكن أن ينتج سوى مكونات ذات تعقيد هندسي محدود. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه العمليات ليست فعالة ومكلفة بسبب العمليات التقنية الطويلة التي تنطوي عليها.
لدينامساحيق الكربيد الأسمنتي WC-12Coالتي يتم تحضيرها عن طريق الطحن بالكرة، والتحبيب بالرش، والتلبيد المسبق، والغربلة والتصنيف يمكن تطبيقها بواسطة ذوبان قاع المسحوق بالليزر (LPBF). يمكن تطبيق أجزاء الكربيد بواسطة LPBF بواسطةمسحوق WC-12Co مع كروية تقريبًا بأحجام جسيمات تتراوح بين 15-53 ميكرومتر، وتظهر المادة الرابطة Co المشتتة بشكل موحد في مصفوفة WC خصائص ميكانيكية ممتازة وخصائص تآكل من خلال ضبط سرعة المسح المناسبة.
الشكل 1 تُظهر البنية المجهرية الضوئية لأجزاء كربيد WC-12Co المصنوعة من كربيد الأسمنت LPBF المكونة من مساحيق WC-12Co بسرعة مسح 400 مم/ثانية. تمثل المساحات الحمراء والزرقاء في الشكل 1أ المواد اللاصقة WC و Co (المحاليل القائمة على Co)، على التوالي. تُظهر حبيبات المراحيض بنية مجهرية ثنائية النمط، ويبلغ الحد الأقصى والحد الأدنى ومتوسط أحجام الحبوب حوالي 25 و1.5 و8.7 ميكرومتر على التوالي.
الشكل 2يُظهر صلابة روكويل (HRA) وقوة الكسر العرضية (TRS) لكربيد الأسمنت WC-12Co المُعد بواسطة LPBF من مساحيق WC-12Co. مع زيادة سرعة المسح بالليزر، تتناقص صلابة HRA تدريجيًا. ستؤدي زيادة كثافة طاقة الليزر إلى زيادة في المرحلة ƞ الصلبة والهشة
من أجل تحليل آلية تآكل كربيد WC-12Co الأسمنتي المُعد بواسطة LPBF، يظهر سطح التآكل في الشكل 3. بالنسبة للكربيد الأسمنتي WC-12Co المُكوَّن بسرعة 380 مم/ثانية، يمكن ملاحظة علامات التآكل بوضوح، كما أن مصفوفة WC متضررة بشدة. يمكن ملاحظة وجود أخاديد وخدوش في العينات التي تم إعدادها بسرعة 400 مم/ثانية، وهي سمات نموذجية للتآكل الكاشطة:
خاتمة
تم فحص البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية وخصائص التآكل لكربيد WC-12Co الأسمنتي المحضر بواسطة LPBF من مساحيق WC-12Co.
تم تلخيص الاستنتاجات الرئيسية على النحو التالي: (1) لوحظ توزيع متناوب لحبيبات الكلوريد الخشن والناعم في كربيد WC-12Co الأسمنتي المحضر بواسطة LPBF. (2) مع زيادة سرعة المسح بالليزر، تزداد قيمة TRS أولاً إلى القيمة القصوى، ثم تنخفض. ويعزى اختلاف TRS بشكل رئيسي إلى تطور المرحلة ƞ الهشة والعيوب المعدنية. (3) بالنسبة للكربيد الأسمنتي WC-12Co المتكون بسرعات مسح منخفضة، قد ينكسر الطور الهش ويقطع المصفوفة أثناء الاحتكاك، مما يؤدي إلى فقدان كتلة التآكل. بالنسبة للعينات التي تم تشكيلها بسرعات مسح عالية، فإن تشكيل وتساقط طبقات القص سيسرع من عملية الاحتكاك ويدمر مقاومة التآكل لكربيد WC-12Co الأسمنتي. لذلك، تُظهر العينات المحضرة بسرعة مسح 400 مم/ثانية أفضل مقاومة للتآكل.