منصة الرسائل والاطاريح: تأثير مسحوق كربيد التنكستن المعاد بالعملية الكهروكيميائية على كفاءة الطلاء للتطبيقات الترايبولوجية

الخلاصة

استخدمت الصناعات المعدنية الصلبة على نطاق واسع كربيد التنجستن لتصنيع لقم القطع والأجزاء عالية المقاومة للتآكل. عندما تتحول هذه الادوات والاجزاء الى سكراب ، يتم تجميعها وإعادة تدويرها. في هذه الدراسة تم إعادة تدوير لقم القطع الكاربيدية من نوع P10 للحصول على مسحوق كربيد التنجستن. تم ترسيب المسحوق الناتج كطبقة طلاء على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 316 لتحسين مقاومة البلى. تم تنفيذ عملية إعادة التدوير في ثلاث خطوات. الخطوة الاولى تكون عن طريق استخدام العملية الكهروكيميائية حيث تم الحصول على حمض التنكستك النقي (H2WO4) بهذه العملية. تمت دراسة تأثير أربع متغيرات في هذه العملية. هذه المتغيرات هي نوع الكاثود (لوح من الجرافيت والألومنيوم) ، تركيز المحلول الالكتروليتي (حمض النيتريك) ، كثافة التيار ودرجة حرارة الخلية. تم الحصول على القيم المثلى لهذه المتغيرات باستخدام تحليل ال (GRA) بناءً على طريقة Taguchi باستخدام برنامج mintab17. كانت هذه القيم كثافة تيار 4000 أمبير/ م2، تركيز المحلول 1.8مولاري ، درجة حرارة الخلية تساوي 70 درجة مئوية وقطب الكاثود من الالمنيوم. وفقًا لهذه الحالة المثلى ، كانت النتيجة استهلاك طاقة تساوي 3.702 كيلوواط.ساعه\كغم، و فقدان الوزن\الساعة يساوي 1.350 غم\ساعة ، من حمض التنكستك (H2WO4) بحجم حبيبي يبلغ 11.11ميكرومتر. تم التحقق من الحمض باستخدام XRD و SEM. في الخطوة الثانية ، تم تحويل مسحوق حمض التنكستك إلى مسحوق أوكسيد التنكستن (WO3) بحجم حبيبي يبلغ 18.38 ميكرومتر عن طريق الكلسنة عند 800 درجة مئوية. بعد ذلك ، في الخطوة الثالثة ، تم إجراء عملية الكربنة للحصول على مسحوق WC عن طريق اختزال مخلوط WO3 مع الجرافيت بنسبة (1: 5) مول باستخدام فرن مفرغ بوجود الأركون عند درجات حرارة مختلفة (900 ، 1100 و 1200 درجة مئوية) بأوقات مختلفة (45 ، 90 ، 130 دقيقة). لإنتاج كميات نقية من كربيد التنكستن كان أفضل وقت ودرجة حرارة (1100 درجة مئويه و 135 دقيقة) على التوالي. في هذا العمل، تم استخدام عملية الرش الحراري لترسيب خليط من كربيد التنكستن المعاد تدويره مع نسبة معروفة من الكوبالت النقي على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ (SS316). تم الأخذ بعين الاعتبار ثلاث نسب وزنيه من الكوبالت (8 ، 12 ، 16٪) ، لكل منها ثلاث سرعات للرش (300 ، 400 و 500 م / دقيقة). تم دراسة الخصائص والسلوك الترايبولوجي لطبقة الطلاء. أشار حيود الأشعة السينية إلى وجود كمية كبيرة من كربيد التنكستن ، لكنه لم يكشف عن كميات كبيرة من أطوار (Co-W-C) الزجاجية المحتوية على الكوبالت في الطلاءات المرشوشة ، مثل Co6W6C. يشير نمط الحيود أيضًا إلى حدوث الحد الأدنى من نزع الكربنة في عملية الطلاء. طلاء الرش الحراري، الرش الحراري باللهب بشكل استثنائي، يحسن الصلادة ومقاومه البلى للمعدن. تلعب متغيرات الطلاء دورًا حيويًا في خصائص الطلاء. يمكن زيادة جودة الطلاء عن طريق اختيار متغيرات الطلاء المناسبة. المتغير الأكثر أهمية هي سرعة الجسيمات التي تؤثر بشكل مباشر على صلادة وخشونة ومقاومة البلى للطلاء. نتيجة الرش عند سرعة جسيمات (400 م/دقيقة) مع نسبة وزنية من الكوبالت تساوي (8 ، 12 و 16٪) كان للطلاء بنية متجانسة جيدة ولم تتشكل طبقة أكسدة. تتميز هذه الطبقات الثلاث بصلادة عالية (1480،1290 و 1085 كجم /ملم2HV ) على التوالي ، وخشونة السطح (2 ، 1.9 و 1.8 ميكرومتر) على التوالي ، ولها معدل بلى أقل. تنخفض معدلات البلى المحددة للطلاءات تدريجياً مع زيادة صلادة الطلاء.