اختراق تكنولوجيا مواد التروس: بحث عن خدمة سبيكة مقاومة للارتداء في التروس الحلزونية

في مجال النقل الصناعي ، كمكون أساسي ، فإن الأداء المادي للسلع الحلزوني العتاد يحدد مباشرة تكاليف الموثوقية والتشغيل والصيانة للمعدات. مع ترقيات الصناعة التصنيع نحو الدقة العالية ، الحمل العالي والحياة الطويلة ، أصبح عنق الزجاجة المقاومة للمواد التقليدية في ظروف التشغيل المتطرفة بارزة بشكل متزايد. في السنوات الأخيرة ، وفرت البحث والتطوير وتطبيق مواد السبائك المقاومة للبلى حلولًا جديدة لتحقيق تقدم الأداء في التروس الحلزونية ، مما أصبح التركيز الفني لحقل النقل الصناعي العالمي.

1. اختناقات الأداء ونقاط ألم الصناعة في مواد التروس التقليدية

تستخدم التروس الحلزونية التقليدية في الغالب فولاذ مكبوت 20Crmnti أو 45# من الصلب المقسى. على الرغم من أن لديهم قوة ومتانة معينة ، إلا أنها محدودة في الحمل العالي وتأثير قوي وبيئات تآكل:
ارتفاع معدل التآكل: في المتداول الساخن المعدني ، وآلات التعدين وغيرها من السيناريوهات ، يمكن أن يصل معدل التآكل التعب من التلامس سطح الترس إلى 0.05 ملم/ألف ساعة ، مما يؤدي إلى انخفاض في دقة النقل ؛
ضعف مقاومة التآكل: في البيئات الرطبة مثل الهندسة الكيميائية والهندسة البحرية ، فإن الفولاذ التقليدي عرضة للتآكل الكهروكيميائي ، ويتم اختصار متوسط ​​عمر الخدمة بنسبة 30 ٪ -50 ٪ ؛
فقدان كفاءة الطاقة الكبيرة: يمثل فقدان الاحتكاك الناجم عن الأسطح الخشنة 15 ٪ إلى 20 ٪ من إجمالي استهلاك الطاقة للمعدات ، والتي لا تتوافق مع اتجاه التصنيع الأخضر.

2. الاختراقات التقنية ومزايا الأداء لمواد السبائك المقاومة للبلى

قامت سبيكة جديدة مقاومة للارتداء ببناء نظام حماية ثلاثي الأبعاد من "معامل الاحتكاك المتدني للمرحلة الصلبة" من خلال مزيج عناصر متعددة التجميع وتحسين البنية المجهرية:
ابتكار تكوين السبائك
عالية من الحديد الزهر للكروم: يتم زيادة محتوى الكروم إلى 20 ٪ -30 ٪ ، ويشكل مرحلة كربيد كربيد من نوع M7C3 ، مع وجود صغار من HV1400-1600 ، وهو أعلى من 4 إلى 5 مرات من الفولاذ التقليدي ؛
سبيكة مقرها النيكل: أضف 15 ٪ -25 ٪ عناصر النيكل لتشكيل محلول صلب مكعب يركز على الوجه ، ومقاومة التآكل أعلى من 8 إلى 10 مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وهي مناسبة للبيئات القلوية القوية والوسيئات القوية ؛
تعديل سبيكة النحاس: أدخل عناصر تتبع مثل البريليوم والتيتانيوم لتحسين الحبوب إلى 5-10μm ، مع تقليل معامل الاحتكاك إلى أقل من 0.03 ، بالقرب من مستوى polytetrafluoroethylene.
ترقية عملية التحضير
تقنية صهر الفراغ: من خلال صهر السبائك في بيئة فراغ ، يتم التحكم في محتوى الشوائب أقل من 0.005 ٪ لتجنب العيوب في مسام الهواء وشرح الخبث ؛
عملية التبريد متساوي الحرارة: يتم تنفيذ التحول البينيت في حمام الملح 250-350 ، بحيث يتم تشكيل طبقة الإجهاد الضغط المتبقي (العمق 0.3-0.5 مم) على سطح الترس ، ويتم زيادة عمر مقاومة التعب بنسبة 200 ٪ -300 ٪ ؛
تقنية الطلاء السطحي: استخدم تقنية ترسب البخار المادي (PVD) لطلاء طبقة تشبه الماس (DLC) ، بسمك 2-5μm ، وتنخفض خشونة السطح إلى أقل من RA0.2.

3. تطبيق الصناعة والتحقق من البيانات من التروس الحلزونية سبيكة مقاومة للارتداء

لقد حقق التطبيق التجاري للسبائك المقاومة للارتداء اختراقات في العديد من المجالات ، مما يؤدي إلى تحسين موثوقية المعدات والاقتصاد بشكل كبير:
الصناعة المعدنية: بعد أن تستخدم العتاد الأسطوانة من مصنع الصلب سبيكة النيكل عالية الكروم ، تمتد عمر الخدمة من 6 أشهر إلى 5 سنوات ، ويتم تخفيض معدل التآكل إلى 0.01 ملم / ألف ساعة ، ويتم تخفيض تكلفة الصيانة السنوية بنسبة 80 ٪ ؛
الصناعة الكيميائية: تعمل تروس السبائك القائمة على النيكل بشكل مستمر في وسط حمض الهيدروكلوريك (التركيز 30 ٪ ، درجة الحرارة 80 ℃) لمدة 1000 ساعة ، مع عمق التآكل 0.02 ملم فقط ، وهو أعلى 12 مرة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 لتر ؛
حقل الطاقة الجديد: بعد أن تستخدم علبة التروس طاقة الرياح سبيكة مقاومة للبلى من النحاس ، تمت زيادة كفاءة الإرسال من 92 ٪ إلى 96 ٪ ، وقد انخفض استهلاك الطاقة السنوي بنحو 500000 درجة ، وانخفضت الضوضاء بنسبة 15 ديسيبل (أ).
وفقًا لبيانات الرابطة الدولية للترس (AGMA) ، بلغ حجم سوق العتاد العالمي المقاوم للارتداء 4.7 مليار دولار أمريكي في عام 2023 ، مع معدل نمو مركب سنوي قدره 12.5 ٪ ، منها تمثل التروس الحلزونية أكثر من 60 ٪ ، وأصبحت أسرع قطاع نمو.

4. التطور التكنولوجي المستقبلي وتأثير الصناعة

يتكرر تطوير مواد السبائك المقاومة للبلى نحو المركب والذكي والأخضر:
التصميم الهيكلي المركب: تطوير مواد متدرجة من "قلب طبقة السطح المقاومة للارتداء" ، وتحقيق مزيج معدني من طبقات السبائك المختلفة من خلال تقنية الكسوة بالليزر ، مع مراعاة صلابة السطح ومقاومة التأثير الكلي ؛
تكامل المراقبة الذكي: مستشعر الألياف المدمجة للألياف (FBG) في مصفوفة التروس لمراقبة التغيرات في التآكل ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي ، بالإضافة إلى خوارزمية AI للتنبؤ بالحياة المتبقية ، بمعدل خطأ أقل من 5 ٪ ؛
ممارسة الاقتصاد الدائري: تصل قابلية إعادة تدوير السبائك المقاومة للارتداء إلى أكثر من 95 ٪ ، ويكون استهلاك الطاقة في عملية الإنتاج أقل بنسبة 30 ٪ من عمليات المعالجة الحرارية التقليدية ، والتي تتماشى مع متطلبات "خطة عمل الاقتصاد الدائرية" للاتحاد الأوروبي.
من الانتقال الشاق لآلات التعدين إلى التحكم الدقيق في معدات أشباه الموصلات ، تقوم التروس الحلزونية المقاومة للارتداء بإعادة تشكيل المنطق الأساسي للنقل الصناعي. هذا الاختراق في تكنولوجيا المواد ليس فقط بديلًا للمواد الصلب التقليدية ، ولكن أيضًا دعمًا رئيسيًا لتحويل التصنيع إلى "صيانة أقل ، حياة طويلة ، وكفاءة عالية للطاقة". مع استمرار صناعة التصنيع العالمية في زيادة متطلباتها من أجل الموثوقية والاستدامة ، من المتوقع أن تشغل التروس من سبائك المقاومة للارتداء أكثر من 70 ٪ من سوق النقل الراقية في السنوات الخمس المقبلة ، لتصبح أحد المؤشرات الأساسية لقياس المتقدم للمعدات الصناعية. .