بخشی از مقاله
چهارمین همایش مشترك انجمن مهندسین متالورژي و جامعه علمی ریخته گري ایران
تیغچه هاي سایشی فوق نازك
چکیده
مقاله حاضر مراحل تهیه و تولید ابزارهاي برشی فوق نازك بر پایه کاربیدهاي سمانته با استفاده از روش هاي لایه نشانی فیزیکی را تشریح می کندکاربیدهاي. سمانته عموماً از کاربیدتنگستن و فلزي مثل کبالت به عنوان فاز اتصال دهنده تشکیل شده اند . این پروژه که می توان گفت براي اولین بار در ایران انجام می شود؛ شامل ساخت یک تیغچه برشی - سایشی - به ضخامت 10 میکرون برروي زیر لایه مس است . مواد مناسب براي ساخت این تیغچه ها ترکیبات حاوي کاربید تنگستن + تیتانیوم/تانتانیوم/نیوبیوم + ماده چسبنده - نیکل–کبالت – مولیبدن - و وانادیوم - در صورت نیاز - براي بهبود برخی خواص مکانیکی و نیز ریزتر شدن اندازة دانه ها در ساختار میکروسکوپی می باشد. لایه نشانی به روش تبخیر حرارتی توسط باریکه الکترونی - تفنگ الکترونی - درشرایطی متفاوت با کنترل دماوفشار وآهنگ لایه گذاري انجام گردیده است.بررسی مورفولوژي سطح وتوزیع ذرات درسطح مقطع با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد.
واژههاي کلیدي :لایه نشانی, کاربید تنگستن, سایشی
تیغچه هاي سایشی فوق نازك
.1 مقدمه
ترکیبات کاربید تنگستن داراي خواصی ازجمله سختی بالا، دماي ذوب بالا , مقاومت در برابر حرارت, مقاومت دربرابر خوردگی , مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر اکسیداسیون می باشد [1]که تاکنون در ابزارهاي برشی با سرعت بالا و ماشین هاي حفاري و ... کاربرد داشته است.[2] کاربرد تیغچه هاي ذکر شده در این مقاله در صنایع فوق پیشرفته چون ساخت لنز , صنایع نظامی و ... می باشد. مواد مناسب براي ساخت این تیغچه ها ترکیبات حاوي کاربید تنگستن + تیتانیوم/تانتانیوم/نیوبیوم + ماده چسبنده - نیکل – کبالت – مولیبدن - و وانادیوم - در صورت نیاز - براي بهبود برخی خواص مکانیکی و نیز ریزتر شدن اندازة دانه ها در ساختار میکروسکوپی می باشد. [3]
.2 موارد و روش تحقیق
بهترین شکل براي این تیغ یک دیسک مدور ساده می باشد. بعبارتی این تیغ ها از نوع تیغ هاي سایشی می باشد.همچنین پارامترهاي مهم زیر در ساخت تیغچه باید مورد توجه قرار گیرد که عبارتند از:
-1بهترین نسبت ترکیبات یاد شده
-2اندازه دانه ها
-3شرایط و شیوه هاي لایه نشانی
-4انتخاب زیرلایه مناسب
بهترین نسبت ترکیبات یاد شده:
این نسبت باید طوري انتخاب شود تا دردرجه اول استحکام تیغ و دردرجه دوم سختی تیغ بالاباشد.که البته حفظ استحکام تیغ اولویتی به مراتب بالاترازسختی تیغ دارد تا درمرحله هاي بعدي تولید، این تیغچه ازهم متلاشی نشود. . نمودار - 1 - ضریب انبساط حرارتی براي کاربیدهاي سمانته را دربازه ي 20-800°c را نشان می دهد . همچنین شکل - 1 - نمونه کامپوزیتی کاربیدي و کاربردهاي کاربید تنگستن بر پایه کبالت را نشان می دهد.
شکل ,1نمونه کامپوزیتی کاربیدي و کاربردهاي کاربید تنگستن بر پایه کبالت [4] تغییرات خواص مکانیکی کاربید تنگستن نیز در ارتباط با افزایش مستقیم کبالت در نمودار - 2 - آمده است طبق این نمودار درصد بایندر با ضریب انبساط حرارتی رابطه مستقیم دارد. با توجه به دستگاههاي لایه نشانی مورد استفاده براي این کار، نسبت ترکیبی مناسب از طریق تجربی بدست می آید.زیرا در طی مراحل لایه نشانی درصد ترکیبی هدف با درصد ترکیبی لایه بدلیل اختلاف نقطه ذوب , متفاوت خواهد بود.
نمودار 1 ,ضریب انبساط حرارتی براي کاربید هاي سمانته در بازه ي 20- 800 درجه سانتیگراد [5]
