بومی سازی فناوری های پیشرفته اتصال و لحیم کاری
اسمارت کاور: پژوهشی در چارچوب رساله دکتری در حوزه مهندسی مواد با استفاده از روش لایه نشانی جرقه زنی الکتریکی، امکان اتصال مؤثر سرمت های کاربیدی به فولادهای صنعتی را فراهم نموده است.
به گزارش اسمارت کاور به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، رساله دکتری با عنوان «لحیم کاری سخت نامتجانس WC-Co به فولاد AISI ۴۱۴۰ بوسیله مهندسی لایه میانی اعمال شده با روش لایه نشانی جرقه زنی الکتریکی» توسط فرزاد حبیبی آذریوش و با راهنمائی احد صمدی در دانشگاه صنعتی سهند و با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده است.
فرزاد حبیبی آذریوش، دانش آموخته دکتری مهندسی مواد، درباره ی اهمیت این تحقیق توضیح داد: در سالیان اخیر برای تأمین نیاز صنایع مختلف همچون حفاری، ریخته گری، برشکاری و سوراخکاری، از سرمت های سخت مانند کاربیدها استفاده می شود. در عین حال، اتصال ناهمجنس سرامیک ها و سرمت هایی نظیر کاربید تنگستن-کبالت به فولادها و آلیاژهای فلزی، به علت تفاوت های فیزیکی و شیمیایی آنها، یکی از چالش های مهم در عرصه مهندسی مواد و فناوری های جوشکاری و اتصال به شمار می آید.
وی اضافه کرد: تجهیزات مورد استفاده در صنایع استخراج نفت و گاز، معادن، حفاری تونل، تولید سیمان و همینطور ادوات صنعتی مانند میکسرهای ماسه، در معرض شرایط شدید سایش و خوردگی قرار دارند و این مورد باعث کاهش عمر و قابلیت اطمینان آنها می شود. به این علت استفاده از سرمت های کاربیدی به علت سختی بسیار بالا در حدود ۲۰۰۰ ویکرز، مقاومت عالی در مقابل سایش و خوردگی و استواری بالا، در این صنایع مورد توجه قرار گرفته است.
به گفته این پژوهشگر، با وجود مزایای فراوان کاربیدهای سمانته، هزینه بالای تولید و مقاومت محدود آنها در مقابل بارهای دینامیکی مانند ضربه، سبب شده است که اتصال این مواد به پایه های فولادی بعنوان راهکاری کاربردی در طراحی ابزارهای صنعتی مورد توجه قرار گیرد.
حبیبی آذریوش درباره ی روش به کاررفته در این تحقیق توضیح داد: در این طرح، اتصال فولاد AISI ۴۱۴۰ به سرمت کاربید تنگستن-کبالت با بهره گیری از لایه میانی مس، نیکل و مونل که به روش لایه نشانی جرقه زنی الکتریکی اعمال شده اند، انجام شد. در ادامه هم از آلیاژ پرکننده لحیم کاری بر پایه سیستم Ag-Cu-Zn-Cd استفاده شد و پارامترهایی مانند دما و زمان لحیم کاری و ضخامت اولیه آلیاژ لحیم، با درنظر گرفتن استواری برشی اتصال و زاویه تماس ترشوندگی، مورد بهینه سازی قرار گرفت.
وی اضافه کرد: نتایج آزمایش های آزمایشگاهی و صنعتی نشان داد که استفاده از پیش پوشش میانی با روش لایه نشانی الکترواسپارک همراه با بهینه سازی پارامترهای فرآیند لحیم کاری، می تواند استواری برشی اتصالات را حدود ۳۰۰ درصد افزایش دهد و در تعدادی کاربردهای صنعتی، عمر کاری قطعات را تا ۲۰ برابر افزایش دهد.
این پژوهشگر افزود: لایه میانی مونل بوسیله تشکیل محلول جامد جانشینی و کاهش نفوذ متقابل عناصر در فصل مشترک سرمت و آلیاژ لحیم، باعث کاهش ناحیه تخلیه شده از کبالت در مرز اتصال شده و در نهایت استواری اتصال را بطور قابل توجهی بهبود می بخشد.
وی همینطور با اشاره به محدودیت شیوه های رایج پوشش دهی اضافه کرد: روش هایی مانند لایه نشانی الکتروشیمیایی یا جوشکاری ذوبی در اعمال برخی پوشش های آلیاژی با محدودیت هایی مواجهند و اغلب فرآیندهایی زمان بر و پرهزینه محسوب می شوند. در مقابل، استفاده از روش لایه نشانی با جرقه زنی الکتریکی (ESD) بعنوان روشی ساده تر و در دسترس تر، می تواند مسیرهای جدیدی را برای توسعه فناوری های اتصال و لحیم کاری در صنایع مختلف فراهم آورد.
حبیبی آذریوش در انتها اشاره کرد: در جریان اجرای این تحقیق، علاوه بر تولید دانش فنی، نمونه هایی از قطعات ساخته شده برای برخی مجموعه های صنعتی همچون سازمان قطار شهری و صنایع سیمان و ریخته گری هم ساخته شد. توسعه این فناوری می تواند زمینه ساز عرضه طرح های فناورانه جدید و گامی مؤثر در پایین آوردن وابستگی به فناوری های خارجی و تقویت توان صنعتی کشور باشد.
به قول این پژوهشگر، با وجود مزایای فراوان کاربیدهای سمانته، هزینه بالای تولید و مقاومت محدود آنها در مقابل بارهای دینامیکی مانند ضربه، باعث شده است که اتصال این مواد به پایه های فولادی به عنوان راهکاری کاربردی در طراحی ابزارهای صنعتی مورد توجه قرار گیرد. وی افزود: نتایج آزمایش های آزمایشگاهی و صنعتی نشان داد که استفاده از پیش پوشش میانی با روش لایه نشانی الکترواسپارک همراه با بهینه سازی پارامترهای فرایند لحیم کاری، می تواند استواری برشی اتصالات را حدود ۳۰۰ درصد افزایش دهد و در تعدادی کاربردهای صنعتی، عمر کاری قطعات را تا ۲۰ برابر افزایش دهد. وی همچنین با اشاره به محدودیت شیوه های رایج پوشش دهی افزود: روش هایی مانند لایه نشانی الکتروشیمیایی یا جوشکاری ذوبی در اعمال برخی پوشش های آلیاژی با محدودیت هایی مواجهند و اغلب فرآیندهایی زمان بر و پرهزینه محسوب می شوند.
منبع: اسمارت كاور
مطلب اسمارت کاور را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب