Stellite 6K
مقدمة عن Stellite 6K
Stellite 6K هي سبيكة مشغولة (Wrought) من الكوبالت-الكروم تم تصميمها خصيصًا لتعزيز المتانة ومقاومة التلاصق (Galling) وأداء مقاومة الاهتراء في تطبيقات التلامس معدن-إلى-معدن. وهي تشترك في تركيب كيميائي مشابه لـ Stellite 6B، لكنها تتميز بليونة أعلى وقابلية تشغيل أفضل بفضل بنيتها المجهرية المشغولة دقيقة الحبيبات. وتم تحسين فئة "K" للتعامل مع الاهتراء الانزلاقي تحت الضغط والصدمات وإجهادات الحرارة.
تُعد Stellite 6K مثالية للمكونات المشغَّلة بتقنية CNC عندما تكون الدقة البعدية ومقاومة الانحشار (Seizing) والخدش (Scuffing) والتعرية عوامل حاسمة. وتشمل التطبيقات الشائعة الجلب والمحامل وأكمام المضخات وسيقان الصمامات المستخدمة في صناعات الطيران والبحرية والطاقة والنفط والغاز.
الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لسبيكة Stellite 6K
Stellite 6K (UNS R30016 / ASTM F90، مشتق من AMS 5894) هي سبيكة كوبالت مُعزَّزة بالمحلول الصلب، تُصنَّع عبر التشغيل على الساخن أو الحدادة أو الدرفلة لتحقيق بنية متجانسة وكثيفة مع سلامة ميكانيكية فائقة.
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ وزني) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الكوبالت (Co) | الباقي (≥58.0) | المصفوفة الأساسية لمقاومة التآكل والقوة عند درجات الحرارة العالية |
الكروم (Cr) | 28.0–32.0 | يوفّر مقاومة الأكسدة والتآكل |
التنغستن (W) | 4.5–6.5 | يُكوّن كربيدات لتحسين مقاومة الاهتراء |
الكربون (C) | 0.9–1.4 | يضبط تكوّن الكربيدات لمقاومة التلاصق |
النيكل (Ni) | ≤3.0 | يعزّز المتانة والليونة |
الحديد (Fe) | ≤3.0 | عنصر متبقٍ |
المنغنيز (Mn) | ≤1.0 | يدعم قابلية التشغيل على الساخن |
السيليكون (Si) | ≤1.2 | يحسّن سيولة الصب وجودة تشطيب السطح |
الخواص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | المعيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.42 غ/سم³ | ASTM B311 |
نطاق الانصهار | 1320–1395°م | ASTM E1268 |
التوصيل الحراري | 13.0 واط/م·ك عند 100°م | ASTM E1225 |
المقاومية الكهربائية | 0.96 ميكروأوم·م عند 20°م | ASTM B193 |
التمدد الحراري | 13.2 ميكرومتر/م·°م (20–400°م) | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 420 جول/كغ·ك عند 20°م | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 205 غيغاباسكال عند 20°م | ASTM E111 |
الخواص الميكانيكية (الحالة المشغولة)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
الصلادة | 33–43 HRC (مُخمَّر) / حتى 45 HRC (بعد التقادم) | ASTM E18 |
مقاومة الشد | 1050–1200 ميغاباسكال | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2٪) | 550–700 ميغاباسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | 10–20٪ | ASTM E8/E8M |
مقاومة التلاصق | ممتازة، حتى ضد نفسها | ASTM G98 |
مؤشر مقاومة الاهتراء | >2.5× من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 | ASTM G65 |
الخصائص الرئيسية لسبيكة Stellite 6K
مقاومة تلاصق فائقة: أداء ممتاز تحت تلامس معدن-إلى-معدن، حتى في ظروف الانزلاق الجاف.
متانة وليونة مرتفعتان: أكثر تحمّلًا في البيئات المعرضة للصدمات مقارنةً بدرجات Stellite المصبوبة، مما يقلل خطر التشقق أو تكسّر الحواف.
استقرار حراري ومقاومة للتآكل: تتحمل درجات حرارة خدمة حتى 850°م وتقاوم التنقّر والأكسدة في الكلوريدات والأحماض.
قابلية تشغيل محسّنة: مقارنةً بـ Stellite 6 المصبوب، توفر صيغة 6K المشغولة تحكمًا أفضل بالأبعاد أثناء تشغيل CNC.
تحديات وحلول تشغيل CNC لسبيكة Stellite 6K
تحديات التشغيل
أطوار كربيد كاشطة
تزيد الكربيدات الغنية بالتنغستن من تآكل الأدوات، لا سيما أثناء تمريرات التشغيل الخشن الطويلة.
تراكم الحرارة عند واجهة الأداة-القطعة
يؤدي التوصيل الحراري المنخفض إلى احتجاز الحرارة في منطقة القطع، مما يضعف طلاءات الأدوات ويؤثر على الدقة.
التصلّد بالعمل
قد ترفع تمريرات الأداة المتكررة صلادة السطح، ما يتطلب تخطيطًا دقيقًا للتمريرات ومراقبة للأداة.
استراتيجيات التشغيل المُحسّنة
اختيار الأداة
المعلمة | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | كربيد مطلي بتقنية PVD (K30–K40)؛ وCBN لتشطيبات ذات تحمّلات دقيقة | يتعامل مع الاهتراء الكاشط مع الحفاظ على قوة الحافة |
الطلاء | AlTiN أو TiAlCrN (3–5 ميكرومتر) | يخفض حرارة منطقة القطع ويطيل عمر الأداة |
الهندسة | زاوية ميل محايدة (0°)، حافة قطع مصقولة 0.03 مم | يعزّز متانة حافة القطع ويمنع التصاق الرايش |
معلمات القطع (ISO 3685)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/لفة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 10–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
تشطيب | 20–28 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
المعالجة السطحية لأجزاء Stellite 6K المشغَّلة
الضغط المتساوي الحرارة الساخن (HIP)
HIP عادةً غير ضروري لسبيكة Stellite 6K المشغولة، لكنه قد يُستخدم مع أشكال تعدين المساحيق أو الأشكال المُصنَّعة بالإضافة لتعزيز عمر التعب.
المعالجة الحرارية
المعالجة الحرارية بعد التشغيل يمكن أن تُحسّن توزيع الكربيدات وتقلل الإجهادات المتبقية الناتجة عن التشكيل أو قطع CNC.
لحام السبائك الفائقة
لحام السبائك الفائقة باستخدام تقنيات PTA أو TIG منخفضة التخفيف مع معدن حشو مطابق يساعد على الحفاظ على مقاومة الاهتراء والتلاصق عبر الوصلات.
الطلاء الحاجز للحرارة (TBC)
طلاء TBC يحمي من تعرية الغازات الساخنة ويعزز المتانة عند درجات الحرارة العالية في الأجزاء الدوّارة والترددية.
التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM)
EDM يضمن تشطيبًا دقيقًا للأجزاء ذات التحمّلات الضيقة مع Ra <0.5 ميكرومتر في الهندسات المُصلّدة أو المعقدة.
حفر الثقوب العميقة
حفر الثقوب العميقة مناسب لإنشاء جلب مقاومة للاهتراء ومكونات للتحكم بالتدفق بنسبة طول إلى قطر >20:1.
اختبارات المواد والتحليل
اختبارات المواد تشمل مقاومة الشد، وتحليل الصلادة الميكروية، والفحص المعدني البنيوي، وتقييم التلاصق وفق ASTM G98.
التطبيقات الصناعية لمكونات Stellite 6K
أنظمة الصمامات الصناعية
سيقان الصمامات والمرشدات ومكونات السدادة التي يجب أن تقاوم التلاصق تحت الضغط وتطرف درجات الحرارة.
محامل ووصلات في قطاع الطيران
جلب دقيقة ومكونات أنظمة تحكم تعمل في تلامس انزلاقي جاف أو مُزيت.
معدات النفط والغاز
مثبّتات رؤوس الحفر وأكمام المضخات وأختام دوّارة تتعرض لاهتراء ملاطي وتآكل بوسائط مائعة مسبِّبة للتآكل.
توليد الطاقة والآلات التوربينية
وسادات اهتراء لقسم المناطق الساخنة وأس surfaces إحكام معرّضة لأحمال حرارية عالية ودورات تحميل متكررة.
استكشف المدونات ذات الصلة
