Zirkoniya korund abrazivlari nima uchun ajralib turadi?

Mikrostruktural muhandislik: Cirkoniy korund abrazivlari qanday qilib yuqori qat'iylikka erishadi

Alumina matritsasida tetragonal cirkoniyning tarqalishi transformatsion qat'iylikni ta'minlaydi

Zirkoniya korund abrazivi biz 'muhandislik mikrostrukturasiga' ega deb ataydigan narsaga ega, ya'ni bu metastabil tetragonal zirkoniya kristallari yuqori soflikdagi alyumina asosli material bo'ylab juda tekis tarqatilgan. Bu moddaning maxsusligini 'transformatsion qattiqlik' deb ataladigan narsa ta'minlaydi — bu esa uning shikastlanishlarga qarshi qanchalik yaxshi chidashini tushuntiradi. Bu abrazivlar haqiqiy g'ildirakda ishlov berilganda tetragonal zirkoniya aslida monoklinik zirkoniya fazasiga o'tadi va bu jarayonda hajm taxminan 4% ga oshadi. Bu kengayish shikastlanishlar chegaralarida siqilish sohalari hosil qilib, ularning material ichida yanada chuqurroq tarqalishini to'xtatadi. Ishonchli ilmiy jurnallarda chop etilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ushbu maxsus dizayn oddiy eritilgan alyumina abrazivlariga nisbatan taxminan 50% yuqori shikastlanishga chidamlilik beradi. Eng ajoyib qismi shundaki, granulalar uzunroq vaqt davomida butunligini saqlaydi va ba'zi boshqa materiallar singari bir-biriga yopishib qolmaydi.

Faza barqarorligi va nazorat qilinadigan tetragonal-dan monoklinik holatga o'tish issiqlik shokiga chidamlilikni oshiradi

Materiallarning issiqlikda barqarorligi ma'lum barqarorlashtiruvchi oksidlardan, masalan, ittriya oksididan foydalanishga bog'liq. Bu birikmalar materialni tinch turganda tetragonal shaklida saqlaydi, lekin amaliy ishlatilganda mexanik kuchlanish ta'sirida tezda o'tishga imkon beradi. Amalda bu shuni anglatadiki, fazaviy o'tishlar faqat haqiqiy mexanik zarurat paytida sodir bo'ladi, oddiy temperaturaning tasodifiy o'zgarishlari sababli emas. Material issiqlik energiyasini keskin troshlanish natijasida buzilish o'rniga nazorat qilinadigan kengayish orqali yutadi. Qattiq sharoitda abraziv materiallar bilan ishlaydigan har qanday kishi uchun bu juda muhim. Material yuzlab issiq-sovuq sikllardan keyin ham mustahkamlikni saqlaydi va 1000 °S dan yuqori haroratlarda ham yaxshi birlashib turadi. Bunday ishlash qobiliyati metallarni doimiy ravishda silliqlash operatsiyalari yoki aviatsiya dvigatellari uchun detallarni yakunlash kabi juda yuqori harorat talab qiladigan sohalarda ahamiyatli farq qiladi.

Issiqlik va mexanik ishlash: Zirkoniy korund abrazivda issiqlikga chidamlilik va o'z-o'zidan o'tkirlik

1000°C dan yuqori haroratlarda ajoyib eritilmaydiganlik va yuqori haroratli mustahkamlik

Tsirkoniya korund abrazivi 1000 °C dan yuqori haroratlarga uzun muddat ta'sir qilganda ham o'z qattikligining taxminan 85% ini saqlaydi. Bu xususiyat po'lat ishlab chiqarish zavodlari va quvvat hosil qilish ob'ektlari kabi ekstremal sharoitlar tez-tez uchraydigan turli sanoat sohalariда sinovdan o'tkazilib, tasdiqlangan. Bu ajoyib issiqlikga chidamlilikning sababi — tsirkoniyaning tabiiy ravishda issiqlikni o'tkazish qobiliyatining pastlig'idir. Ishlatilganda bu xususiyat abraziv bilan ishlanayotgan materialga o'tadigan issiqlik miqdorini taxminan 40% ga kamaytiradi (bu oddiy eritilgan minerallarga nisbatan). Buning ahamiyati nimada? Bu, asosan, sirt ostidagi noko'rin zararlarga qarshi issiqlikdan himoya qiluvchi bir xil termik panjara hosil qiladi va shu bilan birga abrazivning o'zining xizmat muddatini uzartiradi. Bu xususiyat ayniqsa, kuchli g'ildirakli silliqlash usullarini talab qiladigan qiyin materiallar — masalan, chelakli po'lat yoki asbob po'latlari bilan ishlashda ayniqsa qimmatli hisoblanadi.

Boshqariladigan mikroshiklanish mexanizmi g'ildirakni ishlash jarayonida kesish yuzalarini o'tkir saqlaydi

O'z-o'zidan o'tkirlanish effekti tasodifiy yeyilish namunalari tufayli emas, balki don chegaralarida sodir bo'ladigan aniq o'zgarishlardan kelib chiqadi. Mexanik yuk ortganda, bu sohalarda tetragonal fazodan monoklinik fazoga o'tish sodir bo'ladi va bu kichik, bashorat qilinadigan shiklanishlarga sabab bo'ladi. Shu shiklanishlar hosil bo'lganda doim yangi kesish yuzalarini ochib beradi. Bu xususiyat ayniqsa qimmatli, chunki u g'ildirakning glazurlanishini oldini oladi, materialni olib tashlash tezligini barqaror saqlaydi va asbobning xizmat ko'rsatish muddatini oddiy monokristall abrasivlar bilan solishtirganda taxminan 1,5 marta uzartiradi. Maydon sinovlari zinkirli po'latni ishlashda energiya sarfi 30 foizga kamayishini ko'rsatdi. Bunday energiya tejash kesish jarayonining samarali davom etayotganligini va ortiqcha qarshilik muammolarisiz ekanligini isbotlaydi.

Namuna sifatida ishlash: Zirkoniy korund abrasivi va an'anaviy eritilgan abrasivlar

aZ25 va standart eritilgan alumina bilan solishtirganda, ishlashga chidamlilik va siqilishga chidamlilik 35–50% ga yuqori

Sinovlar shuni ko'rsatadiki, zirkoniy korundumli abraziv material o'xshash yuk ostida ishlashga chidamlilik va siqilish kuchlarini qabul qilish bo'yicha AZ25 darajasidagi va oddiy eritilgan alumina abrazivlari bilan solishtirganda taxminan 35 dan 50 foizgacha yuqori natijalarga erishadi. Bu yaxshilanishlar aslida ish joyida ahamiyatli farq qiladi. Korxonalar abraziv vositalarni kamroq almashtirishni, bir tonna qayta ishlangan material uchun kamroq abraziv ishlatishni va kutilmagan texnikaviy to'xtashlarni sezilarli darajada kamaytirishni bildirishmoqda. Buning sababi nima? Aynan shu transformatsiya orqali mustahkamlangan mikrostruktura yuqori bosim va cheklangan tezlikda kesish jarayonlarida barcha narsani bir butun sifatida saqlab turadi. Ushbu abraziv material — ta'mirlash xarajatlarini oshirmasdan ishlab chiqarish samaradorligini oshirishni istagan ishlab chiqaruvchilar uchun bugungi kunda deyarli standart jihozga aylandi.

Amaliy qo'llanish sohalari: Zirkoniy korundumli abraziv materialning muhim afzalliklari namoyon bo'ladigan joylar

Zirkoniya korund abrazivi oddiy abrazivlar vazifani bajarolmaydigan hollarda, ayniqsa, kuchli issiqlik, bosim yoki qattiq kimyoviy muhitda ishlashda haqiqatan ham ajralib turadi. Ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar bu materialni nisbatan og'ir ishlarni — masalan, po'lat ishlab chiqarishda noodatiy qo'llaniladigan po'lat, asbob po'lati va qiyin qotishmali nikelli qotishmalar bilan ishlashda — qo'llaydi. Shuningdek, u samolyotlar ishlab chiqarishida foydalaniladigan titannik qismlar va quyidagi cho'kma temir rotorlarga yuqori sifatli yakuniy ishlov berishda ham ajoyib natija beradi. Qo'llanuvchilar (payvandchilar) ham uni afzal ko'radi, chunki u uloq tayyorlash paytida issiqlikka bog'liq shakil o'zgarishini minimal darajada kamaytirishga yordam beradi. Materialning korroziyaga chidamliligi uni farmatsevtika zavodlari va kimyoviy ishlab chiqarish korxonalarida kontaminatsiya (ifloslanish) katta muammo bo'lgan tozalik talab qilinadigan ishlarda ishlatish uchun ideal qiladi. Shu bilan birga, neft va gaz sohasida zirkoniya korund abrazivi standart eritilgan alumina mahsulotlarini tezda yemirib yuboradigan abraziv suspensiyalar va ekstremal bosim sharoitlariga chidamli.