I. මූලික ද්‍රව්‍ය සංයුතිය
1. දෘඪ අවධිය: ටංස්ටන් කාබයිඩ් (WC)
- සමානුපාතික පරාසය: 70–95%
- යතුරු ගුණාංග: අතිශය ඉහළ දෘඪතාව සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය පෙන්නුම් කරයි, Vickers දෘඪතාව ≥1400 HV සමඟ.
- ධාන්‍ය ප්‍රමාණයේ බලපෑම:
- රළු ධාන්‍ය (3–8μm): ඉහළ තද බව සහ බලපෑම් ප්රතිරෝධය, බොරළු හෝ දෘඩ අන්තර් ස්ථර සහිත සංයුති සඳහා සුදුසු වේ.
- සියුම්/අල්ට්‍රාෆයින් ධාන්‍ය (0.2–2μm): වැඩි දියුණු කළ දෘඪතාව සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය, ක්වාර්ට්ස් වැලිගල් වැනි අධික උල්ෙල්ඛ සංයුති සඳහා වඩාත් සුදුසුය.
2. බන්ධන අවධිය: කොබෝල්ට් (Co) හෝ නිකල් (Ni)
- සමානුපාතික පරාසය: 5–30%, ටංස්ටන් කාබයිඩ් අංශු බන්ධනය කිරීමට සහ තද බව ලබා දීමට “ලෝහමය මැලියම්” ලෙස ක්‍රියා කරයි.
- වර්ග සහ ලක්ෂණ:
- කොබෝල්ට්-පාදක (ප්‍රධාන ධාරාවේ තේරීම):
- වාසි: ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඉහළ ශක්තියක්, හොඳ තාප සන්නායකතාවක් සහ උසස් පුළුල් යාන්ත්‍රික ගුණාංග.
- යෙදුම: බොහෝ සාම්ප්‍රදායික සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව සංයුති (කොබෝල්ට් 400°C ට අඩු උෂ්ණත්වයකදී ස්ථායීව පවතී).
- නිකල් පාදක (විශේෂ අවශ්‍යතා):
- වාසි: ශක්තිමත් විඛාදන ප්රතිරෝධය (H₂S, CO₂ සහ ඉහළ ලවණතාවයකින් යුත් විදුම් තරල වලට ප්‍රතිරෝධී).
- යෙදුම: ආම්ලික වායු ක්ෂේත්‍ර, අක්වෙරළ වේදිකා සහ අනෙකුත් විඛාදන පරිසරයන්.
- කොබෝල්ට්-පාදක (ප්‍රධාන ධාරාවේ තේරීම):
3. ආකලන (ක්ෂුද්‍ර මට්ටමේ ප්‍රශස්තිකරණය)
- ක්‍රෝමියම් කාබයිඩ් (Cr₃C₂): ඉහළ උෂ්ණත්ව තත්ත්ව යටතේ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරන අතර බන්ධක අවධි අලාභය අඩු කරයි.
- ටැන්ටලම් කාබයිඩ් (TaC)/නයෝබියම් කාබයිඩ් (NbC): ධාන්‍ය වර්ධනය වළක්වන අතර ඉහළ උෂ්ණත්ව දෘඪතාව වැඩි කරයි.
II. ටංස්ටන් කාබයිඩ් දෘඪ ලෝහ තෝරා ගැනීමට හේතු
| කාර්ය සාධනය | වාසි විස්තරය |
|---|---|
| පළඳින්න ප්රතිරෝධය | දියමන්ති වලට පමණක් දෙවැනි වන දෘඪතාව, ක්වාර්ට්ස් වැලි වැනි උල්ෙල්ඛ අංශු මගින් ඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වේ (වානේ වලට වඩා 10+ ගුණයකින් අඩු ඇඳීමේ අනුපාතය). |
| බලපෑම් ප්රතිරෝධය | කොබෝල්ට්/නිකල් බන්ධන අවධියේ තද බව, පහළ සිදුරු කම්පන සහ බිටු පැනීම (විශේෂයෙන් රළු-ධාන්‍ය + ඉහළ-කොබෝල්ට් සූත්‍රගත කිරීම්) හේතුවෙන් ඛණ්ඩනය වීම වළක්වයි. |
| ඉහළ උෂ්ණත්ව ස්ථායිතාව | 300–500°C (කොබෝල්ට් මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහවල උෂ්ණත්ව සීමාව ~500°C) පහළ සිදුරු උෂ්ණත්වවලදී කාර්ය සාධනය පවත්වා ගනී. |
| විඛාදන ප්රතිරෝධය | නිකල් මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහ සල්ෆර් අඩංගු විදුම් තරල වලින් විඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වන අතර, ආම්ලික පරිසරවල සේවා කාලය දීර්ඝ කරයි. |
| පිරිවැය-ඵලදායීතාවය | දියමන්ති/ඝන බෝරෝන් නයිට්‍රයිඩ් වලට වඩා බෙහෙවින් අඩු පිරිවැයක්, වානේ තුණ්ඩ වලට වඩා 20-50 ගුණයක සේවා කාලයක් සහිත, ප්‍රශස්ත සමස්ත ප්‍රතිලාභ ලබා දෙයි. |
III. අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය සමඟ සංසන්දනය කිරීම
| ද්‍රව්‍ය වර්ගය | අවාසි | යෙදුම් අවස්ථා |
|---|---|---|
| දියමන්ති (PCD/PDC) | ඉහළ බිඳෙනසුලු බව, දුර්වල බලපෑම් ප්රතිරෝධය; අතිශයින් මිල අධිකයි (ටංස්ටන් කාබයිඩ් මෙන් ~100x). | තුණ්ඩ සඳහා කලාතුරකින් භාවිතා වේ; කලාතුරකින් අධික උල්ෙල්ඛ පර්යේෂණාත්මක පරිසරවල. |
| ඝන බෝරෝන් නයිට්‍රයිඩ් (PCBN) | හොඳ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයක් නමුත් අඩු දෘඪතාව; මිල අධිකයි. | අතිශය ගැඹුරු අධි-උෂ්ණත්ව දෘඩ ආකෘති (ප්‍රධාන ධාරාවේ නොවන). |
| සෙරමික් (Al₂O₃/Si₃N₄) | ඉහළ දෘඪතාවක් නමුත් සැලකිය යුතු බිඳෙනසුලු බවක්; දුර්වල තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධයක්. | රසායනාගාර වලංගුකරණ අදියරේ, තවමත් වාණිජමය වශයෙන් පරිමාණය කර නොමැත. |
| ඉහළ ශක්තියක් සහිත වානේ | ප්‍රමාණවත් නොවන ඇඳුම් ප්රතිරෝධය, කෙටි සේවා කාලය. | අඩු මට්ටමේ බිටු හෝ තාවකාලික විකල්ප. |
IV. තාක්ෂණික පරිණාම දිශාවන්
1. ද්‍රව්‍ය ප්‍රශස්තිකරණය
- නැනෝස්ඵටිකරූපී ටංස්ටන් කාබයිඩ්: ධාන්‍ය ප්‍රමාණය <200nm, දෘඪතාව අඩු නොකර 20% කින් දෘඪතාව වැඩි විය (උදා: Sandvik Hyperion™ ශ්‍රේණිය).
- ක්‍රියාකාරීව ශ්‍රේණිගත කළ ව්‍යුහය: තුණ්ඩ මතුපිට ඉහළ දෘඪතාවක් සහිත සියුම්-ධාන්‍ය WC, ඉහළ දෘඪතාවක් සහිත රළු-ධාන්‍ය + ඉහළ-කොබෝල්ට් හරය, සමතුලිත කිරීමේ ඇඳුම් සහ අස්ථි බිඳීම් ප්රතිරෝධය.
2. මතුපිට ශක්තිමත් කිරීම
- දියමන්ති ආලේපනය (CVD): 2–5μm පටලයක් මතුපිට දෘඪතාව >6000 HV දක්වා වැඩි කරයි, ආයු කාලය 3–5x කින් දීර්ඝ කරයි (30% පිරිවැය වැඩිවීම).
- ලේසර් ආවරණ: දේශීයකරණය වූ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අවදානමට ලක්විය හැකි තුණ්ඩ ප්‍රදේශ මත WC-Co ස්ථර තැන්පත් කර ඇත.
3. ආකලන නිෂ්පාදනය
- ත්‍රිමාණ මුද්‍රිත ටංස්ටන් කාබයිඩ්: හයිඩ්‍රොලික් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා සංකීර්ණ ප්‍රවාහ නාලිකා (උදා: වෙන්චුරි ව්‍යුහයන්) ඒකාබද්ධ ගොඩනැගීම සක්‍රීය කරයි.
V. ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීම සඳහා ප්‍රධාන සාධක
| මෙහෙයුම් කොන්දේසි | ද්‍රව්‍ය නිර්දේශය |
|---|---|
| අධික උල්ෙල්ඛ සංයුති | සියුම්/අති සියුම්-ධාන්‍ය WC + මධ්‍යම-අඩු කොබෝල්ට් (6–8%) |
| බලපෑම්/කම්පන අවදානම් කොටස් | රළු-ධාන්‍ය WC + ඉහළ කොබෝල්ට් (10–13%) හෝ ශ්‍රේණිගත ව්‍යුහය |
| ආම්ලික (H₂S/CO₂) පරිසර | නිකල් මත පදනම් වූ බන්ධකය + Cr₃C₂ ආකලන ද්‍රව්‍යය |
| අතිශය ගැඹුරු ළිං (>150°C) | කොබෝල්ට් පාදක මිශ්‍ර ලෝහ + TaC/NbC ආකලන (දුර්වල අධි-උෂ්ණත්ව ශක්තිය සඳහා නිකල් පාදක කිරීමෙන් වළකින්න) |
| පිරිවැය සංවේදී ව්‍යාපෘති | සම්මත මධ්‍යම-ධාන්‍ය WC + 9% කොබෝල්ට් |
නිගමනය
- වෙළඳපොළ ආධිපත්‍යය: ටංස්ටන් කාබයිඩ් හාඩ්මෙටල් (WC-Co/WC-Ni) යනු නිරපේක්ෂ ප්‍රධාන ධාරාව වන අතර එය ගෝලීය සරඹ බිට් තුණ්ඩ වෙළඳපොළෙන් 95% කට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක් නියෝජනය කරයි.
- කාර්ය සාධන හරය: WC ධාන්‍ය ප්‍රමාණය, කොබෝල්ට්/නිකල් අනුපාතය සහ ආකලනවල ගැලපීම් හරහා විවිධ ගොඩනැගීමේ අභියෝගවලට අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව.
- ප්‍රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි බව: එහි යෙදුම් සීමාවන් තවදුරටත් පුළුල් කරන අති නවීන තාක්ෂණයන් (නැනෝස්ඵටිකීකරණය, ආලේපන) සමඟින්, ඇඳුම් ප්රතිරෝධය, තද බව සහ පිරිවැය සමතුලිත කිරීම සඳහා ප්‍රශස්ත විසඳුම ලෙස පවතී.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූනි-03-2025
