Applicazione del carburo di silicio verde/nero nei rivestimenti antiusura
Il carburo di silicio comprende il carburo di silicio verde (durezza Mohs 9,4) e il carburo di silicio nero (durezza Mohs 9,15).
Analisi dell’applicazione del carburo di silicio nei rivestimenti resistenti all’usura.
I. Vantaggi prestazionali
Durezza e resistenza all’usura ultraelevate
La durezza Mohs del carburo di silicio è superiore a 9,0 e il valore di durezza Vickers è compreso tra 2500 e 3000 HV, un valore di gran lunga superiore a quello dei materiali metallici tradizionali (come acciaio, lega di alluminio) e di altri materiali ceramici (come WC-Co, CrC). Le sue caratteristiche di durezza e fragilità possono ridurre significativamente il tasso di usura delle apparecchiature in ambienti estremi come carichi elevati e attrito a secco.
Eccellente resistenza alla corrosione I rivestimenti
in carburo di silicio mostrano un’inerzia chimica stabile in acidi forti, alcali forti e mezzi corrosivi ad alta temperatura e sono adatti per ambienti corrosivi come apparecchiature chimiche e sistemi di desolforazione.
Stabilità alle alte temperature:
il carburo di silicio ha un punto di fusione fino a 2700 °C e mantiene comunque un’elevata resistenza e resistenza all’ossidazione ad alte temperature, il che lo rende adatto per applicazioni ad alta temperatura come componenti di motori aerospaziali e apparecchiature metallurgiche.
Proprietà autolubrificanti
: la microstruttura delle particelle di carburo di silicio può ridurre la resistenza all’attrito, ridurre il consumo energetico delle apparecchiature e migliorare l’efficienza operativa.
2. Tecnologia di preparazione
Spruzzatura al plasma:
utilizza plasma ad alta temperatura, superiore a 15.000 °C, per fondere la polvere di carburo di silicio e spruzzarla sul substrato ad alta velocità per formare un rivestimento denso e uniforme, adatto alla lavorazione di materiali ad alto punto di fusione.
Spruzzatura a fiamma ad alta energia (HVOF):
spruzza la polvere di carburo di silicio sulla superficie metallica attraverso un flusso d’aria supersonico, con una forte forza di adesione, adatta alla preparazione di rivestimenti resistenti agli urti.
Spruzzatura a freddo:
il processo a bassa temperatura evita il cambiamento di fase del materiale ed è adatto alla preparazione di rivestimenti in carburo di silicio su substrati sensibili al calore.
3. Campi di applicazione
Industria energetica e chimica
Apparecchiature per petrolio e gas naturale: utilizzate per la protezione da alte temperature e corrosione di condotte, valvole e altri componenti. Sistema di desolforazione: l’agente protettivo in carburo di silicio ad alto peso molecolare può riparare la corrosione e l’usura delle torri di desolforazione e prolungare la durata delle apparecchiature di oltre 10 anni.
Industria mineraria e metallurgica:
il rivestimento interno dei macchinari per l’estrazione mineraria e delle apparecchiature per la lavorazione dei minerali adotta un rivestimento in carburo di silicio per resistere all’erosione di gas e materiali contenenti polvere ad alta concentrazione. Industria aerospaziale:
componenti chiave come pale di turbine e parti di motori sfruttano la stabilità alle alte temperature e le proprietà autolubrificanti dei rivestimenti in carburo di silicio. Produzione di macchinari:
utensili e cuscinetti sono rivestiti in carburo di silicio per migliorare la resistenza all’usura e ridurre i costi di manutenzione.
4. Direzione di ottimizzazione tecnica:
Migliorare ulteriormente la tenacità alla frattura, la resistenza all’impatto e la resistenza all’ossidazione dei rivestimenti in carburo di silicio attraverso nanocompositi, rinforzi in fibra o modifiche del rivestimento superficiale (come la deposizione fisica da vapore). Ad esempio, le strutture micro-nano composite possono ridurre la propagazione delle cricche, mentre il rinforzo in fibra di carbonio può migliorare la resistenza all’impatto.
Il contenuto sopra riportato riassume le caratteristiche principali, il processo di preparazione e le applicazioni multisettoriali dei rivestimenti resistenti all’usura in carburo di silicio, dimostrandone l’ampia applicabilità e il potenziale tecnico nel campo della protezione industriale.