كيفية تحقيق التوازن بين مقاومة التآكل ومقاومة التأثير ومتانة أسنان الدلو؟

اختيار المادة المناسبة

اختيار مادة الأساس المناسبة: يجب اختيار مادة الأساس المناسبة بناءً على ظروف التشغيل المحددة. على سبيل المثال، يتميز الفولاذ عالي المنغنيز بخصائص تصلب ممتازة في العمل البارد، مما يُحسّن مقاومة التآكل من خلال التصلب في ظروف الصدمات العالية. ومع ذلك، تكون مقاومته للتآكل ضعيفة تحت الأحمال المنخفضة. من ناحية أخرى، يعتمد الفولاذ المصبوب عالي القوة والمقاوم للتآكل والمصنوع من سبائك دقيقة على السيليكون والمنغنيز. بإضافة عناصر سبائكية مثل الكروم والموليبدينوم والفاناديوم، يحقق قوة ومتانة فائقتين، ويُظهر مقاومة فائقة للتآكل تحت الأحمال المنخفضة والمتوسطة، مقارنةً بالفولاذ عالي المنغنيز.

تحسين تركيب السبائك: إضافة كمية مناسبة من الكربون تزيد من صلابة الفولاذ ومقاومته للتآكل؛ وإضافة عناصر مثل النيكل والموليبدينوم تُحسّن متانته ومقاومته للصدمات؛ والكروم يزيد من مقاومته للتآكل. بضبط نسب هذه العناصر السبيكية بشكل صحيح، يمكن موازنة الخصائص الثلاث لسن الدلو إلى حد ما.

تحسين عمليات التصنيع

تحسين نقاء الفولاذ: يؤدي تقليل الشوائب غير المعدنية والعناصر الغازية في الفولاذ إلى تقليل العيوب الداخلية، وتحسين الأداء العام للفولاذ، وتقليل بدء وانتشار الشقوق الناجمة عن الشوائب، وبالتالي تحقيق توازن متوازن بين مقاومة التآكل ومقاومة الصدمات والصلابة.

تحسين عمليات المعالجة الحرارية: من خلال المعالجات الحرارية، مثل الإخماد والتطبيع، يمكن تعديل بنية المادة. على سبيل المثال، يمكن تحقيق مقاومة فائقة للتآكل مع منع الكسر من خلال المعالجة الحرارية المسبقة للمسبوكات الفولاذية منخفضة الكربون والسبائك، وذلك من خلال المعالجة المسبقة بمحلول عالي الحرارة والتلدين الكروي، يليه الإخماد والتطبيع عند درجات حرارة مناسبة. كما يمكن استخدام المعالجة الحرارية السطحية والمعالجة الحرارية الميكانيكية لتقوية أجزاء مختلفة من أسنان الدلو.

يمكن لعمليات الصب المتقدمة، مثل صب الرغوة المفقودة، تحسين دقة الصب وجودة السطح، وتقليل عيوب الصب، وضمان أداء أسنان الدلو. كما يمكن لعمليات الصب والتشكيل المدمجة الجمع بين مزايا الصب والتشكيل لتحسين الأداء العام لأسنان الدلو.

تقوية السطح: يمكن استخدام تقنيات تقوية السطح، مثل التكسية، والصقل بالخرطوم، والحشوات، لإنشاء طبقة عالية الصلابة ومقاومة للتآكل على سطح سنّ الدلو مع الحفاظ على متانة المادة الأساسية. على سبيل المثال، يُمكن لتكسية طبقة من سبيكة عالية المقاومة للتآكل أو إدخال حشوات كربيد في مناطق التآكل الرئيسية لسنّ الدلو أن يُحسّن مقاومة التآكل بشكل ملحوظ، بينما تضمن متانة المادة الأساسية عدم كسر سنّ الدلو عند الاصطدام.

تحسين التصميم الهيكلي

تصميم شكل وزاوية أسنان الجرافة بشكل عقلاني: صمّم شكل وزاوية تركيب أسنان الجرافة المناسبين بناءً على ظروف العمل المختلفة. على سبيل المثال، في التعدين، تُحسّن أسنان الجرافة ذات زاوية التركيب الضحلة والمقطع العرضي الأسمك والطول الأقصر من متانة الحفر. أما في حفر التربة الرملية، فتُحسّن أسنان الجرافة ذات زاوية التركيب الأكبر والمقطع العرضي الأرق وشكل الأسنان الأكثر استواءً وطولاً من كفاءة الحفر مع تحقيق توازن معين بين خصائص الأداء الثلاث.

تحسين البنية الكلية لسن الدلو: يمكن حفر أخاديد طويلة أو ثقوب دائرية في الجزء السفلي من السن لزيادة فعالية تآكل المعدن، وتغيير توزيع القوة، وتخفيف تركيز الإجهاد، مما يحسن مقاومة السن للتآكل والصدمات. علاوة على ذلك، يسمح هيكل سن الدلو المعياري باستبدال الأجزاء المتآكلة بشكل فردي، مما يقلل التكاليف ويتيح تصميمًا مثاليًا بناءً على ظروف التآكل والصدمات لمختلف الأجزاء باستخدام مواد ذات خصائص مختلفة.