碳化硼80#藥芯焊絲

1. 此描述是什麼意思？

• 碳化硼 (B₄C)：這是關鍵成分。碳化硼是已知最硬的材料之一，僅次於鑽石和立方氮化硼。其莫氏硬度介於 9 到 10 之間。這種極高的硬度賦予了焊接沉積物最主要的特性： 卓越的耐磨性。
• 80#：這表示碳化硼磨料顆粒在混入鋼絲前的粒徑 。 「#」指的是美國目數標準。 80目粒度對應的平均粒徑約為180微米（0.007吋）。這是一種相對較粗的粒度，適用於高耐磨性加工，而非光滑表面。
• 藥芯焊絲（FCAW）：這是輸送系統。它是一個金屬管（“護套”），裡面填充著粉末狀的焊劑（“藥芯”）。在這種情況下，藥芯由碳化硼顆粒與其他助焊劑混合而成。

2. 目的和應用

• 極強的耐磨性：這是其主要功能。焊接層成為一種複合材料，其中極其堅硬的碳化硼顆粒嵌入到堅韌的金屬基體（通常為鐵基）中。
• 良好的潤滑性：碳化硼在特定條件下具有自潤滑性能。
• 中子吸收： B₄C 是一種強中子吸收劑，但這很少是它用於硬面堆焊的原因；耐磨性才是主要驅動因素。

• 採礦和礦物加工：鑽頭、破碎輥、粉碎錘、泥漿泵葉輪和輸送螺旋，用於處理高磨蝕性礦石。
• 建築材料：挖土機齒、推土機刀刃、隧道掘進機刀盤。
• 農業：犁鏵、耕耘機等工具在沙質或岩石土壤中作業。

3. 工作原理：焊接過程

1. 焊接：將藥芯焊絲連續送入焊接電弧（例如藥芯焊絲電弧焊或埋弧焊）。
2. 熔化：外層金屬熔化，形成熔池基。藥芯產生保護性氣體保護層和熔渣，以保護熔融金屬免受空氣污染。
3. 顆粒摻入：焊芯中的碳化硼顆粒釋放到熔池中。由於其熔點極高（超過2400°C），它們 不會熔化，而是以固體顆粒的形式存在。
4. 凝固：熔池凝固，將堅硬的碳化硼顆粒包覆在韌性較強、延展性較好的金屬基體中。最終在零件表面形成金屬基複合材料（MMC）層。

4. 關鍵考量與挑戰

• 焊接難度極大：碳化硼會與鐵反應。在電弧溫度下，它會溶解並形成硼化鐵，硼化鐵硬度極高，但同時也非常脆。這會導致：
  • 高裂紋敏感度：焊接熔敷層因殘餘應力高和脆性大而易開裂。預熱和嚴格控制層間溫度 至關重要。
  • 需要專業技能：這種焊絲不適合新手焊工使用。它需要技術嫻熟的操作人員，他們必須了解硬面堆焊脆性材料的工藝流程。
• 供應有限：標準常用的堆焊焊絲採用碳化鉻或碳化鎢。碳化硼焊絲屬於小眾特種產品。您可能需要聯絡專業的堆焊焊絲製造商，而不是一般的焊接供應商。
• 成本：碳化硼是一種昂貴的材料。這種焊絲的成本將遠高於標準硬面堆焊合金。
• 可加工性：最終焊接熔敷層 無法以傳統工具加工，只能透過鑽石或立方氮化硼（CBN）砂輪打磨進行精加工。

5. 與其他硬面堆焊絲的比較

結論

1. 磨損程度是否嚴重到足以證明其成本和複雜性是合理的？對於 90% 的堆焊作業，使用碳化鉻或碳化鎢焊絲就足夠了，而且操作起來也容易得多。
2. 我是否有技術嫻熟的焊工和嚴格的製程控制（尤其是預熱）來防止開裂？如果沒有，這項應用程式很可能會失敗。