ریخته گری استلایت و آلیاژهای پایه کبالت

ریخته گری کبالت

کبالت یک فلز سخت و براق به رنگ نقره ای مایل به خاکستری است که به طور طبیعی در برابر اکسیداسیون (زنگ زدگی) توسط یک لایه اکسیدی غیرفعال محافظت می شود. مانند نیکل، کبالت فقط در طبیعت به شکل ترکیب شیمیایی (آلیاژ های طبیعی) یافت می شود. کبالت خالص را می توان از طریق ذوب احیا کننده تولید کرد.

آلیاژ های کبالت مقاوم در برابر خوردگی، حرارت و سایش هستند. این امر باعث می شود که ریخته گری آلیاژ کبالت در صنایع بی شماری از جمله پزشکی، نیروگاه، خودرو و سایر کاربردهایی که اکسیداسیون یک مسئله و استحکام بالا مورد نیاز است، بسیار مفید باشد. به عنوان مثال در صنعت پزشکی از ریخته گری های دقیق کبالت برای ساخت ایمپلنت های ارتوپدی استفاده می شود که به مرور زمان فرسوده نمی شوند. از آلیاژ کبالت در محیط هایی پر اصطکاک به دلیل استحکام و روان کنندگیشان (یا کیفیت ضد چسبندگی) استفاده می شود. همچنین محیط هایی با درجه حرارت بالا، مانند توربین های توربوشارژر و توربین های جت. آلیاژ های کبالت مقاومت خوبی در برابر خزش و خستگی حرارتی نیز دارند.

کاربردهای متداول:

• ایمپلنت‌های ارتوپدی
• موتور جت

آلیاژ کبالت-کروم (F75)

کبالت کروم (CoCr) یا آلیاژ F75، آلیاژی فلزی است که از ترکیب کروم و کبالت تشکیل شده است. کبالت-کروم (F75) از استحکام بسیار بالایی برخوردار است که آنرا برای کاربردهایی چون توربین های گازی، ایمپلنت های پزشکی و ارتوپدی ایده آل می کند. این آلیاژها عاری از نیکل بوده (کمتر از 0.1% نیکل) و دارای ساختار دانه یکپارچه کریستالی است.

خواص آلیاژ کبالت-کروم

CoCrMo یک سوپرآلیاژ بر پایه کبالت-کروم و مولیبدن است که خواص مکانیکی فوق العاده ای دارد. مقاومت در برابر سایش و خوردگی، زیست سازگاری، استحکام فوق العاده همگی جزئی از خواص این سوپر آلیاژ هستند. قطعاتی که از آلیاژ F75 کبالت کروم ساخته می شوند در صورت نیاز قابلیت ماشینکاری، جوشکاری، پولیش و کوتینگ را دارند. این آلیاژ برای کاربردهای پزشکی و بایومدیکال بسیار مناسب است و در مکان هایی با دمای کاری بالا (1000-500 درجه سانتی گراد) و خورنده کاربرد دارد.

کاربردهای آلیاژ کبالت-کروم:

• اجزای موتورها
• توربین های گازی و بادی
• دستگاه و ایمپلنت های پزشکی مانند پروتزها
• ایمپلنت های دندان

آلیاژ های پایه کبالت استلایت

استلایت مجموعه ای از آلیاژ های کبالت-کروم است که ممکن است حاوی تنگستن یا مولیبدن نیز باشند. آنها خاصیت مغناطیسی ندارند و از مقاومت سایشی فوق العاده ای برخوردارند. آلیاژ های پایه کبالت استلایت در محیط های شیمیایی و خورنده عملکرد بسیار خوبی از خود نشان میدهند و همچنین دارای نقطه ذوب بسیار بالایی هستند که باعث می شود از آنها در کاربردهایی که درجه حرارت بالا مد نظر است، استفاده شود.

دیگر خصوصیات و فواید آن ها بسته به گریدشان شامل: مقاومت در برابر ترک خوردگی گرمایی، خستگی سطحی و مقاومت به شکست تنشی است. برخی از آلیاژ های پایه کبالت استلایت محبوب در زیر آورده شده اند:

• استلایت 25#
• استلایت 31#
• استلایت 6#
• استلایت 21#
• استلایت 93#

آلیاژ کبالت 6 – AMS 5387

• مورد استفاده ترین آلیاژ کبالت: برای محیط های معمولی که خاصیت سایشی مورد نیاز است، استفاده می شوند.
• مقاومت بالا در محدوده های دمایی مختلف.
• سختی خود را تا دمای 490 درجه سانتی گراد حفظ می کنند.
• به خوبی در برابر ضربه و سوراخ کاری سطح مقاومت می کنند.

آلیاژ کبالت 3

• درصد بالای کربن آنها باعث می شود تا در برابر ساییدگی و فرسایش مقاومت نشان دهند.

آلیاژ کبالت 21 – AMS 5385

• شکل پذیری کم
• مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی و مکانیکی

آلیاژ کبالت 31 – AMS 5382

• خاصیت کششی و خزش زیاد
• مقاومت بسیار بالا در برابر سایش فلز روی فلز
• عملکرد مناسب در دماهای بالا

آلیاژ های پایه کبالت FSX-414

FSX-414 یک آلیاژ نیکل-کبالت است که استحکام زیادی دارد و مقاومت در برابر خوردگی آن نیز بالا است. به طور معمول برای ریخته گری دقیق قطعات دما بالا در نیروگاه ها، کوره های صنعتی و دیگر صنایع استفاده می شود.

استلایت چیست؟ ریخته گری استلایت 6، 12 و 21

استلایت نام تجاری خانواده‌ای از آلیاژهای کبالت-کروم است که برای سایش، خوردگی و دمای بالا ساخته شده‌اند. سختی آن‌ها از زمینه‌ی کبالت-کروم و کاربیدهای سخت (کروم و تنگستن یا مولیبدن) می‌آید. چون ماشینکاری این آلیاژها سخت است، ریخته گری دقیق معمولاً اقتصادی‌ترین راه تولید قطعه‌ی نزدیک به شکل نهایی است. وزن قطعات قابل تولید ما از ۱۰ گرم تا ۱۲۰ کیلوگرم است.

مقایسه‌ی گریدهای پرکاربرد

این جدول مرور کلی است؛ مشخصات دقیق هر گرید به استاندارد و سفارش بستگی دارد و باید با مشتری نهایی شود. استلایت 6 و 21 و 31 معادل AMS 5387، 5385 و 5382 در فهرست بالا آمده‌اند.

استلایت برای شیرآلات و سایش

در شیرآلات صنعتی سطوح آب‌بندی در معرض سایش، سیال خورنده و دما هستند؛ همین‌جا استلایت جای فولاد معمولی را می‌گیرد. پمپ‌ها و قطعاتی که در معرض ساییدگی هستند هم از آن استفاده می‌کنند (پمپ و پروانه).

ماشینکاری و عملیات پایانی

آلیاژهای استلایت سخت‌اند و ماشینکاری سنتی آن‌ها دشوار است؛ بهتر است قطعه نزدیک به ابعاد نهایی ریخته شود و فقط سطوح حساس سنگ‌زنی یا ماشینکاری شوند.

اطلاعات لازم برای استعلام

• نقشه‌ی فنی یا نمونه
• گرید یا استاندارد مورد نظر (مثلاً استلایت 6)
• وزن تقریبی و تعداد سفارش
• شرایط کار: دما، سایش و محیط شیمیایی

برای ارسال نقشه از صفحه‌ی تماس استفاده کنید. گزینه‌های دیگر را هم ببینید: آلیاژهای نیکل و ریخته گری استیل.

سؤالات متداول

استلایت با فولاد ضد زنگ چه فرقی دارد؟ استلایت پایه‌ی کبالت-کروم است و برای سایش و دمای بالا انتخاب می‌شود؛ استیل ضد زنگ پایه‌ی آهن است و برای خوردگی عمومی ارزان‌تر است.

استلایت مغناطیسی است؟ خیر، این آلیاژها غیرمغناطیسی‌اند.

کدام گرید را انتخاب کنم؟ برای سایش عمومی استلایت 6، برای ضربه و شوک حرارتی 21، و برای دمای بالا 31 معمولاً نقطه‌ی شروع است.