碳化铬

背景

碳和铬可以结合形成许多不同的化合物，这些化合物在焊接和热喷涂中使用。除了这些碳化铬的目前的应用，该材料具有对硬铬电镀更环保的更换潜力。

铬 - 碳系统

图1显示了铬 - 碳相图和表1的一部分是产生的标准碳化铬的碳化铬。可以看出，有三种主要化合物，这些主要化合物和所产生的不同等级的基础。

表格1。标准等级的碳化铬。

生产铬碳化物

伦敦和斯堪的纳维亚冶金CO（LSM）通过铝热还原和真空栅的组合生产碳化铬，在1500°C及以上的温度下。制备铬金属，氧化铬和碳的混合物，然后装入真空炉中。炉内的压力降低，温度增加到1500℃。碳与氧化铬反应以形成铬金属和一氧化碳气体，其被抽吸到真空泵中。然后将铬金属与剩余的碳结合形成碳化铬。

氧化铬，铬金属和碳之间的确切平衡决定了产生的碳化铬的等级。这是大力控制，以确保产品质量适用于市场严重的航空航天。

生产铬金属

在通过铝的降低产生的LSM S中使用的铬金属，其中构成了氧化铬和铝粉的混合物。然后将其装入烧制容器中，其中燃烧容器被点燃。铝在2000-2500℃的温度下将氧化铬与铬金属和氧化铝渣减少。铬在烧制容器底部形成熔池，在发射容器的底部，在热量下降时可以收集它以使其能够处理。然后将铬转化为粉末并用作生产碳化铬的原料。

粉末粉碎

铬的研磨和碳化铬均在研磨机中进行。在磨削精细金属粉末时，厂家总是存在爆炸的风险，并且磨机专门设计用于处理诸如此类的潜在危险。低温冷却（液氮）也适用于研磨机以促进研磨。

应用程序

耐磨涂料

碳化铬很硬，它们的一般用途是在需要保护的部件上提供硬耐磨涂层。当与保护金属基质结合时，可以开发耐腐蚀以及耐磨涂层，易于施加和成本效益。这些涂层通过焊接或热喷涂施加。与其他碳化物结合时，碳化铬可用于形成切削刀具。

焊接电极

碳化铬焊接电极越来越多地使用，而不是早期的铬铁/碳电极，因为它们提供了优异的和更一致的结果。在碳铬/碳焊接电极中，在焊接过程中产生碳化铬以提供硬耐磨层。然而，碳化物的形成由焊缝中的精确条件决定，因此在含有碳化铬的电极没有看到的焊缝之间存在变化。这反映在焊缝矿床的耐磨性中。使用干砂橡胶轮试验，与碳化铬相比，已发现沉积的熔融铜沉积的焊缝焊接率高达250％（表2）。

焊接行业的趋势，从使用粘性电极到磁芯线的趋势是有益的碳化铬。碳化铬几乎完全用于磁通芯线而不是高碳铬铁，因为它不会遭受由高碳铬铁中的额外铁引起的稀释效果。这意味着可以制备含有更多硬质碳化铬颗粒的涂层，这表现出更大的耐磨性。欧洲杯猜球平台因此，由于自动化的效果和与磁通芯线焊接技术相关的更高的生产率以及与磁通芯线焊接技术相关的更高的生产率来进行磁芯电极的切换，因此碳化铬的市场增加。

典型的应用是传送器螺钉，燃料搅拌机叶片，泵叶轮和需要腐蚀性耐磨性的一般应用的硬折叠。

热喷涂应用

在热喷涂应用中，碳化铬与金属基质如镍铬相结合。通常存在3：1的碳化物重量与金属基质的比例。存在金属基质以将碳化物粘合到已经涂覆并提供高度耐腐蚀性的基材上。腐蚀和耐磨性的组合意味着热喷涂的CRC-NiCR涂层适合作为高温磨损的屏障。因此，他们在航空航天市场发现了越来越多的应用。这里的典型用途是棒心轴的涂层，热成型模具，液压阀，机器部件，铝部件的磨损保护和耐腐蚀性良好的耐腐蚀性，耐磨性高达700-800°C。

镀铬替代品

用于热喷涂涂层的新应用是硬铬镀层的替代品。硬铬镀层可以在低成本下产生具有良好表面光洁度的耐磨涂层。通过将物品浸没在含有铬的化学溶液中的罐中涂覆来获得铬涂层。然后通过罐通过电流，使铬沉积在部分上并形成相干涂层。然而，由于从使用的电镀溶液中处理污水的处理而产生的环境问题越来越多，这些问题导致过程的成本增加。

基于碳化铬的涂层具有比硬铬镀层的2％和5倍之间的耐磨性，并且不会遭受流出物处理问题。因此，它们以硬铬电镀的代价，它们的越来越多地使用，特别是如果耐磨性是重要的，或者如果在很大程度上需要厚厚的涂层。这是一个令人兴奋和快速增长的地区，随着遵守环境立法的成本而变得更大。

切割工具

切削刀具中的主要材料是碳化钨粉末，其用钴烧结以产生极其硬的切削工具。为了改善这些切削刀具的韧性，将碳化钛，碳化铌和碳化铬加入碳化钨中。碳化铬的作用是防止烧结过程中的晶粒生长（一种晶粒细化的形式）。否则，在烧结过程中会产生过大的晶体，这将对切削工具的韧性有害。毫不夸张地说，现代切割工具无法在没有添加剂的情况下实现目前的性能。

主要作者：乔纳森埃利斯和迈克尔山

欧洲杯足球竞彩材料世界，卷。5号，第11页，第116-37号，1997年11月。

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