




?脆性断裂陶瓷喷嘴材料的冲蚀磨损模型
硬度较高和粒度较大的磨料颗粒对陶瓷喷嘴材料的冲击,造成材料表层形成横向和径向两种裂纹。如果承受不住一定的温度也是要进行更换,所能承受的温度一定要大于所喷材料。一次或少数几次冲击下,两种裂纹相交形成碎片导致材料流失,即为脆性断裂冲蚀。B4C和B4C/(W,Ti)C陶瓷喷嘴在白刚玉和SC磨料冲蚀下的磨损机制即属于这种情况。
当一个颗粒以速度Vp冲击材料表面时,便产生接触半径为a的压痕,并由冲击颗粒在冲击方向上沿平行与材料表面造成深度为h,直径为2c的层状裂纹,设固体颗粒冲击导致材料迁移是这种层状裂纹引起材料断裂剥落的结果,则由单个颗粒造成的冲蚀磨损体积为VEi=πc2h.
对喷嘴冲蚀磨损的影响因素进行系统研究,结果表明:喷嘴的冲蚀磨损率随磨料硬度的提高而增大。对陶瓷喷嘴而言,随着喷嘴硬度的提髙,磨料硬度对其冲蚀率的影响程度减弱,说明陶瓷喷嘴的硬度越高,抵抗高硬度磨料冲蚀的能力越强。按行业分类,可分为石化喷嘴,农业喷嘴,纺织喷嘴,造纸喷嘴,环保喷嘴,喷涂喷嘴,化工喷嘴,钢铁喷嘴,电子版路喷嘴。各种喷嘴的冲蚀率皆随磨料硬度与喷嘴硬度比H2/H的增大而增大,为减小喷嘴的冲蚀磨损,在尽量保证H/H:lt;1的前提下,硬磨料应选用硬度高的喷嘴,软磨料选用硬度低的喷嘴。喷嘴的冲蚀磨损率随磨料粒度的增大而增大。磨料粒度越大,对高硬度陶瓷喷嘴的冲蚀磨损率影响越严重,而磨料粒度对硬质合金喷嘴冲蚀磨损率的影响与陶瓷喷嘴相比不剧烈,其相对较高的冲蚀率主要来自磨料高硬度的贡献。
由于棕刚玉磨料硬度低,当其冲击喷嘴表面时,自身破损严重,传递能量和引起表面应力集中的能力较差,破碎后的颗粒不断累积,才能形成一个足够大的断裂应力,扩展成一个裂纹,使材料剥落造成磨损。特殊行业喷嘴:喷火嘴,催化裂化喷嘴,德士古喷嘴,造粒喷头,喷砂嘴等等。而SiC磨料对陶瓷喷嘴的冲蚀属于硬颗粒冲蚀,喷嘴处在低冲蚀角冲蚀状态,硬颗粒对喷嘴材料表面冲击的同时伴有微切削作用,且硬颗粒不易破碎,因此喷嘴冲蚀磨损率高。