الملخص

برزت تقنية التكسية بالليزر كطريقة فعّالة لتحسين أداء شفرات تكرير الورق. تتناول هذه الدراسة تصنيع طبقة طلاء مركبة من السيراميك المقوى بجزيئات كربيد التنجستن، والمكونة من النيكل، على ركيزة من فولاذ 65Mn باستخدام التكسية بالليزر. تم فحص الخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل ومقاومة الصدأ للطبقة، مما كشف أن التكسية بالليزر تُحسّن بشكل ملحوظ عمر خدمة الشفرة واستقرارها التشغيلي.

I. مقدمة

تُعدّ وحدة التكرير عنصرًا أساسيًا في عملية صناعة اللب والورق، حيث تتعرض شفراتها لدوران عالي السرعة واحتكاك مستمر مع الألياف. وقد يؤدي هذا التآكل إلى انخفاض كفاءة المعدات وتدهور جودة اللب. كما أن الشفرات المعدنية التقليدية لها قيود في بيئات الإنتاج الحديثة. تقنية الكسوة بالليزرتوفر تقنية تعديل السطح المتقدمة حلاً عن طريق ترسيب سبائك عالية الأداء أو مواد خزفية على الركيزة، مما يعزز بشكل كبير مقاومة التآكل والتآكل للشفرات.

ثانياً: المواد والأساليب التجريبية

1. المواد والمعدات

المواد الركيزةفولاذ 65Mn

مواد الكسوةمسحوق سبيكة النيكل Ni55 ومسحوق كربيد التنجستن المصبوب كرويًا (نسبة الكتلة 7:3)

المعدات الرئيسية: نظام التكسية بالليزر GKS-LC3005G، وجهاز اختبار الصلابة الدقيقة، وجهاز اختبار قوة الترابط، وجهاز اختبار التآكل، ومحطة العمل الكهروكيميائية، إلخ.

2. عملية تحضير الطلاء

تتضمن عملية تحضير طبقة الطلاء المركبة الخزفية بتقنية التكسية بالليزر عدة خطوات:

المعالجة المسبقة للركيزة: طحن وتسخين الركيزة مسبقاً لمنع التشقق

خلط المساحيق وغربلتها: تحديد حجم المساحيق (50-150 ميكرومتر)

الكسوة الليزرباستخدام طاقة ليزر تبلغ 160 واط، وسرعة مسح تبلغ 8 مم/ثانية، ومعدل تغذية مسحوق يبلغ 15.5 جم/دقيقة

المعالجة البعديةالتبريد البطيء، يليه الطحن والتلميع

ثالثًا: اختبار الأداء وتحليل النتائج

1. الخصائص الميكانيكية

أدت عملية التكسية بالليزر إلى تحسين كبير في الصلابة الدقيقة وقوة الترابط للطلاء. وأظهر الطلاء مقاومة فائقة للتشوه والتقشر، مما يجعله مناسبًا للغاية للتطبيقات عالية الأداء في صناعة الورق.

2. ارتداء المقاومة

تحسّنت مقاومة التآكل للشفرات المطلية بشكل ملحوظ، حيث انخفض متوسط ​​فقدان الوزن إلى 0.00016% فقط، مقارنةً بـ 0.00057% للشفرات غير المطلية. وقد عزّزت جزيئات كربيد التنجستن الطلاء، مما حسّن مقاومته للتآكل بشكل فعّال.

3. مقاومة التآكل

أظهر الطلاء المُغلف بالليزر تحسناً ملحوظاً في جهد التآكل الذاتي، مما قلل كثافة التيار بمقدار عشرة أضعاف. وقد حسّن هذا التحسن بشكل كبير مقاومة الشفرة للتآكل، مما جعلها أكثر متانة في بيئات التشغيل القاسية.

IV. استنتاج

الطلاء الخزفي المركب WC/Ni55 المُنشأ على شفرات فولاذية من نوع 65Mn باستخدام الكسوة بالليزر تُوفر هذه التقنية صلابة فائقة، وقوة ربط عالية، ومقاومة ممتازة للتآكل والصدأ. ولا تقتصر فوائدها على إطالة عمر شفرات التكرير فحسب، بل تُحسّن أيضًا من أدائها في بيئات العمل ذات الأحمال العالية والتآكل الشديد. ويُعدّ التكسية بالليزر طريقة فعّالة لتحسين كفاءة شفرات التكرير وإطالة عمرها، مما يُوفر فوائد جمّة لصناعة الورق.