ارائه روش ترکیبی آنودایزکاری و لپینگ جهت پرداختکاری سطوح آب‌بندهای مکانیکی تنگستن کارباید مورد استفاده درکمپرسورهای واحد احیاء مستقیم صنایع فولاد

آب‌بندهای مکانیکی یکی از پرمصرف‌ترین و کاربردی‌ترین اجزای پمپ‌ها و کمپرسورها می‌باشند. این قطعات از دو قسمت ثابت و متحرک تشکیل‌ شده‌اند و باید دارای سختی و کیفیت سطح مناسب باشند؛ زیرا درحالی‌که سطح متحرک بر سطح ثابت می‌چرخد باید آب‌بندی نیز انجام دهد. براین اساس، جنس و کیفیت سطح آب‌بند مکانیکی حائز اهمیت خواهد بود. فرایند لپینگ یکی از روش‌های پرداخت‌کاری جهت حصول صافی و تختی سطح آب‌بندهای مکانیکی است. با این‌ وجود، تحقیقات انجام‌شده بر روی بهینه‌سازی پارامترهای لپینگ آب‌بندهای مکانیکی به‌ویژه از جنس تنگستن کارباید کافی  به نظر نمی‌رسد. هدف از این مطالعه، بهینه‌سازی پارامترهای زمان و فشار لپینگ برای جنس تنگستن کارباید جهت بهبود تختی و زبری سطح آب‌بندهای مکانیکی است. برای دستیابی به این هدف، از روش جدیدی شامل ترکیب فرایندهای آنودایزینگ و لپینگ استفاده گردیده و نتایج زمان و فشار عملیات لپینگ برای نمونه‌های آنودایز شده و آنودایز نشده به‌دست ‌آمده است. نتایج آزمایش‌ها نشان داده است که ترکیب فرایند‌های آنودایزینگ و لپینگ باعث کاهش سختی سطحی نمونه‌ها به میزان بیش از 50% شده و با انجام عملیات آنودایز، حداکثر زمان لپینگ نمونه‌ها از حدود 17 ساعت به زیر 4 ساعت کاهش ‌یافته است. بر اساس نتایج بررسی با میکروسکوپ الکترونی روبشی، لایه اکسیدی سطح نمونه‌ها پس از عملیات لپینگ به‌طور کامل برداشته ‌شده و در نتیجه در عملکرد آب‌بند مکانیکی خللی وارد نخواهد شد. همچنین، نتایج بررسی توپوگرافی دوبعدی و سه‌بعدی سطح نشان داد که تختی و زبری سطح نمونه‌های آنودایز شده نسبت به نمونه‌های آنودایز نشده بهبود پیدا کردند.

a hybrid lapping/anodizing technique for surface modification of the tungsten carbide mechanical seals used in direct reduction plant compressors of steel production industries

mechanical seals are among the most widely used components of pumps and compressor. these parts consist of stationary and rotary sections with proper hardness and surface quality. the rotary surface is moving on the stationary surface while sealing should be performed between them. hence, surface quality of the mechanical seals is critical for their performance. lapping is a suitable finishing process used to improve the flatness and smoothness of mechanical seal surfaces. however, there is a lack of sufficient and extensive researches in the field of optimizing the lapping parameters of mechanical seals made of tungsten carbide. this study aimed to optimize the lapping time and pressure for tungsten carbide material to improve the flatness and roughness of the mechanical seals. to achieve this aim, a novel approach was used that combines anodizing and lapping. experiments were conducted on both anodized and non-anodized samples. the results showed that anodizing reduces the surface hardness of tungsten carbide by 50%, which can reduce the maximum lapping time from 17 hours to less than 4 hours. the oxide layer on the surface of the samples was also completely removed after lapping, as confirmed by scanning electron microscopy. moreover, the results of 2d and 3d topography showed that the surface roughness and flatness of the anodized samples were both improved compared to the non-anodized samples.