Когда слышишь 'карбид бора пластины', первое, что приходит на ум — это идеально отполированные диски для бронежилетов. Но в реальности 80% наших клиентов из металлургии вообще не требуют полировки — им важнее стойкость к тепловому удару. Вот на этом часто проваливаются новички, особенно те, кто пытается экономить на спекании.
В 2018 году мы тестировали три марки порошка для карбид бора пластины — две немецкие и один китайский 'Хуангэн'. К удивлению, после горячего прессования у китайской пластины показатель твёрдости был 37 ГПа против 35 ГПа у европейских аналогов. Правда, пришлось подбирать температурный режим — при 1950°C появлялись микротрещины, а при 1850°C не добивались нужной плотности.
Сейчас работаем с ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив — их линия глубокой переработки как раз даёт тот самый стабильный гранулометрический состав. Заметил интересную деталь: если брать порошок фракцией 3-5 мкм, пластины после спекания меньше коробятся при резких перепадах температур. Это критично для разливки алюминия, где плиты работают в режиме 600°C → водяное охлаждение → повторный нагрев.
Кстати, их сайт https://www.cn-boroncarbide.ru упоминает мощность в 2000 тонн глубокой переработки — это не маркетинг. В прошлом месяце брали партию с зольностью 0,8% (по документам 1,2%), что для сопел пескоструйных аппаратов оказалось приятным бонусом.
Самая частая ошибка — пытаться делать пластины толщиной менее 3 мм без армирования. Помню, в 2020 году для одного НИИ делали образцы 2 мм — после резания лазером получили 'попкорн' из-за внутренних напряжений. Пришлось добавлять 5% карбида кремния, хотя это снизило абразивную стойкость на 15%.
Сейчас для тонких пластин используем послойное прессование — сначала крупная фракция 8-12 мкм, потом мелкая 2-4 мкм. Технологи из Шимань как-то показывали свои наработки по градиентному уплотнению — идея в том, чтобы края пластины были плотнее центра. Для бронеэлементов это даёт прирост стойкости на 20%, но для промышленных ножей нецелесообразно.
Кстати, про ножи — если делать режущую кромку под 45°, ресурс падает втрое. Проверяли на резке медной фольги — оптимальный угол 70-75°, хотя это противоречит учебникам.
Многие думают, что после спекания пластина готова. На самом деле алмазная доводка меняет всё — даже визуально поверхность должна быть не зеркальной, а матовой с равномерной шероховатостью Ra 0,2-0,4 мкм. Если сделать идеально гладкую поверхность, при термоциклировании появляются микротрещины.
У нас был случай с защитными плитами для химического реактора — заказчик требовал полировку до зеркального блеска. Через два месяца эксплуатации в среде травильной кислоты пластины потрескались как стекло. Оказалось, полировка снимала поверхностный упрочнённый слой.
Сейчас для таких случаев используем дробеструйную обработку карбид-борными шариками — метод дорогой, но даёт упрочнение на 40% compared to standard finishing.
Для сопел гидроабразивной резки наш стандартный карбид бора пластины выдерживает 380-420 часов непрерывной работы при давлении 4000 бар. Это при резке гранита с абразивом 80 mesh. Если брать сталь 20 мм — ресурс падает до 250 часов из-за отраженной струи.
Интересный кейс был с заводом цветной металлургии — там плиты для направляющих прокатного стана служили всего 3 месяца. После замены на пластины с добавкой 3% нитрида алюминия срок увеличился до 11 месяцев. Правда, стоимость выросла в 2,7 раза — экономисты до сих пор спорят, окупается ли это.
По данным с производства Шимань Босэн — их линия 3000 тонн базового карбида бора как раз закрывает потребности в таких специализированных модификациях. Кстати, их уставной капитал в 15 миллионов юаней — это не просто цифра, они реально вложили эти средства в пресс-формы из карбида вольфрама для изостатического прессования.
Ни один производитель не укажет, что карбид бора пластины боится щелочных сред — при pH выше 9 начинается поверхностная эрозия уже при 80°C. Обнаружили это случайно, когда тестировали образцы для целлюлозно-бумажного комбината.
Ещё важный момент — теплопроводность. В спецификациях пишут 30-40 Вт/м·К, но это для монолитных образцов. В реальных конструкциях с крепёжными отверстиями эффективная теплопроводность падает до 15-18 Вт/м·К из-за термических сопротивлений в местах контакта.
Про локацию Шимань в промышленном парке Чжума — это даёт им преимущество по логистике. Оттуда до порта Чунцина 4 часа, что для экспорта в Россию критично. Их годовой потенциал в 100 миллионов юаней — это около 120 тонн готовых пластин, что соответствует 15% российского рынка.
Сейчас все гонятся за нанопористыми структурами — мол, это увеличит удельную поверхность. Но для абразивных применений это тупик — поры становятся центрами разрушения. Проверяли на образцах с пористостью 12% — износ в 3 раза выше обычного.
Более перспективное направление — текстурированные пластины с канавками для смазки. Для уплотнительных колец высокого давления это дало снижение трения на 40%. Правда, стоимость механической обработки съела всю экономию.
Если говорить о будущем — комбинация карбида бора с графеновыми наполнителями выглядит многообещающе. Лабораторные tests показывают увеличение трещиностойкости на 60%, но промышленных технологий пока нет. Возможно, следующий этап развития как раз начнётся с модернизации линий типа тех, что есть у Шимань Босэн.
