نحوه استفاده از کابرید بور در فلاکس
کاربید بور (B₄C) به ندرت به عنوان یک جزء اصلی شار استفاده می‌شود (زیرا شارهای سنتی بر ذوب/حذف اکسیدها تمرکز دارند)، اما در فرآیندهای متالورژیکی با دمای بالا – عمدتاً برای کنترل محتوای کربن، پالایش آلیاژها و اصلاح آخال‌های اکسیدی ضمن کمک به تشکیل سرباره – یک “نقش شار عملکردی” تخصصی ایفا می‌کند. کاربرد آن از نقطه ذوب بالای آن (حدود 2450 درجه سانتیگراد)، پایداری شیمیایی و توانایی کربن‌دهی آن بهره می‌برد.
کاربردهای کلیدی در فرآیندهای مرتبط با شار
-
متالورژی آهن (پالایش فولاد/آهن)
در تولید فولاد مخصوص (مثلاً فولاد تندبر، فولاد ضد زنگ)، کاربید بور به عنوان یک افزودنی تنظیم‌کننده کربن به آهن/فولاد مذاب اضافه می‌شود:- این ماده کربن را برای تنظیم دقیق محتوای کربن آلیاژ (که برای سختی و استحکام حیاتی است) بدون ایجاد ناخالصی (برخلاف زغال سنگ یا کک که ممکن است گوگرد/فسفر به همراه داشته باشند) اهدا می‌کند.
- این ماده با آخال‌های اکسید مضر (مثلاً FeO، SiO₂) واکنش می‌دهد و سرباره بوروسیلیکات با نقطه ذوب پایین تشکیل می‌دهد که روی سطح شناور شده و حذف می‌شود – که باعث بهبود خلوص و خواص مکانیکی فولاد می‌شود.
-
تولید آلیاژهای غیرآهنی (آلیاژهای آلومینیوم، مس)
برای آلیاژهای آلومینیوم یا مس با خلوص بالا، کاربید بور به عنوان یک کمکی برای پالایش فلاکس عمل می‌کند :- این ماده با اکسیژن محلول در آلیاژهای مذاب واکنش می‌دهد و B₂O₃ (اکسید بور) تشکیل می‌دهد که یا تبخیر می‌شود یا با اکسیدهای دیگر ترکیب شده و سرباره تشکیل می‌دهد – آخال‌های اکسیدی احیاکننده که آلیاژ را تضعیف می‌کنند.
- در ذوب آلومینیوم، به جلوگیری از تشکیل کاربیدهای مضر آلومینیوم (Al₄C₃) نیز کمک می‌کند و از شکنندگی محصول نهایی جلوگیری می‌کند.
-
روان‌سازهای جوشکاری و لحیم‌کاری سخت (موارد تخصصی)
در جوشکاری دمای بالا (مثلاً برای فلزات نسوز مانند تنگستن یا مولیبدن)، کاربید بور گاهی اوقات در فرمولاسیون روان‌سازهای دمای بالا گنجانده می‌شود :- در دمای جوشکاری (حدود ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد) در برابر تجزیه مقاومت می‌کند و به حذف اکسیدهای سطحی از فلز پایه کمک می‌کند و باعث ایجاد جوشی قوی می‌شود.
- همچنین مقدار کمی بور به حوضچه جوش اضافه می‌کند که با تشکیل رسوبات ریز بورید، اتصال را تقویت می‌کند.
چرا این یک «جریان سنتی» نیست؟
روان‌سازهای سنتی (مثل بوراکس، سیلیس) با ذوب شدن در دماهای پایین تا متوسط، اکسیدها را حل می‌کنند. در مقابل، کاربید بور:
- نقطه ذوب بسیار بالایی دارد (بیش از حد بالا که بتواند به عنوان “عامل ذوب” در اکثر فرآیندهای دمای پایین عمل کند).
- ارزش آن در اصلاح شیمیایی (کنترل کربن، تصفیه آخال) نهفته است، نه صرفاً تشکیل سرباره – که آن را به یک “افزودنی کاربردی” در سیستم‌های فلاکس تبدیل می‌کند، نه یک فلاکس مستقل.