Titaanikarbidin, piikarbidin ja kovametallimateriaalien ominaisuudet ja sovellukset

Teollisuuden valmistuksen "materiaaliuniversumissa" titaanikarbidi (TiC), piikarbidi (SiC) ja kovametalli (tyypillisesti volframikarbidiin – kobolttiin jne. perustuva) ovat kolme loistavaa "tähtimateriaalia". Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ansiosta niillä on keskeinen rooli eri aloilla. Tänään tarkastelemme perusteellisesti näiden kolmen materiaalin ominaisuuksien eroja ja tilanteita, joissa ne ovat erinomaisia!

I. Materiaalien ominaisuuksien vertailu

Materiaalityyppi	Kovuus (viitearvo)	Tiheys (g/cm³)	Kulutuskestävyys	Korkean lämpötilan kestävyys	Kemiallinen stabiilius	Sitkeys
Titaanikarbidi (TiC)	2800–3200HV	4,9–5,3	Erinomainen (vaikeiden vaiheiden hallitsema)	Vakaa lämpötilassa ≈1400 ℃	Kestää happoja ja emäksiä (paitsi vahvasti hapettavia happoja)	Suhteellisen alhainen (hauraus on voimakkaampaa)
Piikarbidi (SiC)	2500–3000 HV (SiC-keraamille)	3.1–3.2	Erinomainen (kovalenttisen sidoksen rakenteen tukema)	Vakaa ≈1600 ℃:ssa (keraamisessa tilassa)	Erittäin vahva (kestää useimpia kemikaaleja)	Kohtalainen (hauras keraamisessa tilassa; yksittäisillä kiteillä on sitkeyttä)
Kovametalli (WC – esimerkkinä Co)	1200–1800 HV	13–15 (WC – Co-sarjalle)	Erinomainen (WC-kovat faasit + Co-sideaine)	≈800–1000 ℃ (riippuu kobolttipitoisuudesta)	Kestää happoja, emäksiä ja hankausta	Suhteellisen hyvä (Co-sideainefaasi parantaa sitkeyttä)

Kiinteistöjen erittely:

• Titaanikarbidi (TiC)Sen kovuus on lähellä timantin kovuutta, joten se kuuluu erittäin kovien materiaalien perheeseen. Sen suuri tiheys mahdollistaa tarkan asemoinnin tarkkuustyökaluissa, jotka vaativat "painotusta". Se on kuitenkin haurasta ja altis lohkeilemaan iskun alla, joten se sopii paremmin staattisiin, vähän iskuja vaativiin/kulumista kestäviin olosuhteisiin. Sitä käytetään esimerkiksi usein työkalujen pinnoitteena. TiC-pinnoite on erittäin kova ja kulutusta kestävä, ikään kuin se antaisi "suojapanssarin" pikateräkselle ja kovametallityökaluille. Ruostumatonta terästä ja seosterästä leikattaessa se kestää korkeita lämpötiloja ja vähentää kulumista, mikä pidentää merkittävästi työkalun käyttöikää. Esimerkiksi viimeistelyjyrsinkoneiden pinnoitteessa se mahdollistaa nopean ja vakaan leikkauksen.
• Piikarbidi (SiC): ”Huippuluokan suorituskyky korkeiden lämpötilojen kestävyydessä”! Se säilyttää vakaan suorituskyvyn yli 1600 ℃:n lämpötilassa. Keraamisessa muodossa sen kemiallinen stabiilius on huomattava, eikä se juurikaan reagoi happojen ja emästen kanssa (muutamia, kuten fluorivetyhappoa, lukuun ottamatta). Hauraus on kuitenkin yleinen ongelma keraamisissa materiaaleissa. Yksikiteinen piikarbidi (kuten 4H-SiC) on kuitenkin parantanut sitkeyttä ja tekee paluun puolijohteissa ja korkeataajuuslaitteissa. Esimerkiksi SiC-pohjaiset keraamiset työkalut ovat keraamisten työkalujen ”kärkioppilaita”. Niillä on korkean lämpötilan kestävyys ja kemiallinen stabiilius. Leikattaessa erittäin kovia seoksia (kuten nikkelipohjaisia ​​seoksia) ja hauraita materiaaleja (kuten valurautaa) ne eivät ole alttiita työkalun jumittumiselle ja kuluvat hitaasti. Haurauden vuoksi ne sopivat kuitenkin paremmin viimeistelyyn, jossa leikkaus on vähemmän keskeytyvää ja tarkkuus on korkea.
• Kovametalli (WC – Co): ”Huipputason toimija leikkausalalla”! Sorveista CNC-jyrsinkoneisiin, teräksen jyrsinnästä porakiveen, sitä löytyy kaikkialta. Vähän kobolttia sisältävä kovametalli (kuten YG3X) soveltuu viimeistelyyn, kun taas korkean kobolttipitoisuuden omaava kovametalli (kuten YG8) on hyvä iskunkestävyys ja kestää karkeaa koneistusta helposti. WC-kovat faasit vastaavat kulumisen ”kestävyydestä”, ja Co-sideaine toimii kuin ”liima” pitäen WC-hiukkaset yhdessä säilyttäen sekä kovuuden että sitkeyden. Vaikka sen korkeiden lämpötilojen kestävyys ei ole yhtä hyvä kuin kahdella ensimmäisellä, sen tasapainoinen kokonaissuorituskyky tekee siitä sopivan laajaan valikoimaan skenaarioita leikkaamisesta kulutusta kestäviin komponentteihin.

II. Sovellusalueet täydessä vauhdissa

1. Leikkaustyökalukenttä

• Titaanikarbidi (TiC)Toimii usein työkalujen pinnoitteena! Erittäin kova ja kulutusta kestävä TiC-pinnoite antaa "suojapanssarin" pikateräkselle ja kovametallityökaluille. Ruostumatonta terästä ja seosterästä leikattaessa se kestää korkeita lämpötiloja ja vähentää kulumista, mikä pidentää merkittävästi työkalun käyttöikää. Esimerkiksi viimeistelyjyrsinkoneiden pinnoitteessa se mahdollistaa nopean ja vakaan leikkauksen.
• Piikarbidi (SiC)Keraamisten työkalujen ”huippuoppilas”! Piikarbidipohjaisilla keraamisilla työkaluilla on korkea lämmönkestävyys ja kemiallinen stabiilius. Korkean kovuuden omaavien seosten (kuten nikkelipohjaisten seosten) ja hauraiden materiaalien (kuten valuraudan) leikkauksessa ne eivät ole alttiita työkalun jumittumiselle ja kuluvat hitaasti. Haurautensa vuoksi ne kuitenkin soveltuvat paremmin viimeistelyyn, jossa on vähemmän keskeytyviä leikkauksia ja korkea tarkkuus.
• Kovametalli (WC – Co): ”Huipputason toimija leikkausalalla”! Sorvaustyökaluista CNC-jyrsinkoneisiin, teräksen jyrsinnästä porakiveen, sitä löytyy kaikkialta. Vähän kobolttia sisältävä kovametalli (kuten YG3X) soveltuu viimeistelyyn, kun taas korkean kobolttipitoisuuden omaava (kuten YG8) on hyvin iskunkestävä ja kestää karkeaa koneistusta helposti.

2. Kulutusta kestävä komponenttikenttä

• Titaanikarbidi (TiC)Toimii tarkkuusmuottien "kulumiskestävyyden mestarina"! Esimerkiksi pulverimetallurgiamuoteissa metallijauhetta puristettaessa TiC-insertit ovat kulutusta kestäviä ja tarkkoja, mikä varmistaa, että puristetuilla osilla on tarkat mitat ja hyvät pinnat, eivätkä ne ole alttiita "toimintahäiriöille" massatuotannon aikana.
• Piikarbidi (SiC): Varustettu "kaksinkertaisella kulumiskestävyydellä" ja korkean lämpötilan kestävyydellä! Piikarbidikeramiikasta valmistettujen korkean lämpötilan uunien rullat ja laakerit eivät pehmene tai kulu edes yli 1000 ℃:n lämpötilassa. Lisäksi piikarbidista valmistetut hiekkapuhalluslaitteiden suuttimet kestävät hiekkapartikkelien iskuja, ja niiden käyttöikä on useita kertoja pidempi kuin tavallisten terässuuttimien.
• Kovametalli (WC – Co): ”Monipuolinen kulutusta kestävä asiantuntija”! Kaivosporanterien kovametallihampaat voivat murskata kiviä vaurioitta; kilpityöstökoneiden kovametallileikkurit kestävät maaperää ja hiekkakiveä ja säilyttävät tasapainonsa jopa tuhansien metrien tunneloinnin jälkeen. Jopa matkapuhelinten tärinänvaimentimien epäkeskopyörät ovat riippuvaisia ​​kovametallista kulutuskestävyyden varmistamiseksi ja vakaan tärinän varmistamiseksi.

3. Elektroniikka/puolijohdeala

• Titaanikarbidi (TiC): Esiintyy joissakin elektronisissa komponenteissa, jotka vaativat korkeita lämpötiloja ja kulutuskestävyyttä! Esimerkiksi suuritehoisten elektroniputkien elektrodeissa TiC:llä on korkean lämpötilan kestävyys, hyvä sähkönjohtavuus ja kulutuskestävyys, mikä mahdollistaa vakaan toiminnan korkeissa lämpötiloissa ja varmistaa elektronisen signaalin siirron.
• Piikarbidi (SiC): ”Uusi suosikki puolijohteissa”! Piikarbidipuolijohdelaitteilla (kuten piikarbiditehomoduuleilla) on erinomainen suorituskyky korkeataajuuksissa, korkeajännitteissä ja korkeissa lämpötiloissa. Sähköajoneuvoissa ja aurinkosähköinverttereissä käytettynä ne voivat parantaa merkittävästi hyötysuhdetta ja vähentää tilavuutta. Lisäksi piikarbidikiekot ovat ”perusta” korkeataajuisten ja korkean lämpötilan sirujen valmistukselle, ja niitä odotetaan paljon 5G-tukiasemissa ja avioniikassa.
• Kovametalli (WC – Co): Elektroniikan tarkkuustyökalu! Piirilevyjen poraukseen tarkoitetut kovametalliporat voivat olla halkaisijaltaan jopa 0,1 mm, ja ne voivat porata tarkasti rikkoutumatta helposti. Sirupakkausmuottien kovametalliset insertit ovat erittäin tarkkoja ja kulutusta kestäviä, mikä varmistaa sirupinnien tarkan ja vakaan pakkauksen.

III. Miten valita?

• Äärimmäisen kovuuden ja tarkan kulutuskestävyyden takaamiseksi→ Valitse titaanikarbidi (TiC)! Esimerkiksi tarkkuusmuottipinnoitteissa ja erittäin kovissa työkalupinnoitteissa se "kesto" kulumista ja säilyttää tarkkuuden.
• Korkean lämpötilan kestävyyteen, kemialliseen stabiilisuuteen tai puolijohteiden/korkeataajuuslaitteiden parissa työskentelyyn→ Valitse piikarbidi (SiC)! Se on korvaamaton materiaali korkean lämpötilan uunikomponenteissa ja piikarbiditehosiruissa.
• Tasapainoisen kokonaissuorituskyvyn takaamiseksi, kattaa kaiken leikkauksesta kulutusta kestäviin sovelluksiin→ Valitse kovametalli (WC – Co)! Se on monipuolinen tuote työkaluihin, poriin ja kulutusta kestäviin osiin.