Карактеристики и примена на титаниум карбид, силициум карбид и цементирани карбидни материјали

Во „материјалниот универзум“ на индустриското производство, титаниум карбидот (TiC), силициум карбидот (SiC) и цементираниот карбид (обично базиран на волфрам карбид - кобалт, итн.) се три сјајни „ѕвездени материјали“. Со своите уникатни својства, тие играат клучна улога во различни области. Денес, ќе ги разгледаме подетално разликите во својствата меѓу овие три материјали и сценаријата каде што тие се истакнуваат!

I. Споредба на својствата на материјалите директно од една до друга

Тип на материјал	Тврдост (референтна вредност)	Густина (g/cm³)	Отпорност на абење	Отпорност на високи температури	Хемиска стабилност	Цврстина
Титаниум карбид (TiC)	2800 – 3200HV	4,9 – 5,3	Одлично (доминирано од тешки фази)	Стабилен на ≈1400℃	Отпорен на киселини и алкалии (освен силни оксидирачки киселини)	Релативно ниско (кршливоста е поизразена)
Силициум карбид (SiC)	2500 – 3000HV (за SiC керамика)	3.1 – 3.2	Извонреден (зајакнат со структура на ковалентна врска)	Стабилен на ≈1600℃ (во керамичка состојба)	Исклучително силен (отпорен на повеќето хемиски медиуми)	Умерено (кршливо во керамичка состојба; монокристалите имаат цврстина)
Цементиран карбид (WC – Co како пример)	1200 – 1800HV	13 – 15 (за WC – серијата Co)	Исклучително (тврди фази на WC + врзивно средство Co)	≈800 – 1000℃ (зависи од содржината на CO)	Отпорен на киселини, алкалии и абразивни материи	Релативно добро (фазата на ко-врзивно средство ја зголемува цврстината)

Преглед на имотот:

• Титаниум карбид (TiC)Неговата тврдост е блиска до онаа на дијамантот, што го прави член на семејството на супер тврди материјали. Неговата висока густина овозможува прецизно позиционирање во прецизни алатки кои бараат „тежина“. Сепак, има голема кршливост и е склона кон кршење под удар, па затоа е посоодветна за статични сценарија со сечење со низок удар/отпорност на абење. На пример, често се користи како облога на алатки. TiC облогата е супер тврда и отпорна на абење, како ставање „заштитен оклоп“ на алатки од брзорезен челик и цементиран карбиден челик. При сечење на не'рѓосувачки челик и легиран челик, може да издржи високи температури и да го намали абењето, значително продолжувајќи го животниот век на алатот. На пример, во облогата на фрезовите за завршна обработка, овозможува брзо и стабилно сечење.
• Силициум карбид (SiC)„Врвен изведувач во отпорност на високи температури“! Може да одржува стабилни перформанси над 1600℃. Во керамичка состојба, неговата хемиска стабилност е извонредна и тешко реагира со киселини и алкалии (освен неколку како флуороводородна киселина). Сепак, кршливоста е чест проблем за керамичките материјали. Сепак, монокристалниот силициум карбид (како што е 4H-SiC) има подобрена цврстина и се враќа во полупроводниците и високофреквентните уреди. На пример, керамичките алатки базирани на SiC се „врвни студенти“ меѓу керамичките алатки. Тие имаат отпорност на високи температури и хемиска стабилност. При сечење легури со висока тврдост (како што се легури базирани на никел) и кршливи материјали (како што е леано железо), тие не се склони кон лепење на алатот и имаат бавно абење. Сепак, поради кршливоста, тие се посоодветни за завршна обработка со помалку прекинато сечење и висока прецизност.
• Цементиран карбид (WC – Co)„Врвен играч во полето на сечење“! Од стругови до CNC фрезови, од фрезирање челик до камен за дупчење, може да се најде насекаде. Цементираниот карбид со ниска содржина на Co (како што е YG3X) е погоден за завршна обработка, додека оној со висока содржина на Co (како што е YG8) има добра отпорност на удар и може лесно да се справи со груба обработка. Тврдите фази на WC се одговорни за „издржливост“ на абење, а врзивното средство за Co делува како „лепак“ за да ги држи честичките на WC заедно, одржувајќи ја и тврдоста и цврстината. Иако неговата отпорност на високи температури не е толку добра како првите две, неговите избалансирани вкупни перформанси го прават погоден за широк спектар на сценарија, од сечење до компоненти отпорни на абење.

II. Полиња на примена во полн ек

1. Поле за алатки за сечење

• Титаниум карбид (TiC)Често служи како премаз на алатки! Супер тврдиот и отпорен на абење TiC премаз става „заштитен оклоп“ на алатките од брзорезен челик и цементиран карбиден челик. При сечење не'рѓосувачки челик и легиран челик, може да издржи високи температури и да го намали абењето, значително продолжувајќи го животниот век на алатот. На пример, во премазот на фрезовите за завршна обработка, овозможува брзо и стабилно сечење.
• Силициум карбид (SiC)„Врвен ученик“ меѓу керамичките алатки! Керамичките алатки базирани на SiC имаат отпорност на високи температури и хемиска стабилност. При сечење легури со висока тврдост (како што се легури базирани на никел) и кршливи материјали (како што е леано железо), тие не се склони кон лепење на алатот и имаат бавно абење. Сепак, поради кршливоста, тие се посоодветни за завршна обработка со помалку прекинато сечење и голема прецизност.
• Цементиран карбид (WC – Co)„Врвен играч во полето на сечење“! Од стругови до CNC фрезови, од фрезирање челик до дупчење камен, може да се најде насекаде. Цементираниот карбид со ниска содржина на Co (како што е YG3X) е погоден за завршна обработка, додека оној со висока содржина на Co (како што е YG8) има добра отпорност на удар и лесно може да се справи со груба обработка.

2. Поле на компоненти отпорни на абење

• Титаниум карбид (TiC)Делува како „шампион за отпорност на абење“ кај прецизните калапи! На пример, кај калапите за прашкаста металургија, при пресување на метален прав, TiC влошките се отпорни на абење и имаат висока прецизност, осигурувајќи дека пресуваните делови имаат точни димензии и добри површини и не се склони кон „дефект“ за време на масовното производство.
• Силициум карбид (SiC)Опремени со „двојно полирање“ на отпорност на абење и отпорност на високи температури! Ролерите и лежиштата во печките на високи температури направени од SiC керамика не омекнуваат ниту се абеат дури ни над 1000℃. Исто така, млазниците во опремата за пескарење направена од SiC можат да издржат удар од честички песок, а нивниот век на траење е неколку пати подолг од оној на обичните челични млазници.
• Цементиран карбид (WC – Co)„Разновиден експерт за отпорност на абење“! Забите од цементиран карбид во рудниците за дупчење можат да кршат карпи без оштетување; секачите од цементиран карбид на машински алатки со штит можат да издржат почва и песочник и можат да „ја задржат својата смиреност“ дури и по тунелирање илјадници метри. Дури и ексцентричните тркала во вибрационите мотори за мобилни телефони се потпираат на цементиран карбид за отпорност на абење за да се обезбеди стабилна вибрација.

3. Електроника/Полупроводничка област

• Титаниум карбид (TiC)Се појавува во некои електронски компоненти кои бараат висока температура и висока отпорност на абење! На пример, во електродите на електронските цевки со висока моќност, TiC има отпорност на висока температура, добра електрична спроводливост и отпорност на абење, овозможувајќи стабилно работење во средини со висока температура и осигурувајќи електронски пренос на сигнали.
• Силициум карбид (SiC)„Нов фаворит кај полупроводниците“! SiC полупроводничките уреди (како што се SiC модулите за напојување) имаат одлични перформанси на висока фреквенција, висок напон и висока температура. Кога се користат во електрични возила и фотоволтаични инвертори, тие можат значително да ја подобрат ефикасноста и да го намалат волуменот. Исто така, SiC плочките се „основа“ за производство на високофреквентни и високотемпературни чипови и се долго очекувани во 5G базните станици и авиониката.
• Цементиран карбид (WC – Co)„Прецизна алатка“ во електронската обработка! Цементираните карбидни дупчалки за дупчење на печатени плочки можат да имаат дијаметар од само 0,1 mm и можат прецизно да дупчат без лесно да се скршат. Цементираните карбидни влошки во калапите за пакување чипови имаат висока прецизност и отпорност на абење, обезбедувајќи прецизно и стабилно пакување на чипови.

III. Како да изберете?

• За екстремна цврстина и прецизна отпорност на абење→ Изберете титаниум карбид (TiC)! На пример, кај прецизните премази за калапи и супер тврдите премази за алати, тој може да „издржи“ абење и да ја одржи прецизноста.
• За отпорност на високи температури, хемиска стабилност или работа на полупроводници/високофреквентни уреди→ Изберете силициум карбид (SiC)! Тој е неопходен за компоненти на печки на висока температура и SiC чипови за напојување.
• За избалансирани целокупни перформанси, опфаќајќи сè, од сечење до апликации отпорни на абење→ Изберете цементиран карбид (WC – Co)! Тој е „разновиден играч“ кој покрива алатки, дупчалки и делови отпорни на абење.