Pramoninės gamybos „medžiagų visatoje“ titano karbidas (TiC), silicio karbidas (SiC) ir cementuotas karbidas (paprastai volframo karbido, kobalto ir kt. pagrindu) yra trys spindinčios „žvaigždžių medžiagos“. Dėl savo unikalių savybių jos atlieka svarbų vaidmenį įvairiose srityse. Šiandien išsamiai panagrinėsime šių trijų medžiagų savybių skirtumus ir situacijas, kuriose jos pasižymi geriausiomis savybėmis!
I. Medžiagų savybių tiesioginis palyginimas
| Medžiagos tipas | Kietumas (etaloninė vertė) | Tankis (g/cm³) | Atsparumas dilimui | Atsparumas aukštai temperatūrai | Cheminis stabilumas | Tvirtumas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Titano karbidas (TiC) | 2800–3200 HV | 4,9–5,3 | Puikiai (dominuoja sunkūs etapai) | Stabilus esant ≈1400 ℃ | Atsparus rūgštims ir šarmams (išskyrus stiprias oksiduojančias rūgštis) | Santykinai mažas (trapumas labiau pastebimas) |
| Silicio karbidas (SiC) | 2500–3000 HV (SiC keramikai) | 3.1–3.2 | Išskirtinis (sustiprintas kovalentinių jungčių struktūros) | Stabilus esant ≈1600 ℃ (keraminėje būsenoje) | Ypač stiprus (atsparus daugumai cheminių medžiagų) | Vidutinis (trapus keraminėje būsenoje; monokristalai yra tvirti) |
| Cementuotas karbidas (WC – Co kaip pavyzdys) | 1200–1800 HV | 13–15 (WC – Co serijai) | Išskirtinis (WC kietosios fazės + Co rišiklis) | ≈800–1000 ℃ (priklausomai nuo Co kiekio) | Atsparus rūgštims, šarmams ir abrazyviniam dilimui | Santykinai geras (Co rišiklio fazė padidina tvirtumą) |
Turto suskirstymas:
- Titano karbidas (TiC)Jo kietumas artimas deimanto kietumui, todėl jis priskiriamas prie itin kietų medžiagų šeimos. Didelis tankis leidžia tiksliai pozicionuoti medžiagas tiksliuose įrankiuose, kuriems reikalingas „svoris“. Tačiau jis yra trapus ir linkęs skilinėti veikiant smūgiams, todėl labiau tinka statiniams, mažo smūgio pjovimo / atsparumo dilimui atvejams. Pavyzdžiui, jis dažnai naudojamas kaip įrankių danga. TiC danga yra itin kieta ir atspari dilimui, tarsi „apsauginis šarvas“ ant greitapjovio plieno ir kietmetalio įrankių. Pjaunant nerūdijantį plieną ir legiruotą plieną, ji gali atlaikyti aukštą temperatūrą ir sumažinti dilimą, žymiai pailgindama įrankio tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, apdailos frezų dangoje ji leidžia greitai ir stabiliai pjauti.
- Silicio karbidas (SiC): „Aukščiausio lygio atsparumo aukštai temperatūrai atlikėjas“! Jis gali išlaikyti stabilų veikimą aukštesnėje nei 1600 ℃ temperatūroje. Keraminėje būsenoje jo cheminis stabilumas yra puikus ir jis beveik nereaguoja su rūgštimis ir šarmais (išskyrus keletą, pvz., vandenilio fluorido rūgštį). Tačiau trapumas yra dažna keraminių medžiagų problema. Nepaisant to, monokristalinis silicio karbidas (pvz., 4H-SiC) pasižymi pagerintu tvirtumu ir grįžta į puslaidininkių ir aukšto dažnio įtaisų pramonę. Pavyzdžiui, SiC pagrindu pagaminti keraminiai įrankiai yra „geriausi mokiniai“ tarp keraminių įrankių. Jie pasižymi atsparumu aukštai temperatūrai ir cheminiu stabilumu. Pjaustant didelio kietumo lydinius (pvz., nikelio pagrindu pagamintus lydinius) ir trapias medžiagas (pvz., ketų), jie nėra linkę į įrankių strigimą ir lėtai dyla. Tačiau dėl trapumo jie labiau tinka apdailai su mažiau pertraukiamu pjovimu ir dideliu tikslumu.
- Cementuotas karbidas (WC – Co): „Aukščiausio lygio žaidėjas pjovimo srityje“! Nuo tekinimo staklių iki CNC frezų, nuo plieno frezavimo iki gręžimo akmens – jo galima rasti visur. Mažo Co kiekio cementinis karbidas (pvz., YG3X) tinka apdailai, o didelis Co kiekis (pvz., YG8) pasižymi geru atsparumu smūgiams ir lengvai susidoroja su grubiu apdirbimu. WC kietosios fazės yra atsakingos už „atsparumą“ dilimui, o Co rišiklis veikia kaip „klijai“, surišantys WC daleles, išlaikant kietumą ir tvirtumą. Nors jo atsparumas aukštai temperatūrai nėra toks geras kaip pirmųjų dviejų, dėl subalansuotų bendrų savybių jis tinka įvairiems atvejams – nuo pjovimo iki atsparių dilimui komponentų.
II. Taikymo sritys visu pajėgumu
1. Pjovimo įrankių laukas
- Titano karbidas (TiC)Dažnai naudojama kaip įrankių danga! Itin kieta ir atspari dilimui TiC danga suteikia „apsauginį šarvą“ greitapjovio plieno ir kietojo lydinio įrankiams. Pjaunant nerūdijantį plieną ir legiruotą plieną, ji atlaiko aukštą temperatūrą ir sumažina dilimą, žymiai pailgindama įrankio tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, apdailos frezų dangoje ji leidžia greitai ir stabiliai pjauti.
- Silicio karbidas (SiC): „Geriausias studentas“ tarp keraminių įrankių! SiC pagrindo keraminiai įrankiai pasižymi dideliu atsparumu temperatūrai ir cheminiu stabilumu. Pjaustant didelio kietumo lydinius (pvz., nikelio pagrindo lydinius) ir trapias medžiagas (pvz., ketų), jie nėra linkę į įrankių strigimą ir lėtai dyla. Tačiau dėl trapumo jie labiau tinka apdailai, kai pjaunama mažiau pertraukiamai ir yra labai tiksliai.
- Cementuotas karbidas (WC – Co)„Aukščiausio lygio žaidėjas pjovimo srityje“! Nuo tekinimo staklių iki CNC frezavimo staklių, nuo frezuojamo plieno iki gręžimo akmens – jo galima rasti visur. Mažo Co kiekio cementinis karbidas (pvz., YG3X) tinka apdailai, o didelio Co kiekio karbidas (pvz., YG8) pasižymi geru atsparumu smūgiams ir gali lengvai atlikti grubų apdirbimą.
2. Dėvėjimuisi atsparių komponentų laukas
- Titano karbidas (TiC)Tiksliose formose veikia kaip „atsparumo dilimui čempionas“! Pavyzdžiui, miltelinės metalurgijos formose, presuojant metalo miltelius, TiC įdėklai yra atsparūs dilimui ir pasižymi dideliu tikslumu, užtikrindami, kad presuotos dalys būtų tikslių matmenų ir gero paviršiaus, o masinės gamybos metu nebūtų linkusios „gedimams“.
- Silicio karbidas (SiC)Apdovanoti „dvigubu atsparumu“ dilimui ir aukštai temperatūrai! Aukštos temperatūros krosnių, pagamintų iš SiC keramikos, voleliai ir guoliai nesuminkštėja ir nesusidėvi net aukštesnėje nei 1000 ℃ temperatūroje. Be to, smėliasrovės įrangos antgaliai, pagaminti iš SiC, gali atlaikyti smėlio dalelių poveikį, o jų tarnavimo laikas yra kelis kartus ilgesnis nei įprastų plieninių antgalių.
- Cementuotas karbidas (WC – Co)„Universalus atsparumo dilimui ekspertas“! Kasyklų grąžtuose esantys cementinio karbido dantys gali nepažeisti uolienų; skydinių staklių cementinio karbido pjaustytuvai gali atlaikyti dirvožemį ir smiltainį ir gali „išlaikyti ramybę“ net po tūkstančių metrų tunelių iškasimo. Net mobiliųjų telefonų vibracijos variklių ekscentriniai ratai, užtikrinantys stabilų vibravimą, naudoja cementinį karbidą atsparumui dilimui.
3. Elektronikos / puslaidininkių sritis
- Titano karbidas (TiC): Pasitaiko kai kuriuose elektroniniuose komponentuose, kuriems reikalingas aukštas temperatūros atsparumas ir didelis atsparumas dilimui! Pavyzdžiui, didelės galios elektroninių lempų elektroduose TiC pasižymi atsparumu aukštai temperatūrai, geru elektros laidumu ir atsparumu dilimui, todėl užtikrina stabilų veikimą aukštoje temperatūroje ir elektroninių signalų perdavimą.
- Silicio karbidas (SiC)„Naujas puslaidininkių favoritas“! SiC puslaidininkiniai įtaisai (pvz., SiC galios moduliai) pasižymi puikiomis aukšto dažnio, aukštos įtampos ir aukštos temperatūros charakteristikomis. Naudojant juos elektrinėse transporto priemonėse ir fotovoltiniuose keitikliuose, jie gali žymiai padidinti efektyvumą ir sumažinti tūrį. Be to, SiC plokštelės yra „pagrindas“ aukšto dažnio ir aukštos temperatūros lustų gamybai ir yra labai laukiamos 5G bazinėse stotyse ir avionikoje.
- Cementuotas karbidas (WC – Co)„Tikslus įrankis“ elektronikos apdirbime! Cementuoto karbido grąžtai, skirti spausdintinėms plokštėms gręžti, gali būti vos 0,1 mm skersmens ir gali gręžti tiksliai, lengvai nelūždami. Cementuoto karbido įdėklai lustų pakavimo formose pasižymi dideliu tikslumu ir atsparumu dilimui, užtikrindami tikslų ir stabilų lustų kaiščių pakavimą.
III. Kaip išsirinkti?
- Dėl ypatingo kietumo ir tikslaus atsparumo dilimui→ Rinkitės titano karbidą (TiC)! Pavyzdžiui, tiksliose liejimo formų dangose ir itin kietose įrankių dangose jis gali „atlaikyti“ dilimą ir išlaikyti tikslumą.
- Atsparumui aukštai temperatūrai, cheminiam stabilumui arba darbui su puslaidininkiais / aukšto dažnio įtaisais→ Rinkitės silicio karbidą (SiC)! Jis būtinas aukštos temperatūros krosnių komponentams ir SiC maitinimo lustams.
- Subalansuotam bendram našumui, apimančiam viską nuo pjovimo iki atsparumo dilimui→ Rinkitės cementuotą karbidą (WC – Co)! Tai „universalus gamintojas“, gaminantis įrankius, grąžtus ir dilimui atsparias detales.
Įrašo laikas: 2025 m. birželio 9 d.
