U "materijalnom svemiru" industrijske proizvodnje, titan karbid (TiC), silicijum karbid (SiC) i cementirani karbid (obično baziran na volfram karbidu - kobaltu, itd.) su tri sjajna "zvjezdana materijala". Sa svojim jedinstvenim svojstvima, oni igraju ključne uloge u raznim oblastima. Danas ćemo detaljno pogledati razlike u svojstvima između ova tri materijala i scenarije u kojima se ističu!
I. Direktno poređenje svojstava materijala
| Vrsta materijala | Tvrdoća (referentna vrijednost) | Gustoća (g/cm³) | Otpornost na habanje | Otpornost na visoke temperature | Hemijska stabilnost | Čvrstoća |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Titanijum karbid (TiC) | 2800 – 3200V | 4,9 – 5,3 | Odlično (dominiraju teške faze) | Stabilno na ≈1400℃ | Otporno na kiseline i alkalije (osim jakih oksidirajućih kiselina) | Relativno nisko (krhkost je izraženija) |
| Silicijum karbid (SiC) | 2500 – 3000HV (za SiC keramiku) | 3.1 – 3.2 | Izvanredno (potkrijepljeno strukturom kovalentne veze) | Stabilno na ≈1600℃ (u keramičkom stanju) | Izuzetno jak (otporan na većinu hemijskih medija) | Umjereno (krhko u keramičkom stanju; monokristali imaju žilavost) |
| Cementirani karbid (WC-Co kao primjer) | 1200 – 1800V | 13 – 15 (za WC – Co seriju) | Izuzetno (WC tvrde faze + Co vezivo) | ≈800 – 1000℃ (zavisi od sadržaja Co) | Otporno na kiseline, alkalije i abrazivno habanje | Relativno dobro (faza kobaltnog veziva poboljšava žilavost) |
Raspored nekretnina:
- Titanijum karbid (TiC)Njegova tvrdoća je bliska tvrdoći dijamanta, što ga čini članom porodice super tvrdih materijala. Visoka gustoća omogućava precizno pozicioniranje u preciznim alatima koji zahtijevaju "uteg". Međutim, ima visoku krhkost i sklon je lomljenju pri udaru, pa je pogodniji za statička rezanja s niskim udarom/otpornost na habanje. Na primjer, često se koristi kao premaz na alatima. TiC premaz je super tvrd i otporan na habanje, poput stavljanja "zaštitnog oklopa" na alate od brzoreznog čelika i cementiranog karbida. Prilikom rezanja nehrđajućeg čelika i legiranog čelika, može izdržati visoke temperature i smanjiti habanje, značajno produžavajući vijek trajanja alata. Na primjer, u premazu završnih glodala omogućava brzo i stabilno rezanje.
- Silicijum karbid (SiC): „Vrhunski izvođač u otpornosti na visoke temperature“! Može održati stabilne performanse iznad 1600℃. U keramičkom stanju, njegova hemijska stabilnost je izuzetna i teško reaguje sa kiselinama i alkalijama (osim nekoliko poput fluorovodonične kiseline). Međutim, krhkost je čest problem za keramičke materijale. Ipak, monokristalni silicijum karbid (kao što je 4H-SiC) ima poboljšanu žilavost i vraća se u poluprovodnike i visokofrekventne uređaje. Na primjer, keramički alati na bazi SiC-a su „vrhunski učenici“ među keramičkim alatima. Imaju otpornost na visoke temperature i hemijsku stabilnost. Prilikom rezanja legura visoke tvrdoće (kao što su legure na bazi nikla) i krhkih materijala (kao što je liveno gvožđe), nisu skloni lijepljenju alata i imaju sporije trošenje. Međutim, zbog krhkosti, pogodniji su za završnu obradu sa manje prekida rezanja i visokom preciznošću.
- Cementirani karbid (WC-Co)„Vrhunski igrač u oblasti rezanja“! Od tokarskih alata do CNC glodala, od glodanja čelika do bušenja kamena, može se naći svuda. Cementirani karbid sa niskim sadržajem Co (kao što je YG3X) pogodan je za završnu obradu, dok onaj sa visokim sadržajem Co (kao što je YG8) ima dobru otpornost na udarce i može se lako nositi sa grubom obradom. WC tvrde faze su odgovorne za „otpornost“ na habanje, a Co vezivo djeluje kao „ljepilo“ koje drži WC čestice zajedno, održavajući i tvrdoću i žilavost. Iako njegova otpornost na visoke temperature nije tako dobra kao prve dvije, njegove uravnotežene ukupne performanse čine ga pogodnim za širok raspon scenarija, od rezanja do komponenti otpornih na habanje.
II. Polja primjene u punom jeku
1. Polje alata za rezanje
- Titanijum karbid (TiC)Često služi kao premaz na alatima! Super tvrdi i otporni TiC premaz stavlja "zaštitni oklop" na alate od brzoreznog čelika i cementiranog karbida. Prilikom rezanja nehrđajućeg čelika i legiranog čelika, može izdržati visoke temperature i smanjiti habanje, značajno produžavajući vijek trajanja alata. Na primjer, kod premaza za završnu obradu glodala, omogućava brzo i stabilno rezanje.
- Silicijum karbid (SiC)„Vrhunski student“ među keramičkim alatima! Keramički alati na bazi SiC-a imaju otpornost na visoke temperature i hemijsku stabilnost. Prilikom rezanja legura visoke tvrdoće (kao što su legure na bazi nikla) i krhkih materijala (kao što je liveno gvožđe), nisu skloni lijepljenju alata i sporo se troše. Međutim, zbog krhkosti, pogodniji su za završnu obradu sa manje prekida rezanja i visokom preciznošću.
- Cementirani karbid (WC-Co)„Vrhunski igrač u oblasti rezanja“! Od tokarskih alata do CNC glodala, od glodanja čelika do bušenja kamena, može se naći svuda. Cementirani karbid sa niskim sadržajem Co (kao što je YG3X) pogodan je za završnu obradu, dok onaj sa visokim sadržajem Co (kao što je YG8) ima dobru otpornost na udarce i može se s lakoćom nositi s grubom obradom.
2. Polje komponenti otpornih na habanje
- Titanijum karbid (TiC)Djeluje kao "šampion otpornosti na habanje" u preciznim kalupima! Na primjer, u kalupima za metalurgiju praha, prilikom presovanja metalnog praha, TiC umeci su otporni na habanje i imaju visoku preciznost, osiguravajući da presovani dijelovi imaju tačne dimenzije i dobre površine, te da nisu skloni "kvarovima" tokom masovne proizvodnje.
- Silicijum karbid (SiC)Obdareni "dvostrukim pojačanjima" otpornosti na habanje i visoke temperature! Valjci i ležajevi u visokotemperaturnim pećima izrađeni od SiC keramike ne omekšavaju niti se troše čak ni iznad 1000℃. Također, mlaznice u opremi za pjeskarenje izrađene od SiC-a mogu izdržati udar čestica pijeska, a njihov vijek trajanja je nekoliko puta duži od vijeka trajanja običnih čeličnih mlaznica.
- Cementirani karbid (WC-Co): „Svestrani stručnjak otporan na habanje“! Zubi od cementiranog karbida u rudničkim svrdlima mogu drobiti stijene bez oštećenja; rezači od cementiranog karbida na alatnim mašinama sa štitovima mogu izdržati tlo i pješčenjak i mogu „očuvati mir“ čak i nakon iskopa tunela hiljadama metara. Čak se i ekscentrični točkovi u vibracijskim motorima mobilnih telefona oslanjaju na cementirani karbid radi otpornosti na habanje kako bi se osigurala stabilna vibracija.
3. Područje elektronike/poluprovodnika
- Titanijum karbid (TiC)Pojavljuje se u nekim elektronskim komponentama koje zahtijevaju visoku temperaturu i visoku otpornost na habanje! Na primjer, u elektrodama elektronskih cijevi velike snage, TiC ima visoku temperaturnu otpornost, dobru električnu provodljivost i otpornost na habanje, što omogućava stabilan rad u okruženjima visoke temperature i osigurava prijenos elektronskih signala.
- Silicijum karbid (SiC)„Novi favorit među poluprovodnicima“! SiC poluprovodnički uređaji (kao što su SiC energetski moduli) imaju odlične performanse na visokim frekvencijama, visokom naponu i visokim temperaturama. Kada se koriste u električnim vozilima i fotonaponskim inverterima, mogu značajno poboljšati efikasnost i smanjiti volumen. Također, SiC pločice su „temelj“ za proizvodnju visokofrekventnih i visokotemperaturnih čipova i veoma su očekivane u 5G baznim stanicama i avionici.
- Cementirani karbid (WC-Co): „Precizni alat“ u elektronskoj obradi! Svrdla od cementiranog karbida za bušenje PCB-a mogu imati prečnik od samo 0,1 mm i mogu precizno bušiti bez lakog loma. Umeci od cementiranog karbida u kalupima za pakovanje čipova imaju visoku preciznost i otpornost na habanje, osiguravajući precizno i stabilno pakovanje pinova čipa.
III. Kako odabrati?
- Za ekstremnu tvrdoću i preciznu otpornost na habanje→ Odaberite titan karbid (TiC)! Na primjer, u premazima za precizne kalupe i super tvrdim premazima za alate, on može "izdržati" habanje i održati preciznost.
- Za otpornost na visoke temperature, hemijsku stabilnost ili rad na poluprovodnicima/visokofrekventnim uređajima→ Odaberite silicijum karbid (SiC)! Neophodan je za komponente peći na visokim temperaturama i SiC čipove za napajanje.
- Za uravnotežene ukupne performanse, koje pokrivaju sve od rezanja do primjena otpornih na habanje→ Odaberite cementirani karbid (WC-Co)! To je „svestrani igrač“ koji pokriva alate, bušilice i dijelove otporne na habanje.
Vrijeme objave: 09. juni 2025.
