Í „efnisheimi“ iðnaðarframleiðslu eru títan karbíð (TiC), kísilkarbíð (SiC) og sementað karbíð (venjulega byggt á wolframkarbíði – kóbalti o.s.frv.) þrjú skínandi „stjörnuefni“. Með einstökum eiginleikum sínum gegna þau lykilhlutverki á ýmsum sviðum. Í dag munum við skoða ítarlega muninn á eiginleikum þessara þriggja efna og aðstæður þar sem þau skara fram úr!
I. Samanburður á eiginleikum efnis
| Efnisgerð | Hörku (viðmiðunargildi) | Þéttleiki (g/cm³) | Slitþol | Háhitaþol | Efnafræðilegur stöðugleiki | Seigja |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Títan karbíð (TiC) | 2800 – 3200HV | 4,9 – 5,3 | Frábært (erfiðleikar ráða ríkjum) | Stöðugt við ≈1400 ℃ | Þolir sýrur og basa (nema sterkar oxandi sýrur) | Tiltölulega lágt (brothættni er meira áberandi) |
| Kísillkarbíð (SiC) | 2500 – 3000HV (fyrir SiC keramik) | 3.1 – 3.2 | Framúrskarandi (styrkt af samgildum tengibyggingu) | Stöðugt við ≈1600 ℃ (í keramikástandi) | Mjög sterkt (þolir flest efnafræðileg efni) | Miðlungs (brothætt í keramikástandi; einkristallar hafa seiglu) |
| Sementað karbíð (WC – Co sem dæmi) | 1200 – 1800HV | 13 – 15 (fyrir WC – Co seríuna) | Framúrskarandi (WC hörð fasar + Co bindiefni) | ≈800 – 1000 ℃ (fer eftir Co innihaldi) | Þolir sýrur, basa og slitþol | Tiltölulega gott (sambindiefasi eykur seigju) |
Sundurliðun eigna:
- Títan karbíð (TiC)Hörku þess er svipað og demants, sem gerir það að ofurhörðum efnum. Hár þéttleiki þess gerir kleift að staðsetja nákvæmlega í nákvæmnisverkfærum sem krefjast „þyngdar“. Hins vegar er það mjög brothætt og viðkvæmt fyrir flagningum við högg, þannig að það hentar betur fyrir kyrrstæð skurðaðgerðir með litlum höggum/slitþolnum aðstæðum. Til dæmis er það oft notað sem húðun á verkfærum. TiC húðunin er afar hörð og slitþolin, eins og að setja „hlíf“ á hraðstál og sementkarbíðverkfæri. Þegar ryðfrítt stál og álfelgað stál er skorið þolir það hátt hitastig og dregur úr sliti, sem lengir endingartíma verkfæranna verulega. Til dæmis, í húðun á fræsurum, gerir það kleift að skera hratt og stöðugt.
- Kísillkarbíð (SiC)„Framúrskarandi í háhitaþoli“! Það getur viðhaldið stöðugri frammistöðu yfir 1600℃. Í keramikformi er efnafræðilegur stöðugleiki þess einstakur og það hvarfast varla við sýrur og basa (nema nokkrar eins og flúorsýru). Hins vegar er brothættni algengt vandamál í keramikefnum. Engu að síður hefur einkristallað kísillkarbíð (eins og 4H – SiC) bætta seiglu og er að koma aftur í hálfleiðara og hátíðnibúnaði. Til dæmis eru SiC-byggð keramikverkfæri „framúrskarandi nemendur“ meðal keramikverkfæra. Þau hafa háhitaþol og efnafræðilegan stöðugleika. Þegar þau skera í málmblöndur með mikla hörku (eins og nikkel-byggðar málmblöndur) og brothætt efni (eins og steypujárn) eru þau ekki tilhneigð til að festast við verkfæri og slitna hægt. Hins vegar, vegna brothættni, eru þau hentugri til frágangs með minni truflunum á skurði og mikilli nákvæmni.
- Sementað karbíð (WC – Co)„Fyrsta flokks aðili á sviði skurðar“! Frá rennibekkjum til CNC fræsara, frá fræsingu stáls til borsteins, það er að finna alls staðar. Karbíð með lágu Co-innihaldi (eins og YG3X) hentar vel til frágangs, en karbíð með hátt Co-innihald (eins og YG8) hefur góða höggþol og þolir grófa vinnslu með auðveldum hætti. Hörðu fasarnir í karbíði eru ábyrgir fyrir því að „þola“ slit og Co-bindiefnið virkar eins og „lím“ til að halda karbíði ögnunum saman og viðhalda bæði hörku og seiglu. Þó að háhitaþol þess sé ekki eins gott og fyrstu tvö, þá gerir jafnvægi í heildarafköstum það hentugt fyrir fjölbreytt úrval af aðstæðum, allt frá skurði til slitþolinna íhluta.
II. Umsóknarsvið í fullum gangi
1. Skurðarverkfærasvið
- Títan karbíð (TiC)Oft notað sem húðun á verkfærum! Ofurhörð og slitsterk TiC-húðun setur „hlífðarbrynju“ á verkfæri úr hraðstáli og sementuðu karbíði. Þegar ryðfrítt stál og álfelgað stál er skorið þolir það hátt hitastig og dregur úr sliti, sem lengir endingartíma verkfæranna verulega. Til dæmis, í húðun á fræsurum gerir það kleift að skera hratt og stöðugt.
- Kísillkarbíð (SiC)„Framúrskarandi nemandi“ meðal keramikverkfæra! Keramikverkfæri úr SiC eru með mikla hitaþol og efnafræðilega stöðugleika. Þegar þau eru notuð til að skera í málmblöndur með mikilli hörku (eins og nikkel) og brothætt efni (eins og steypujárn) festast þau ekki og slitna hægt. Hins vegar, vegna brothættni, henta þau betur til frágangs með minni truflunum og mikilli nákvæmni.
- Sementað karbíð (WC – Co)„Fyrsta flokks aðili á sviði skurðar“! Frá rennibekkjum til CNC fræsara, frá fræsingu stáls til borsteins, það er að finna alls staðar. Sementkarbíð með lágu kolefnisinnihaldi (eins og YG3X) hentar vel til frágangs, en það með hátt kolefnisinnihald (eins og YG8) hefur góða höggþol og þolir grófa vinnslu með auðveldum hætti.
2. Slitþolinn íhlutareitur
- Títan karbíð (TiC)Virkar sem „slitþolinn meistari“ í nákvæmnismótum! Til dæmis, í duftmálmvinnslumótum, þegar málmduft er pressað, eru TiC innlegg slitþolin og hafa mikla nákvæmni, sem tryggir að pressuðu hlutar hafi nákvæmar víddir og gott yfirborð og séu ekki viðkvæmir fyrir „bilunum“ við fjöldaframleiðslu.
- Kísillkarbíð (SiC)Búin tvöföldu slitþoli og hitaþoli! Rúllur og legur í háhitaofnum úr SiC keramik mýkjast ekki eða slitna jafnvel yfir 1000°C. Einnig þola stútar í sandblástursbúnaði úr SiC áhrif sandagna og endingartími þeirra er margfalt lengri en venjulegir stálstútar.
- Sementað karbíð (WC – Co)„Fjölhæfur sérfræðingur í slitþoli“! Tennur úr sementuðu karbíði í námuborum geta mulið grjót án þess að skemmast; skerar úr sementuðu karbíði á skjölduvélum þola jarðveg og sandstein og geta „haldið ró sinni“ jafnvel eftir að hafa grafið þúsundir metra göng. Jafnvel sérkennilegu hjólin í titringsmótorum farsíma reiða sig á sementuðu karbíði fyrir slitþol til að tryggja stöðugan titring.
3. Rafeindatækni/hálfleiðarasvið
- Títan karbíð (TiC)Kemur fyrir í sumum rafeindaíhlutum sem þurfa háan hita og mikla slitþol! Til dæmis, í rafskautum í háaflsrafneðarörum, hefur TiC háan hitaþol, góða rafleiðni og slitþol, sem gerir kleift að nota stöðugt í umhverfi með miklum hita og tryggir flutning rafrænna merkja.
- Kísillkarbíð (SiC): „Nýtt uppáhald í hálfleiðurum“! SiC hálfleiðaratæki (eins og SiC aflgjafaeiningar) hafa framúrskarandi afköst við háa tíðni, háa spennu og háan hita. Þegar þau eru notuð í rafknúnum ökutækjum og sólarorkubreytum geta þau aukið skilvirkni verulega og dregið úr magni. Einnig eru SiC skífur „grunnurinn“ að framleiðslu á háa tíðni og háum hita flísum og eru mjög eftirsóttar í 5G grunnstöðvum og flugvélum.
- Sementað karbíð (WC – Co): „Nákvæmnisverkfæri“ í rafeindavinnslu! Borar úr sementuðu karbíði fyrir prentplötuboranir geta verið allt niður í 0,1 mm í þvermál og geta borað nákvæmlega án þess að brotna auðveldlega. Innfellingar úr sementuðu karbíði í flísapökkunarmótum eru með mikla nákvæmni og slitþol, sem tryggir nákvæma og stöðuga pökkun flísapinna.
III. Hvernig á að velja?
- Fyrir mikla hörku og nákvæma slitþol→ Veldu títan karbíð (TiC)! Til dæmis, í nákvæmnismótum og húðun á ofurhörðum verkfærum, getur það „þolað“ slit og viðhaldið nákvæmni.
- Fyrir háhitaþol, efnastöðugleika eða vinnu við hálfleiðara/hátíðnitæki→ Veldu kísilkarbíð (SiC)! Það er ómissandi fyrir ofnahluta sem þola háan hita og SiC aflgjafaflísar.
- Fyrir jafnvægi í heildarafköstum, allt frá skurði til slitþolinna nota→ Veldu sementkarbíð (WC – Co)! Það er „fjölhæfur leikmaður“ sem nær yfir verkfæri, borvélar og slitþolna hluti.
Birtingartími: 9. júní 2025
