Titan karbid, kremniy karbid va sementlangan karbid materiallarining xususiyatlari va qo'llanilishi

Sanoat ishlab chiqarishining "moddiy olamida" titanium karbid (TiC), silikon karbid (SiC) va sementlangan karbid (odatda volfram karbidiga asoslangan - kobalt va boshqalar) uchta porloq "yulduzli materiallar" dir. O'zining noyob xususiyatlari bilan ular turli sohalarda muhim rol o'ynaydi. Bugun biz ushbu uchta material o'rtasidagi xususiyatlardagi farqlarni va ular ustun bo'lgan stsenariylarni chuqur ko'rib chiqamiz!

I. Moddiy xususiyatlarni boshdan-boshga solishtirish

Material turi	Qattiqlik (mos yozuvlar qiymati)	Zichlik (g/sm³)	Aşınmaya qarshilik	Yuqori - Haroratga chidamlilik	Kimyoviy barqarorlik	Qattiqlik
Titan karbid (TiC)	2800 - 3200 HV	4,9 – 5,3	Zo'r (qiyin bosqichlar ustunlik qiladi)	≈1400 ℃ da barqaror	Kislota va ishqorlarga chidamli (kuchli oksidlovchi kislotalardan tashqari)	Nisbatan past (mo'rtlik ko'proq namoyon bo'ladi)
Silikon karbid (SiC)	2500 – 3000HV (SiC keramika uchun)	3.1 – 3.2	Ajoyib (kovalent bog'lanish tuzilishi bilan mustahkamlangan)	≈1600 ℃ da barqaror (keramika holatida)	Juda kuchli (ko'pgina kimyoviy vositalarga chidamli)	O'rtacha (keramika holatida mo'rt; monokristallar qattiqlikka ega)
Tsementlangan karbid (misol sifatida WC - Co)	1200 - 1800 HV	13 – 15 (WC – Co seriyasi uchun)	Istisno (WC qattiq fazalari + biriktiruvchi)	≈800 - 1000 ℃ (Co tarkibiga bog'liq)	Kislotalarga, ishqorlarga va abraziv aşınmaya chidamli	Nisbatan yaxshi (Birlashtiruvchi faza qattiqlikni oshiradi)

Mulkni taqsimlash:

• Titan karbid (TiC): Uning qattiqligi olmosnikiga yaqin bo'lib, uni super-qattiq materiallar oilasining a'zosi qiladi. Uning yuqori zichligi "tortishish" ni talab qiladigan nozik asboblarda aniq joylashishni aniqlash imkonini beradi. Biroq, u yuqori mo'rtlikka ega va ta'sir ostida parchalanishga moyil, shuning uchun u statik, past zarbali kesish / aşınmaya bardoshli stsenariylar uchun ko'proq mos keladi. Misol uchun, u ko'pincha asboblarga qoplama sifatida ishlatiladi. TiC qoplamasi yuqori tezlikli po'lat va sementlangan karbid asboblariga "himoya zirhlarini" qo'yish kabi juda qattiq va aşınmaya bardoshli. Zanglamaydigan po'lat va qotishma po'latni kesishda u yuqori haroratga bardosh bera oladi va aşınmayı kamaytiradi, asbobning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytiradi. Masalan, pardozlash frezalarini qoplashda tez va barqaror kesish imkonini beradi.
• Silikon karbid (SiC): "Yuqori haroratga chidamlilik bo'yicha eng yaxshi ko'rsatkich"! 1600 ℃ dan yuqori barqaror ishlashni saqlab turishi mumkin. Keramika holatida uning kimyoviy barqarorligi ajoyibdir va u kislotalar va ishqorlar bilan deyarli reaksiyaga kirishmaydi (bir nechta gidroflorik kislotadan tashqari). Biroq, mo'rtlik keramika materiallari uchun keng tarqalgan muammodir. Shunga qaramay, bitta kristalli kremniy karbid (masalan, 4H - SiC) mustahkamlikni oshirdi va yarimo'tkazgichlar va yuqori chastotali qurilmalarda qayta tiklanmoqda. Misol uchun, SiC asosidagi keramika asboblari keramika asboblari orasida "eng yaxshi talabalar" dir. Ular yuqori haroratga chidamliligi va kimyoviy barqarorlikka ega. Yuqori qattiqlikdagi qotishmalarni (masalan, nikel asosidagi qotishmalar) va mo'rt materiallarni (masalan, quyma temir) kesishda ular asboblarni yopishtirmaydi va sekin eskiradi. Biroq, mo'rtlik tufayli ular kamroq uzilishli kesish va yuqori aniqlik bilan tugatish uchun ko'proq mos keladi.
• Sementlangan karbid (WC - Co): "Kesish sohasidagi eng yuqori darajadagi o'yinchi"! Torna asboblaridan tortib CNC frezalarigacha, frezalash po'latidan burg'ulash toshlarigacha, uni hamma joyda topish mumkin. Kam Co kontsentratsiyasiga ega bo'lgan sementlangan karbid (masalan, YG3X) pardozlash uchun javob beradi, yuqori Co kontsentratsiyasiga ega (masalan, YG8) yaxshi zarba qarshiligiga ega va qo'pol ishlov berishni osonlikcha bajara oladi. WCning qattiq fazalari eskirishga "bardosh" uchun mas'uldir va Co birlashtiruvchi "yopishtiruvchi" kabi ishlaydi va WC zarralarini bir-biriga bog'lab, qattiqlik va qattiqlikni saqlaydi. Garchi uning yuqori haroratga chidamliligi birinchi ikkitasi kabi yaxshi bo'lmasa-da, uning muvozanatli umumiy ishlashi uni kesishdan tortib aşınmaya bardoshli komponentlargacha bo'lgan keng stsenariylar uchun mos qiladi.

II. Ilova maydonlari to'liq tezlikda

1. Kesish asboblari maydoni

• Titan karbid (TiC): Ko'pincha asboblarga qoplama sifatida xizmat qiladi! Super qattiq va aşınmaya bardoshli TiC qoplamasi yuqori tezlikda ishlaydigan po'lat va sementlangan karbid asboblarga "himoya zirhlarini" qo'yadi. Zanglamaydigan po'lat va qotishma po'latni kesishda u yuqori haroratga bardosh bera oladi va aşınmayı kamaytiradi, asbobning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytiradi. Masalan, pardozlash frezalarini qoplashda tez va barqaror kesish imkonini beradi.
• Silikon karbid (SiC): Keramika asboblari orasida "eng yaxshi talaba"! SiC asosidagi keramika asboblari yuqori haroratga chidamliligi va kimyoviy barqarorlikka ega. Yuqori qattiqlikdagi qotishmalarni (masalan, nikel asosidagi qotishmalar) va mo'rt materiallarni (masalan, quyma temir) kesishda ular asboblarni yopishtirmaydi va sekin eskiradi. Biroq, mo'rtlik tufayli ular kamroq uzilishli kesish va yuqori aniqlik bilan tugatish uchun ko'proq mos keladi.
• Sementlangan karbid (WC - Co): "Kesish sohasidagi eng yuqori darajadagi o'yinchi"! Torna asboblaridan tortib CNC frezalarigacha, frezalash po'latidan burg'ulash toshlarigacha, uni hamma joyda topish mumkin. Kam Co kontsentratsiyasiga ega bo'lgan sementlangan karbid (masalan, YG3X) pardozlash uchun javob beradi, yuqori Co kontsentratsiyasiga ega (masalan, YG8) yaxshi zarba qarshiligiga ega va qo'pol ishlov berishni osonlikcha bajara oladi.

2. Aşınma - Chidamli komponent maydoni

• Titan karbid (TiC): Nozik qoliplarda "kiyishga chidamli chempion" vazifasini bajaradi! Misol uchun, chang metallurgiya qoliplarida, metall kukunini bosganda, TiC qo'shimchalari aşınmaya bardoshli va yuqori aniqlikka ega bo'lib, bosilgan qismlar aniq o'lchamlarga va yaxshi sirtlarga ega bo'lishini ta'minlaydi va ommaviy ishlab chiqarish jarayonida "noto'g'ri ishlashga" moyil emas.
• Silikon karbid (SiC): Aşınmaga chidamliligi va yuqori haroratga chidamliligining "ikki marta bufflari" bilan ta'minlangan! SiC keramikadan tayyorlangan yuqori haroratli pechlardagi roliklar va podshipniklar 1000℃ dan yuqori haroratda ham yumshamaydi va eskirmaydi. Shuningdek, SiC dan tayyorlangan qum tozalash uskunasidagi nozullar qum zarralari ta'siriga bardosh bera oladi va ularning xizmat qilish muddati oddiy po'latdan yasalgan nozullarga qaraganda bir necha baravar ko'p.
• Sementlangan karbid (WC - Co): "Ko'p qirrali aşınmaya bardoshli mutaxassis"! Shaxta matkap uchlaridagi sementlangan karbid tishlari toshlarni shikastlanmasdan maydalashi mumkin; qalqon dastgohlarida sementlangan karbid to'sarlari tuproq va qumtoshga bardosh bera oladi va minglab metr tunneldan keyin ham "o'z xotirjamligini saqlab turishi" mumkin. Mobil telefon tebranish dvigatellaridagi eksantrik g'ildiraklar ham barqaror tebranishlarni ta'minlash uchun aşınma qarshiligi uchun sementlangan karbidga tayanadi.

3. Elektronika/Yarim o‘tkazgich maydoni

• Titan karbid (TiC): Yuqori harorat va yuqori aşınma qarshiligini talab qiluvchi ba'zi elektron qismlarda paydo bo'ladi! Masalan, yuqori quvvatli elektron naychalarning elektrodlarida TiC yuqori haroratga chidamliligi, yaxshi elektr o'tkazuvchanligi va aşınma qarshiligiga ega bo'lib, yuqori haroratli muhitda barqaror ishlashni ta'minlaydi va elektron signal uzatilishini ta'minlaydi.
• Silikon karbid (SiC): "Yarim o'tkazgichlarda yangi sevimli"! SiC yarimo'tkazgichli qurilmalar (masalan, SiC quvvat modullari) yuqori chastotali, yuqori kuchlanishli va yuqori haroratli ishlashga ega. Elektr transport vositalari va fotovoltaik invertorlarda foydalanilganda ular samaradorlikni sezilarli darajada oshirishi va hajmni kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, SiC gofretlari yuqori chastotali va yuqori haroratli chiplarni ishlab chiqarish uchun "poydevor" bo'lib, 5G tayanch stantsiyalarida va avionikada juda kutiladi.
• Sementlangan karbid (WC - Co): Elektron ishlov berishda "aniq vosita"! PCB burg'ulash uchun sementlangan karbidli matkaplar diametri 0,1 mm gacha bo'lishi mumkin va osonlikcha buzilmasdan aniq burg'ulashi mumkin. Chip qadoqlash qoliplarida sementlangan karbid qo'shimchalari yuqori aniqlik va aşınma qarshilikka ega bo'lib, chip pinlarining aniq va barqaror qadoqlanishini ta'minlaydi.

III. Qanday tanlash kerak?

• Haddan tashqari qattiqlik va aniq aşınma qarshilik uchun→ Titan karbidini (TiC) tanlang! Misol uchun, nozik qolip qoplamalarida va super-qattiq asbob qoplamalarida u aşınmaya "bardosh" va aniqlikni saqlab turishi mumkin.
• Yuqori haroratga chidamlilik, kimyoviy barqarorlik yoki yarimo'tkazgichlar / yuqori chastotali qurilmalarda ishlash uchun→ Kremniy karbidini (SiC) tanlang! Bu yuqori haroratli o'choq komponentlari va SiC quvvat chiplari uchun ajralmas hisoblanadi.
• Muvozanatli umumiy ishlash uchun, kesishdan tortib aşınmaya bardoshli ilovalarga qadar hamma narsani qamrab oladi→ Sementlangan karbidni tanlang (WC - Co)! Bu asboblar, matkaplar va aşınmaya bardoshli qismlarni qoplaydigan "ko'p qirrali o'yinchi".