در "جهان مواد" تولید صنعتی، کربید تیتانیوم (TiC) ، کربید سیلیکون (SiC) و کربید سیمان (معمولاً بر اساس کربید وولفستم) ، کوبالت و غیره.) سه ماده ستاره درخشان هستندبا خواص منحصر به فرد خود، آنها نقش های محوری در زمینه های مختلف دارند.ما نگاهی عمیق به تفاوت در خواص بین این سه ماده و سناریوهای که در آن آنها را برتری!
I. مقایسه ی ویژگی های مواد از یک سر به یک سر
| نوع ماده | سختی (ارزش مرجع) | تراکم (g/cm3) | مقاومت در برابر لباس | مقاومت بالا در برابر دمای بالا | ثبات شیمیایی | سفتی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| کربید تیتانیوم (TiC) | ۲۸۰۰ ۰۳۲۰۰HV | 4.9 53 | عالی (که توسط فاز های سخت تسلط دارد) | ثابت در ≈1400°C | مقاوم در برابر اسید ها و قلیات (به جز اسید های اکسید کننده قوی) | نسبتا کم (شکستگی بیشتر است) |
| سیلیکون کارباید (SiC) | ۲۵۰۰ و ۳۰۰۰ هولت (برای سرامیک های SiC) | 3.1 32 | موارد موجود (که با ساختار پیوند همجوشی تقویت می شوند) | ثبات در ≈1600°C (در حالت سرامیکی) | بسیار قوی (مقاوم اکثر مواد شیمیایی) | متوسط (در حالت سرامیکی شکننده است؛ کریستال های تک نفره دارای سختی هستند) |
| کربید سیمان (WC Co به عنوان مثال) | ۱۲۰۰ و ۱۸۰۰ هولت | 13 ¢ 15 (برای سری WC ¢ Co) | استثنایی (فاز های سخت WC + Co binder) | ≈800 ️ 1000°C (بسته به محتوای Co) | مقاومت در برابر اسید ها، قلیات و فرسایش خیس کننده | نسبتا خوب است (فاز اتصال کننده Co، سختی را افزایش می دهد) |
طبقه بندی اموال:
- کربید تیتانیوم (TiC): سختی آن نزدیک به الماس است، و آن را به عضو خانواده مواد فوق سخت تبدیل می کند. تراکم بالا آن اجازه می دهد تا موقعیت دقیق در ابزار دقیق که نیاز به وزن دارد.با این حال، شکنندگی بالایی دارد و در اثر ضربه مستعد پاره شدن است ، بنابراین برای سناریوهای ثابت ، کم ′′ قطع ′′ اثر / لباس ′′ مقاوم مناسب تر است. به عنوان مثال ،اغلب به عنوان پوشش روی ابزار استفاده می شود.پوشش TiC فوق العاده سخت و مقاوم به لباس است، مانند قرار دادن زره محافظ بر روی فولاد سرعت بالا و ابزارهای کربید سیمانمی تواند در برابر دماهای بالا مقاومت کند و لباس را کاهش دهدبه عنوان مثال، در پوشش ماشین آلات فرنیشی، این امکان را برای برش سریع و پایدار فراهم می کند.
- سیلیکون کارباید (SiC): یک عملکرد عالی در مقاومت در دمای بالا! می تواند عملکرد پایدار را در بالای 1600 درجه سانتیگراد حفظ کند. در حالت سرامیکی،ثبات شیمیایی آن قابل توجه است و به سختی با اسید ها و قلیات واکنش نشان می دهد (به استثنای چند مورد مانند اسید هیدروفلوئوریک)با این حال، شکنندگی یک مشکل رایج برای مواد سرامیکی است.سنگل کرستال کربید سیلیکون (مانند 4H SiC) از سختی بهبود یافته و در حال بازگشت به نیمه هادی ها و دستگاه های فرکانس بالا است.به عنوان مثال، ابزار سرامیکی مبتنی بر SiC® در میان ابزارهای سرامیکی "مطالب برتر" هستند. آنها مقاومت درجه حرارت و ثبات شیمیایی بالایی دارند.در هنگام برش آلیاژ های سخت (مانند آلیاژ های مبتنی بر نیکل) و مواد شکننده (مانند آهن ریخته)در این روش، آنها مستعد چسبیدن ابزار نیستند و فرسایش آهسته دارند. با این حال، به دلیل شکنندگی، آنها برای پایان دادن با قطع کمتر و دقت بالا مناسب تر هستند.
- کربید سیمان (WC Co): یک بازیکن برتر در زمینه برش! از ابزار چرخ دار تا برش CNC، از آسیاب فولاد تا حفاری سنگ، می توان آن را در همه جا یافت.کاربید سیمان با محتوای کم Co (مانند YG3X) برای تکمیل مناسب است، در حالی که آن با محتوای Co بالا (مانند YG8) دارای مقاومت در برابر ضربه خوب است و می تواند به راحتی ماشینکاری خشن را انجام دهد.و همبندگر مثل چسب عمل می کند تا ذرات WC را با هم نگه دارد.، حفظ هر دو سختی و سختی. اگر چه مقاومت درجه حرارت بالا آن به اندازه دو مورد اول خوب نیست،عملکرد کلی متعادل آن را برای طیف گسترده ای از سناریوها از برش به لباس های مقاوم به لباس مناسب می کند.
II. زمینه های کاربردی در حال رشد
1. میدان ابزار برش
- کربید تیتانیوم (TiC): اغلب به عنوان پوشش روی ابزارها استفاده می شود! پوشش TiC فوق العاده سخت و مقاوم در برابر فرسایش ، زره محافظتی را بر روی ابزارهای فولادی و کربید سیمان شده با سرعت بالا قرار می دهد.در هنگام برش فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژ، می تواند در برابر دماهای بالا مقاومت کند و فرسایش را کاهش دهد و به طور قابل توجهی عمر ابزار را افزایش دهد. به عنوان مثال، در پوشش برش فرش های نهایی، این امکان را برای برش سریع و پایدار فراهم می کند.
- سیلیکون کارباید (SiC): یکی از بهترین دانش آموزان در میان ابزار سرامیکی! ابزار سرامیکی مبتنی بر SiC دارای مقاومت درجه حرارت بالا و ثبات شیمیایی است.در هنگام برش آلیاژ های سخت (مانند آلیاژ های مبتنی بر نیکل) و مواد شکننده (مانند آهن ریخته)در این روش، آنها مستعد چسبیدن ابزار نیستند و فرسایش آهسته دارند. با این حال، به دلیل شکنندگی، آنها برای پایان دادن با قطع کمتر و دقت بالا مناسب تر هستند.
- کربید سیمان (WC Co): یک بازیکن برتر در زمینه برش! از ابزار چرخ دار تا برش CNC، از آسیاب فولاد تا حفاری سنگ، می توان آن را در همه جا یافت.کاربید سیمان با محتوای کم Co (مانند YG3X) برای تکمیل مناسب است، در حالی که آن با محتوای Co بالا (مانند YG8) دارای مقاومت ضربه خوبی است و می تواند به راحتی ماشینکاری خشن را انجام دهد.
2. پوشیدن مقاوم بخش میدان
- کربید تیتانیوم (TiC): در قالب های دقیق به عنوان یک قهرمان مقاوم در برابر فرسایش عمل می کند! به عنوان مثال، در قالب های فلز سازی پودر، هنگام فشار پودر فلزی، ورودی های TiC مقاوم در برابر فرسایش هستند و دقت بالایی دارند.اطمینان از ابعاد دقیق قطعات فشار داده شده و سطوح خوب، و در طول تولید انبوه مستعد "خرابی" نیستند.
- سیلیکون کارباید (SiC): دارای مقاومت دو برابر در برابر فرسایش و مقاومت در برابر دمای بالا است! رول ها و لوله های کوره های دمای بالا ساخته شده از سرامیک SiC حتی بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد نرم یا فرسایش نمی کنند.همچنین، نوزل ها در تجهیزات شن و ماسه سازی ساخته شده از SiC می توانند به اثر ذرات شن مقاومت کنند و عمر آنها چندین برابر طولانی تر از نوزل های فولادی معمولی است.
- کربید سیمان (WC Co): یک تکثیر پذیر استقامتی از لباس متخصص ! دندانهای کربید سیمان در سوراخ های معدن می توانند سنگ ها را بدون آسیب خرد کنند؛ برش های کربید سیمان بر روی ابزار ماشین محافظ می توانند در برابر خاک و سنگ شن مقاومت کنند،و می توانند حتی بعد از حفاری هزاران متر تونلحتی چرخ های عجیب و غریب در موتورهای ارتعاش تلفن همراه برای مقاومت در برابر لباس برای اطمینان از ارتعاش پایدار به کاربید سیمان شده وابسته هستند.
3حوزه الکترونیک/ نیمه هادی
- کربید تیتانیوم (TiC): در برخی از قطعات الکترونیکی که نیاز به دمای بالا و مقاومت در برابر فرسایش دارند وجود دارد! به عنوان مثال در الکترودهای لوله های الکترونی با قدرت بالا، TiC دارای مقاومت دمای بالا است.رسانایی الکتریکی خوب، و مقاومت در برابر فرسایش، امکان عملکرد پایدار در محیط های با دمای بالا و تضمین انتقال سیگنال الکترونیکی را فراهم می کند.
- سیلیکون کارباید (SiC): یک مورد علاقه جدید در نیمه هادی ها! دستگاه های نیمه هادی SiC (مانند ماژول های قدرت SiC) دارای فرکانس بالا، ولتاژ بالا و عملکرد دمای بالا هستند.هنگامی که در وسایل نقلیه الکتریکی و اینورترهای خورشیدی استفاده می شودهمچنین، وافرهای SiC برای تولید تراشه های فرکانس بالا و دمای بالا پایه هستند.و به شدت در ایستگاه های پایه 5G و هواوی انتظار می رود.
- کربید سیمان (WC Co): یک ابزار دقیق در پردازش الکترونیک! سوراخ های کربید سیمان برای حفاری PCB می توانند قطر 0.1 میلی متر داشته باشند و می توانند بدون شکستن آسان به دقت حفاری کنند.ورودی های کربید سیمان در قالب های بسته بندی تراشه دارای دقت بالا و مقاومت در برابر لباس هستند، اطمینان از بسته بندی دقیق و پایدار پیچ های تراشه.
۳. چگونه انتخاب کنیم؟
- برای سختی شدید و مقاومت دقیق در برابر لباس→ کاربید تیتانیوم (TiC) را انتخاب کنید! به عنوان مثال، در پوشش های قالب دقیق و پوشش های ابزار فوق العاده سخت، می تواند به فرسایش و حفظ دقت مقاومت کند.
- برای مقاومت در برابر دمای بالا، ثبات شیمیایی یا کار بر روی نیمه هادی ها/ دستگاه های فرکانس بالا→ کربید سیلیکون (SiC) را انتخاب کنید!
- برای عملکرد کلی متعادل، پوشش دادن همه چیز از برش به پوشیدن→ کاربید سیمان شده را انتخاب کنید (WC Co)! این یک "بازیگر همه کاره" است که ابزارها، دریل ها و قطعات مقاوم به لباس را پوشش می دهد.