I den industrielle produktions "materialeunivers" er titankarbid (TiC), siliciumkarbid (SiC) og hårdmetal (typisk baseret på wolframkarbid - kobolt osv.) tre skinnende "stjernematerialer". Med deres unikke egenskaber spiller de en central rolle inden for forskellige områder. I dag vil vi se nærmere på forskellene i egenskaber mellem disse tre materialer og de scenarier, hvor de udmærker sig!
I. En direkte sammenligning af materialeegenskaber
| Materialetype | Hårdhed (referenceværdi) | Densitet (g/cm³) | Slidstyrke | Høj temperaturbestandighed | Kemisk stabilitet | Sejhed |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Titankarbid (TiC) | 2800 – 3200HV | 4,9 – 5,3 | Fremragende (domineret af hårde faser) | Stabil ved ≈1400 ℃ | Resistent over for syrer og baser (undtagen stærke oxiderende syrer) | Relativt lav (skørhed er mere fremtrædende) |
| Siliciumcarbid (SiC) | 2500 – 3000HV (til SiC-keramik) | 3.1 – 3.2 | Enestående (styrket af kovalent bindingsstruktur) | Stabil ved ≈1600 ℃ (i keramisk tilstand) | Ekstremt stærk (modstandsdygtig over for de fleste kemiske medier) | Moderat (skør i keramisk tilstand; enkeltkrystaller har sejhed) |
| Hårdmetal (eksempelvis WC – Co) | 1200 – 1800HV | 13 – 15 (for WC – Co-serien) | Enestående (WC hårde faser + Co bindemiddel) | ≈800 – 1000 ℃ (afhænger af Co-indholdet) | Modstandsdygtig over for syrer, alkalier og slibende slid | Relativt god (Co-bindefase forbedrer sejheden) |
Ejendomsfordeling:
- Titankarbid (TiC)Dens hårdhed er tæt på diamants, hvilket gør den til et medlem af den superhårde materialefamilie. Dens høje densitet muliggør præcis positionering i præcisionsværktøjer, der kræver "vægtning". Den har dog høj sprødhed og er tilbøjelig til at afskalle under stød, så den er mere egnet til statiske scenarier med lav stød/slidstærk skæring. For eksempel bruges den ofte som en belægning på værktøjer. TiC-belægningen er superhård og slidstærk, ligesom at lægge "beskyttelsespansring" på hurtigstål og hårdmetalværktøjer. Ved skæring af rustfrit stål og legeret stål kan den modstå høje temperaturer og reducere slid, hvilket forlænger værktøjets levetid betydeligt. For eksempel muliggør den hurtig og stabil skæring i belægningen af sletfræsere.
- Siliciumcarbid (SiC)En "toppræsterende inden for højtemperaturresistens"! Den kan opretholde stabil ydeevne over 1600 ℃. I keramisk tilstand er dens kemiske stabilitet bemærkelsesværdig, og den reagerer næsten ikke med syrer og alkalier (bortset fra nogle få som flussyre). Sprødhed er dog et almindeligt problem for keramiske materialer. Ikke desto mindre har enkeltkrystal siliciumcarbid (såsom 4H-SiC) forbedret sejhed og er på vej tilbage i halvledere og højfrekvente enheder. For eksempel er SiC-baserede keramiske værktøjer "topelever" blandt keramiske værktøjer. De har høj temperaturresistens og kemisk stabilitet. Ved skæring i legeringer med høj hårdhed (såsom nikkelbaserede legeringer) og sprøde materialer (såsom støbejern) er de ikke tilbøjelige til at sætte sig fast og har langsom slitage. På grund af sprødhed er de dog mere egnede til sletbehandling med mindre afbrudt skæring og høj præcision.
- Hårdmetal (WC – Co)En "førsteklasses aktør inden for skæreudstyr"! Fra drejebænke til CNC-fræsere, fra fræsning af stål til boresten, kan det findes overalt. Hårdmetal med lavt Co-indhold (såsom YG3X) er velegnet til sletbearbejdning, mens hårdmetal med højt Co-indhold (såsom YG8) har god slagfasthed og nemt kan håndtere grov bearbejdning. WC-hårdfaserne er ansvarlige for at "modstå" slid, og Co-bindemidlet fungerer som "lim" for at holde WC-partiklerne sammen og opretholde både hårdhed og sejhed. Selvom dens høje temperaturbestandighed ikke er så god som de to første, gør dens afbalancerede samlede ydeevne den velegnet til en bred vifte af scenarier, lige fra skæring til slidstærke komponenter.
II. Anvendelsesområder i fuld gang
1. Skæreværktøjsfelt
- Titankarbid (TiC)Fungerer ofte som belægning på værktøj! Den superhårde og slidstærke TiC-belægning giver et "beskyttende panser" på hurtigstål og hårdmetalværktøj. Ved skæring i rustfrit stål og legeret stål kan den modstå høje temperaturer og reducere slid, hvilket forlænger værktøjets levetid betydeligt. For eksempel muliggør den hurtig og stabil skæring ved belægning af sletfræsere.
- Siliciumcarbid (SiC)En "topelev" blandt keramiske værktøjer! SiC-baserede keramiske værktøjer har høj temperaturbestandighed og kemisk stabilitet. Ved skæring i legeringer med høj hårdhed (såsom nikkelbaserede legeringer) og sprøde materialer (såsom støbejern) er de ikke tilbøjelige til at sætte sig fast og slides langsomt. På grund af sprødhed er de dog mere egnede til sletbearbejdning med mindre afbrudt skæring og høj præcision.
- Hårdmetal (WC – Co)En "førsteklasses aktør inden for skæreudstyr"! Fra drejebænke til CNC-fræsere, fra fræsning af stål til boresten, kan den findes overalt. Hårdmetal med lavt Co-indhold (såsom YG3X) er velegnet til sletbearbejdning, mens hårdmetal med højt Co-indhold (såsom YG8) har god slagfasthed og nemt kan håndtere grov bearbejdning.
2. Slidstærkt komponentfelt
- Titankarbid (TiC)Fungerer som en "slidstærk mester" i præcisionsforme! For eksempel, i pulvermetallurgiske forme, er TiC-indsatser slidstærke og har høj præcision, når de presses metalpulver, hvilket sikrer, at de pressede dele har nøjagtige dimensioner og gode overflader og ikke er tilbøjelige til "fejlfunktion" under masseproduktion.
- Siliciumcarbid (SiC)Udstyret med "dobbelt polering" af slidstyrke og højtemperaturbestandighed! Ruller og lejer i højtemperaturovne lavet af SiC-keramik bliver ikke bløde eller slidte, selv over 1000 ℃. Dyser i sandblæsningsudstyr lavet af SiC kan desuden modstå påvirkningen fra sandpartikler, og deres levetid er flere gange længere end for almindelige ståldyser.
- Hårdmetal (WC – Co)En "alsidig ekspert i slidstyrke"! Hårdmetaltænder i mineborehoveder kan knuse sten uden at beskadige dem; hårdmetalskærere på skjoldmaskiner kan modstå jord og sandsten og kan "bevare deres ro", selv efter tusindvis af meter tunnelering. Selv de excentriske hjul i mobiltelefoners vibrationsmotorer er afhængige af hårdmetal for slidstyrke og stabil vibration.
3. Elektronik-/halvlederområdet
- Titankarbid (TiC)Forekommer i nogle elektroniske komponenter, der kræver høj temperatur og høj slidstyrke! For eksempel har TiC i elektroderne i højeffektelektronrør høj temperaturbestandighed, god elektrisk ledningsevne og slidstyrke, hvilket muliggør stabil drift i miljøer med høje temperaturer og sikrer elektronisk signaltransmission.
- Siliciumcarbid (SiC)En "ny favorit inden for halvledere"! SiC-halvlederkomponenter (såsom SiC-strømmoduler) har fremragende ydeevne ved høje frekvenser, høje spændinger og høje temperaturer. Når de bruges i elbiler og solcelledrevne invertere, kan de forbedre effektiviteten betydeligt og reducere volumen. SiC-wafere er også "fundamentet" for fremstilling af højfrekvente og højtemperaturchips og er meget efterspurgte i 5G-basestationer og flyelektronik.
- Hårdmetal (WC – Co)Et "præcisionsværktøj" inden for elektronisk bearbejdning! Hårdmetalbor til printkortboring kan have en diameter på helt ned til 0,1 mm og kan bore præcist uden at knække let. Hårdmetalindsatser i chippakkeforme har høj præcision og slidstyrke, hvilket sikrer præcis og stabil pakning af chipstifter.
III. Hvordan vælger man?
- For ekstrem hårdhed og præcis slidstyrke→ Vælg titankarbid (TiC)! For eksempel kan det i præcisionsformbelægninger og superhårde værktøjsbelægninger "modstå" slid og opretholde præcision.
- Til højtemperaturresistens, kemisk stabilitet eller arbejde på halvledere/højfrekvente enheder→ Vælg siliciumcarbid (SiC)! Det er uundværligt til højtemperaturovnkomponenter og SiC-kraftchips.
- For en afbalanceret samlet ydeevne, der dækker alt fra skæring til slidstærke applikationer→ Vælg hårdmetal (WC – Co)! Det er en "alsidig aktør", der dækker værktøj, bor og slidstærke dele.
Opslagstidspunkt: 9. juni 2025
