Titanio Karburoaren, Silizio Karburoaren eta Zementuzko Karburo Materialen Ezaugarriak eta Aplikazioak

Industria-fabrikazioaren "material unibertsoan", titanio karburoa (TiC), silizio karburoa (SiC) eta zementuzko karburoa (normalean tungsteno karburoan oinarrituta - kobaltoan, etab.) hiru "izar material" distiratsu dira. Beren propietate bereziekin, funtsezko zeregina dute hainbat arlotan. Gaur, hiru material hauen arteko propietateen arteko desberdintasunak eta nabarmentzen diren egoerak sakon aztertuko ditugu!

I. Materialen propietateen buruz buruko konparaketa

Material mota	Gogortasuna (Erreferentzia Balioa)	Dentsitatea (g/cm³)	Higaduraren erresistentzia	Tenperatura altuen erresistentzia	Egonkortasun kimikoa	Gogortasuna
Titanio Karburoa (TiC)	2800 – 3200HV	4.9 – 5.3	Bikaina (fase gogorrek menderatuta)	≈1400 ℃-tan egonkorra	Azido eta alkaliekiko erresistentea (azido oxidatzaile sendoak izan ezik)	Nahiko baxua (hauskortasun nabarmenagoa da)
Silizio karburoa (SiC)	2500 – 3000HV (SiC zeramikoetarako)	3.1 – 3.2	Bikaina (lotura kobalenteen egiturak indartua)	Egonkorra ≈1600℃-tan (zeramikazko egoeran)	Oso sendoa (ingurune kimiko gehienen aurrean erresistentea)	Moderatua (zeramikazko egoeran hauskorra; kristal bakarrek gogortasuna dute)
Karburo zementatua (WC-Co, adibidez)	1200 – 1800HV	13 – 15 (WC – Co serierako)	Ezohikoa (WC fase gogorrak + Co aglutinatzailea)	≈800 – 1000℃ (Co edukiaren arabera)	Azido, alkali eta higadura urratzailearekiko erresistentea	Nahiko ona (Co aglutinatzaile faseak gogortasuna hobetzen du)

Jabetza-banaketa:

• Titanio Karburoa (TiC)Bere gogortasuna diamantearenaren antzekoa da, eta horrek super-material gogorrak osatzen ditu. Dentsitate handiak "pisua" behar duten doitasun-erremintetan kokapen zehatza ahalbidetzen du. Hala ere, hauskortasun handia du eta inpaktupean txirbiltzeko joera du, beraz, egokiagoa da ebaketa estatikoetarako, inpaktu txikikoetarako/higadura-erresistenteetarako. Adibidez, askotan erremintetan estaldura gisa erabiltzen da. TiC estaldura super gogorra eta higadura-erresistentea da, altzairu azkarreko eta karburo zementatuzko erremintei "babes-armadura" bat jartzea bezala. Altzairu herdoilgaitza eta aleazio-altzairua moztean, tenperatura altuak jasan ditzake eta higadura murriztu, erremintaren bizitza nabarmen luzatuz. Adibidez, akabera-fresatzeko ebakitzaileen estalduran, ebaketa azkarra eta egonkorra ahalbidetzen du.
• Silizio karburoa (SiC)"Tenperatura altuko erresistentzian errendimendu bikaina"! 1600 ℃-tik gorako errendimendu egonkorra mantendu dezake. Zeramikazko egoeran, bere egonkortasun kimikoa nabarmena da eta ia ez du azido eta alkaliekin erreakzionatzen (azido fluorhidrikoa bezalako batzuk izan ezik). Hala ere, hauskortasuna arazo ohikoa da zeramikazko materialetan. Hala ere, silizio karburo monokristalak (adibidez, 4H-SiC) gogortasuna hobetu du eta erdieroaleetan eta maiztasun handiko gailuetan itzultzen ari da. Adibidez, SiC oinarritutako zeramikazko tresnak "ikasle onenak" dira zeramikazko tresnen artean. Tenperatura-erresistentzia eta egonkortasun kimiko handia dute. Gogortasun handiko aleazioak (adibidez, nikel oinarritutako aleazioak) eta material hauskorrak (adibidez, burdinurtua) ebakitzerakoan, ez dira tresnak itsasteko joera eta higadura motela dute. Hala ere, hauskortasunagatik, egokiagoak dira ebaketa gutxiago etenarekin eta zehaztasun handiarekin akabera egiteko.
• Karburo zementatua (WC – Co)"Ebaketa arloko lehen mailako jokalaria"! Tornu-erremintetatik CNC fresatzeko makinetaraino, altzairua fresatzeko makinetatik harria zulatzeko makinetaraino, nonahi aurki daiteke. Co edukiera txikiko karburo zementatua (YG3X bezalakoa) egokia da akaberarako, eta Co edukiera handikoa (YG8 bezalakoa) inpaktu-erresistentzia ona du eta mekanizazio zakarra erraz kudeatzen du. WC fase gogorrak higadura "jasaten" dute, eta Co aglutinatzaileak "kola" bezala jokatzen du WC partikulak elkarrekin eusteko, gogortasuna eta erresistentzia mantenduz. Tenperatura altuko erresistentzia ez da lehenengo bien bezain ona, baina bere errendimendu orokor orekatuak egoera sorta zabal baterako egokia egiten du, ebaketatik hasi eta higaduraren aurkako osagaietaraino.

II. Aplikazio-eremuak bete-betean martxan

1. Ebaketa-erremintaren eremua

• Titanio Karburoa (TiC)Askotan erremintetan estaldura gisa balio du! TiC estaldura super-gogor eta higadura-erresistenteak "babes-armadura" jartzen die altzairu azkarreko eta karburo zementatuzko erremintei. Altzairu herdoilgaitza eta aleazio-altzairua moztean, tenperatura altuak jasan ditzake eta higadura murriztu, erremintaren bizitza nabarmen luzatuz. Adibidez, akabera-fresatzeko ebakitzaileen estalduran, ebaketa azkarra eta egonkorra ahalbidetzen du.
• Silizio karburoa (SiC)Zeramikazko erreminten artean “ikasle onena”! SiC-n oinarritutako zeramikazko erremintek tenperatura-erresistentzia handia eta egonkortasun kimikoa dute. Gogortasun handiko aleazioak (nikel-oinarritutako aleazioak adibidez) eta material hauskorrak (burdinurtua adibidez) moztean, ez dira erremintak itsasteko joera izaten eta higadura motela izaten dute. Hala ere, hauskorrak direnez, egokiagoak dira eten gutxiagoko ebakidurarekin eta zehaztasun handiarekin akabera egiteko.
• Karburo zementatua (WC – Co)"Ebaketa arloko lehen mailako jokalaria"! Tornu-erremintetatik hasi eta CNC fresatzeko ebakitzaileetaraino, altzairua fresatzeko eta harria zulatzeko makinetaraino, nonahi aurki daiteke. Co edukiera txikiko karburo zementatua (YG3X adibidez) egokia da akaberarako, eta Co edukiera handikoa (YG8 adibidez) inpaktu-erresistentzia ona du eta mekanizazio zakarra erraz kudeatzen du.

2. Higaduraren aurkako osagaien eremua

• Titanio Karburoa (TiC)Molde zehatzetan “higaduraren aurkako txapeldun” gisa jokatzen du! Adibidez, hauts-metalurgiako moldeetan, metal-hautsa prentsatzen denean, TiC txertaketak higaduraren aurkakoak dira eta zehaztasun handikoak, prentsatutako piezek neurri zehatzak eta gainazal onak dituztela ziurtatuz, eta ez direla “matxurarik” izateko joera izango masa-ekoizpenean.
• Silizio karburoa (SiC)Higadura-erresistentzia eta tenperatura altuko erresistentzia "bikoitzez" hornituta! SiC zeramikaz egindako tenperatura altuko labeetako arrabolak eta errodamenduak ez dira biguntzen edo higatzen 1000 ℃-tik gora ere. Gainera, SiC-z egindako harea-jaurtiketa ekipoetako toberek harea partikulen inpaktua jasan dezakete, eta haien zerbitzu-bizitza altzairuzko tobera arruntena baino hainbat aldiz luzeagoa da.
• Karburo zementatua (WC – Co)"Higaduraren aurkako aditu polifazetikoa"! Meategietako zulagailu-punten karburo zementatuzko hortzek arroka kalterik gabe xehatu dezakete; babes-makina-erremintetan dagoen karburo zementatuzko ebakitzaileek lurra eta hareharria jasan ditzakete, eta milaka metroko tunelak egin ondoren ere "lasai mantendu" dezakete. Telefono mugikorren bibrazio-motorren gurpil eszentrikoek ere karburo zementatua erabiltzen dute higaduraren aurkako erresistentziarako, bibrazio egonkorra bermatzeko.

3. Elektronika/Erdieroaleen Eremua

• Titanio Karburoa (TiC)Tenperatura altuko eta higadura-erresistentzia handia behar duten osagai elektroniko batzuetan agertzen da! Adibidez, potentzia handiko hodien elektrodoetan, TiC-k tenperatura altuko erresistentzia, eroankortasun elektriko ona eta higadura-erresistentzia ditu, tenperatura altuko inguruneetan funtzionamendu egonkorra ahalbidetuz eta seinale elektronikoen transmisioa bermatuz.
• Silizio karburoa (SiC)"Erdieroaleen gogoko berria"! SiC erdieroale gailuek (adibidez, SiC potentzia moduluak) errendimendu bikaina dute maiztasun handiko, tentsio handiko eta tenperatura handikoetan. Ibilgailu elektrikoetan eta inbertsore fotovoltaikoetan erabiltzen direnean, eraginkortasuna nabarmen hobetu eta bolumena murriztu dezakete. Gainera, SiC obleak dira maiztasun handiko eta tenperatura handiko txipak fabrikatzeko "oinarria", eta oso espero dira 5G oinarrizko estazioetan eta abionikan.
• Karburo zementatua (WC – Co)"Zehaztasun-tresna" bat prozesamendu elektronikoan! PCB zulatzeko karburo zementatuzko zulagailuek 0,1 mm-ko diametroa izan dezakete eta zehaztasunez zulatu dezakete erraz hautsi gabe. Txip-ontziratzeko moldeetan dauden karburo zementatuzko txertaketek zehaztasun eta higadura-erresistentzia handia dute, txip-pinen ontziratze zehatza eta egonkorra bermatuz.

III. Nola aukeratu?

• Gogortasun handia eta higadura-erresistentzia zehatza lortzeko→ Aukeratu titanio karburoa (TiC)! Adibidez, moldeen estaldura zehatzetan eta erreminta supergogorren estalduratan, higadurari “eutsi” diezaioke eta zehaztasuna mantendu.
• Tenperatura altuko erresistentziarako, egonkortasun kimikorako edo erdieroaleetan/maiztasun handiko gailuetan lan egiteko→ Aukeratu silizio karburoa (SiC)! Ezinbestekoa da tenperatura altuko labeen osagaietarako eta SiC potentzia txipetarako.
• Errendimendu orokor orekatua lortzeko, ebaketa-aplikazioetatik hasi eta higadura-erresistenteetaraino dena hartzen du barne.→ Aukeratu karburo zementatua (WC-Co)! "Erabilera anitzeko" tresnak, zulagailuak eta higaduraren aurkako piezak hartzen ditu barne.