Titancarbid (TiC): Eigenschaften, Verwendungszwecke und Herstellungsleitfaden
Erfahren Sie mehr über Titancarbid (TiC) – ein robustes Keramikmaterial für Schneidwerkzeuge und Hartmetalle. Entdecken Sie Anwendungsbereiche, Härte und Herstellungsverfahren.
Titancarbid (TiC) zeichnet sich als robustes Material aus, das hauptsächlich für die Herstellung von Hartmetallen verwendet wird, die im Fertigungssektor für Schneidwerkzeuge unverzichtbar sind. Das für seine außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit bekannte Hartmetall auf TiC-Basis eignet sich nicht nur für die Präzisionsbearbeitung von Stahl, sondern ist auch bei der Halbpräzisionsbearbeitung, der Schruppbearbeitung und dem intermittierenden Schneiden von Stahl und zähem Gusseisen äußerst effektiv.
Herstellungsverfahren von Hartmetall auf TiC-Basis
Das Verfahren zur Herstellung von Hartmetall auf TiC-Basis umfasst anspruchsvolle Techniken wie das Flüssigphasensintern. Zunächst wird TiC-Pulver mit Nickel- (Ni) oder Kobaltpulvern (Co) in einem sorgfältig berechneten Verhältnis kombiniert. Diese Mischung wird in einer Kugelmühle nass gemahlen, dann getrocknet, mit einem Schmiermittel vermischt und unter einem immensen Druck von 150 bis 200 MPa verdichtet. Der so entstandene Pressling, der oft als Grünling bezeichnet wird, durchläuft einen Vorsinterungsprozess bei Temperaturen zwischen 760 und 870 °C, gefolgt von einer abschließenden Vakuumsinterung bei schwindelerregenden 1250 °C bis 1900 °C.
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Schlüsselfaktoren, die die Leistung von Legierungen auf TiC-Basis beeinflussen
- Nickelgehalt: Bei TiC-Ni-Mo-Legierungen erhöht eine Erhöhung des Ni-Gehalts die Biegefestigkeit der Legierung, verringert aber ihre Härte, wenn der Molybdängehalt (Mo) konstant gehalten wird.
- Molybdän-Gehalt: Umgekehrt führt eine Erhöhung des Mo-Gehalts bei gleichbleibendem Ni-Gehalt zu einer Verbesserung der Biegefestigkeit, da Mo die Benetzbarkeit der Bindephase mit TiC verbessert.
- Zusatz von anderen Karbiden: Die Einbeziehung von Karbiden wie Tantalkarbid (TaC), Niobkarbid (NbC) und Wolframkarbid (WC) wirken im Allgemeinen als Hemmstoffe für das Kornwachstum. Während die Zugabe von WC die Festigkeit aufgrund der verbesserten Benetzbarkeit der Bindemittelphase mit TiC deutlich erhöht, kann sie die Härte aufgrund der Kornvergröberung leicht verringern.
- Hartmetall Korngröße: Kleinere TiC-Partikel sind vorzuziehen, da sie zu einer höheren Festigkeit der Legierung beitragen.
- Strukturelle Defekte: Das Vorhandensein interner Defekte wie Hohlräume, Ni-Pools und Carbonitrid-Aggregate kann zu Sprödbruch führen und damit die Bruchfestigkeit beeinträchtigen. Die strategische Zugabe von Molybdänkarbid (Mo2C) verfeinert die Struktur und erhöht die Flüssigphase während des Sinterns, wodurch die Bildung von Mikroporen und groben Karbiden verringert und die Gesamtfestigkeit erhöht wird.
Einblicke in die Leistung
Die Leistung des in China hergestellten Hartmetalls auf TiC-Basis spiegelt die bedeutenden Fortschritte in der Materialtechnologie und den Produktionsprozessen wider und gewährleistet, dass diese Materialien den strengen Anforderungen der modernen Industrie gerecht werden. Jede Komponente und jeder Schritt im Herstellungsprozess ist entscheidend für die endgültigen Eigenschaften des Werkzeugs und verschafft den Herstellern einen Wettbewerbsvorteil bei hochbeanspruchten Anwendungen.
Durch das Verständnis dieser komplizierten Details und der Auswirkungen verschiedener Zusatzstoffe und Verfahren kann die Industrie Titancarbid besser nutzen, um die Effizienz und Langlebigkeit von Schneidwerkzeugen zu verbessern, was letztlich zu nachhaltigeren und kostengünstigeren Fertigungsverfahren führt.
