Prášek TC4: Technický přehled

Prášek TC4, známý také jako karbid titanu, je extrémně tvrdý keramický materiál složený z titanu a uhlíku. Vyznačuje se vysokou tvrdostí, vynikající odolností proti opotřebení, dobrou tepelnou vodivostí a vysokou odolností proti chemickému působení. Prášek TC4 má řadu aplikací v různých průmyslových odvětvích, včetně leteckého a automobilového průmyslu, vojenství, nástrojů pro řezání a tváření kovů a dalších.

Složení prášku TC4

Prášek TC4 obsahuje titan i uhlík v různých poměrech v závislosti na třídě. Chemický vzorec karbidu titanu je TiC, ale komerční prášek TC4 může mít obsah uhlíku v rozmezí od 6,25 % do 11,7 % hmotnosti.

Živel	Hmotnost %
titan (Ti)	88.3 – 93.75
uhlík (C)	6.25 – 11.7

Řízením poměru titanu a uhlíku mohou výrobci přizpůsobit vlastnosti, jako je tvrdost, houževnatost a tepelná vodivost. Vyšší uhlíkové třídy TC4 mají vyšší tvrdost, zatímco varianty s nižším obsahem uhlíku mají větší houževnatost.

Vlastnosti a charakteristiky prášku TC4

Prášek TC4 vyniká díky své výjimečné tvrdosti a vlastnostem opotřebení v kombinaci s dobrou odolností proti korozi. Zde jsou klíčové technické charakteristiky a možnosti:

Vlastnictví	Podrobnosti
Tvrdost	2800–3100 HV, až 3500 HV pro varianty s vysokým obsahem uhlíku
Hustota	4,9–5,2 g/cm3
Bod tání	3160°C
Tepelná vodivost	~35 W/m-K
Koeficient tepelné roztažnosti	7,4 x 10-6/K
Youngův modul	450 GPa
Pevnost v tlaku	1,7–3,5 GPa
Chemická odolnost	Odolný vůči kyselinám, zásadám, solím, oxidačním prostředím do 800 °C

Bezkonkurenční tvrdost činí TC4 ideálním pro ochranu proti opotřebení a řezací aplikace. Zachovává si pevnost a odolnost proti korozi při vysokých teplotách. Vysoká tepelná vodivost zlepšuje odvod tepla v nástrojích a vložkách.

Specifikace a třídy prášku TC4

Prášek TC4 je k dispozici v řadě velikostí částic, obsahu uhlíku a úrovní čistoty, aby splňoval požadavky aplikace:

Specifikace	Podrobnosti
Velikost částic	0,5–45 mikronů
Obsah uhlíku	Nízký (6,25 %), střední (8 %), vysoký (10–11,7 %)
Čistota	Až 99 %
Krystalová struktura	Cubic
Morfologie prášku	Úhlový, granulovaný, sférický
Známky	R, P, S, M
Normy	ISO, RoHS

Mezi běžné třídy prášku TC4 patří:

• Třída R – Pro slinuté výrobky se středním obsahem uhlíku 8 %
• Třída P – Vysoká čistota pro speciální aplikace
• Třída S – Pro stříkání a svařování výrobků
• Třída M – Pro lisování a lisování

Vyšší čistota, řízené rozložení velikosti částic a konzistentní morfologie má za následek vyšší kvalitu slinutých dílů.

Aplikace a použití prášku TC4

Jedinečné vlastnosti prášku TC4 jej činí vhodným pro následující aplikace:

Průmysl	Aplikace
Řezání kovů	Vyměnitelné vložky, frézy, vrtáky, výstružníky
Tváření kovů	Lisovací matrice, kovací matrice, tažné matrice
Těžba	Vrtací korunky, vložky pro vrtání stud
Automobilový průmysl	Vačkové hřídele, ventily, těsnění
Aerospace	Těsnění pro vzduch, součásti motoru
Elektronika	Tepelné vodiče, kontakty
Textil	Díly textilních strojů
Čerpadla	Těsnění, ložiska
Lékařský	Chirurgické nástroje, implantáty

Automobilový průmysl používá prášek TC4 pro vačky, ventily a další součásti motorů vyžadující odolnost proti teplu a opotřebení. Letecký průmysl se na něj spoléhá pro vzduchová těsnění vyžadující stabilitu při vysokých teplotách. Prášek TC4 také vyrábí vynikající řezné vložky se zvýšenou životností nástroje.

Prášek TC4 vs. Alternativy

Zde je srovnání prášku TC4 s jinými tvrdými materiály z hlediska vlastností a výkonu:

Vlastnictví	TC4	Karbid wolframu	Karbid křemíku
Tvrdost	2800 – 3500 HV	1300 – 1900 HV	2300 – 3000 HV
Houževnatost	Střední	Vyšší	Dolní
Tepelná vodivost	Vyšší	Dolní	Vyšší
Chemická odolnost	Vynikající	Špatný	Vynikající
Odolnost proti oxidaci	Dobrý	Vynikající	Dobrý
Náklady	Střední	Vyšší	Dolní

Výhody prášku TC4:

• Extrémně tvrdý s vynikající odolností proti opotřebení
• Lepší odolnost proti korozi než karbid wolframu
• Tepelně vodivější než karbid wolframu
• Nižší cena než karbid wolframu

Omezení prášku TC4:

• Křehčí než karbid wolframu, náchylný k odštípnutí
• Ne tak chemicky inertní jako karbid křemíku
• Nižší teplotní stabilita než karbid křemíku

TC4 tak poskytuje nejlepší kombinaci tvrdosti, houževnatosti, tepelných vlastností a ceny pro většinu aplikací. Překonává karbid wolframu v ochraně proti opotřebení a karbid křemíku ve stabilitě při vysokých teplotách.

Ceny prášku TC4

Prášek TC4 je dražší než titanový prášek, ale levnější ve srovnání s práškem z karbidu wolframu. Zde jsou typické ceny za kg:

Třída	Čistota	Cena ($/kg)
R	99%	70 – 90
P	99.5%	100 – 130
S	97%	50 – 70
M	96%	40 – 60

Ceny se liší podle:

• Čistota a obsah kyslíku/dusíku
• Distribuce velikosti částic
• Morfologie prášku (úhlová, sférická)
• Nákupní množství
• Značka dodavatele

Vysoce čistý prášek TC4 s kontrolovanou velikostí částic může stát až 130 USD/kg, zatímco stupně s nižší čistotou pro lisování nebo svařování začínají kolem 40 USD/kg.

Kde koupit prášek TC4

Zde jsou někteří z předních globálních dodavatelů vyrábějících a prodávajících prášek z karbidu titanu TC4:

Dodavatel	Umístění
Micron Metals	USA
Atlantik vybavení inženýrů	USA
Met3DP	Čína
I-Matec	Německo
Pokročilé materiály Inframat	USA
Beijing BoYu Tech	Čína

Při výběru dodavatele prášku TC4 zvažte:

• Pověst a roky působení v oboru
• Certifikace kvality
• Úrovně čistoty
• Kontrola velikosti částic
• Morfologie prášku
• Výrobní kapacita
• Stanovení cen
• Zákaznický servis a technická podpora

Zavedené společnosti jako Micron Metals, ZhuZhou GuangYuan a Inframat Advanced Materials jsou předními výrobci s přísnou kontrolou kvality a konkurenceschopnými cenami.

Prášek TC4: Často kladené otázky

Otázka: Jaký je rozdíl mezi stupni prášku TC4 a TC16?

Odpověď: Prášek TC16 má nižší obsah uhlíku kolem 6,25 %, zatímco prášek TC4 má střední obsah uhlíku kolem 8 %. TC16 má tedy vyšší houževnatost, zatímco TC4 je tvrdší.

Otázka: Je prášek TC4 toxický?

Odpověď: Prášek TC4 je považován za relativně netoxický. Může však způsobit podráždění při kontaktu s kůží nebo očima. Při manipulaci je třeba používat vhodné OOP.

Otázka: Jaký je nejlepší způsob výroby dílů TC4?

Odpověď: Většina součástí TC4 se vyrábí slinováním prášku TC4. Lze také použít lisování za studena a horké izostatické lisování. Je také možná CVD depozice TC4.

Otázka: Která odvětví používají prášek TC4 nejvíce?

Odpověď: Řezné nástroje, letecké součásti motorů, automobilové součásti a těžební nástroje představují většinu spotřeby prášku TC4. Kombinace tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a teplotních schopností je ideální pro tyto aplikace.

Otázka: Rezaví prášek TC4?

Odpověď: Ne, prášek TC4 snadno nerezaví ani nekoroduje. Nabízí vynikající odolnost proti korozi díky přítomnosti stabilního karbidu titanu. TC4 si zachovává své vlastnosti v širokém rozsahu chemikálií.

Otázka: Je prášek TC4 jemnozrnný nebo hrubý?

Odpověď: Prášek TC4 je k dispozici v jemných mikrozrnných velikostech i hrubších velikostech zrn. Jemný prášek pod 10 mikronů je preferován pro slinování, zatímco hrubší prášek 20-45 mikronů se používá pro svařování nebo tepelné stříkání.

Otázka: Lze prášek TC4 3D tisknout?

Odpověď: Ano, pokročilé techniky vstřikování pojiva a fúze laserového práškového lože umožňují 3D tisk složitých geometrií pomocí prášku TC4 pro zvýšenou tvrdost, pevnost a odolnost proti opotřebení.