TC4パウダー技術概要

炭化チタンとしても知られるTC4粉末は、チタンと炭素からなる非常に硬いセラミック材料です。高硬度、優れた耐摩耗性、優れた熱伝導性、化学的攻撃に対する高い耐性が特徴です。TC4パウダーは、航空宇宙、自動車、軍事、金属切削および成形工具など、多様な産業でさまざまな用途に使用されています。

TC4パウダーの組成

TC4パウダーはチタンと炭素の両方を、グレードによって様々な割合で含んでいます。炭化チタンの化学式はTiCですが、市販のTC4パウダーの炭素含有量は重量比で6.25%から11.7%です。

エレメント	重量 %
チタン（Ti）	88.3 – 93.75
カーボン（C）	6.25 – 11.7

チタンと炭素の比率をコントロールすることで、メーカーは硬度、靭性、熱伝導率などの特性を調整することができる。高炭素のTC4鋼種は硬度が高く、低炭素の鋼種は靭性が高い。

TC4パウダーの特性と特徴

TC4パウダーは、卓越した硬度と耐摩耗性、そして優れた耐食性を備えています。主な技術的特性と能力は以下の通りです：

プロパティ	詳細
硬度	2800-3100 HV、ハイカーボンバリアントでは最高3500 HV
密度	4.9 - 5.2 g/cm3
融点	3160°C
熱伝導率	~35 W/m-K
熱膨張係数	7.4 x 10-6/K
ヤング率	450 GPa
圧縮強度	1.7 - 3.5 GPa
耐薬品性	酸、塩基、塩類、800℃までの酸化性環境に対する耐性

比類のない硬度を持つTC4は、摩耗防止や切削用途に最適。高温でも強度と耐食性を維持します。高い熱伝導性により、工具やチップの放熱性が向上します。

TC4パウダーの仕様とグレード

TC4パウダーは、様々な粒径、炭素含有量、純度レベルで、用途の要求に応えます：

仕様	詳細
粒子径	0.5～45ミクロン
炭素含有量	低（6.25%）、中（8%）、高（10～11.7%）
純度	99%まで
結晶構造	キュービック
粉末形態	角状、粒状、球状
グレード	R、P、S、M
規格	ISO、RoHS

一般的なTC4パウダーのグレードは以下の通り：

• グレードR - 中炭素焼結製品用 8%
• グレードP - 特殊用途向け高純度
• グレード S - 溶射および溶接製品用
• グレード M - 成形およびプレス用

より高い純度、制御された粒度分布、一貫したモルフォロジーにより、高品質の焼結部品が得られます。

TC4パウダーの用途と使用例

TC4パウダーのユニークな特性は、以下の用途に適している：

産業	アプリケーション
金属切断	刃先交換チップ、エンドミル、ドリル、リーマ
金属成形	押出ダイス、スウェージングダイス、伸線ダイス
鉱業	削岩機ビット、坑井掘削用インサート
自動車	カムシャフト、バルブ、シール
航空宇宙	エアシール、エンジン部品
エレクトロニクス	熱伝導体、接点
テキスタイル	繊維機械部品
パンプス	シール、ベアリング
メディカル	手術器具、インプラント

自動車産業では、耐熱性と耐摩耗性を必要とするカム、バルブ、その他のエンジン部品にTC4パウダーが使用されている。航空宇宙産業では、高温での安定性を必要とするエアシールに使用されています。また、TC4パウダーは、工具寿命を向上させる優れた切削チップにもなります。

TC4パウダーと代替品の比較

TC4パウダーと他の硬質素材との特性や性能の比較は以下の通り：

プロパティ	TC4	炭化タングステン	炭化ケイ素
硬度	2800 - 3500 HV	1300 - 1900 HV	2300 - 3000 HV
タフネス	ミディアム	より高い	より低い
熱伝導率	より高い	より低い	より高い
耐薬品性	素晴らしい	貧しい	素晴らしい
耐酸化性	グッド	素晴らしい	グッド
コスト	ミディアム	より高い	より低い

TC4パウダーの利点

• 非常に硬く、耐摩耗性に優れる
• タングステンカーバイドよりも優れた耐食性
• 炭化タングステンよりも熱伝導性が高い
• タングステンカーバイドより低コスト

TC4パウダーの限界：

• タングステンカーバイドよりも脆く、欠けやすい。
• 炭化ケイ素ほど化学的に不活性ではない
• 炭化ケイ素より低い温度安定性

そのため、TC4はほとんどの用途において、硬度、靭性、熱特性、コストの最適な組み合わせを提供します。耐摩耗性では炭化タングステン、高温安定性では炭化ケイ素を凌ぎます。

TC4パウダー価格

TC4パウダーはチタンパウダーより高価ですが、炭化タングステンパウダーより安価です。以下は代表的な1kgあたりの価格です：

グレード	純度	価格（$/kg）
R	99%	70 – 90
P	99.5%	100 – 130
S	97%	50 – 70
M	96%	40 – 60

料金は、以下の条件によって異なる：

• 純度および酸素／窒素含有量
• 粒度分布
• 粉末形態（角状、球状）
• 購入数量
• サプライヤー・ブランド

粒子径が制御された高純度TC4粉末は$130/kgに達するが、プレスや溶接用の低純度グレードは$40/kg前後からとなる。

TC4パウダーの購入先

TC4炭化チタンパウダーを製造・販売する世界的な大手サプライヤーをご紹介します：

サプライヤー	所在地
ミクロン金属	アメリカ
アトランティック・エクイップメント・エンジニア	アメリカ
メット3DP	中国
アイ・マテック	ドイツ
インフラマット先端材料	アメリカ
北京博耀科技	中国

TC4パウダーのサプライヤーを選ぶ際には、以下の点を考慮すること：

• 評判と創業年数
• 品質認証
• 純度レベル
• 粒子径コントロール
• 粉末形態
• 生産能力
• 価格
• カスタマーサービスとテクニカル・サポート

Micron Metals、ZhuZhou GuangYuan、Inframat Advanced Materialsなどの老舗企業は、厳格な品質管理と競争力のある価格設定で業界をリードするメーカーである。

TC4パウダーよくある質問

Q: TC4とTC16の粉末グレードの違いは何ですか？

A:TC16は6.25%と炭素量が少なく、TC4は8%と中程度の炭素量です。だからTC16は靭性が高く、TC4は硬い。

Q: TC4パウダーは毒性がありますか？

A: TC4パウダーは比較的毒性が低いと考えられています。しかし、皮膚や目に触れると炎症を起こすことがあります。取り扱いには適切なPPEを使用してください。

Q:TC4パーツを作る最良の方法は何ですか？

A: ほとんどのTC4部品は、TC4粉末を焼結して作られます。冷間プレスや熱間静水圧プレスも可能です。TC4のCVD蒸着も可能です。

Q: TC4パウダーはどのような産業で最も多く使用されていますか？

A: 切削工具、航空宇宙エンジン部品、自動車部品、鉱山用工具がTC4粉末の消費の大部分を占めています。硬度、耐摩耗性、耐熱性を兼ね備えているため、これらの用途に最適です。

Q: TC4パウダーは錆びますか？

A: いいえ、TC4パウダーは簡単に錆びたり腐食したりしません。安定した炭化チタンの存在により、優れた耐食性を発揮します。TC4は様々な化学薬品に対してその特性を維持します。

Q: TC4パウダーは細粒ですか、粗粒ですか？

A: TC4パウダーには微細な粒径のものと粗い粒径のものがあります。10ミクロン以下の微粉は焼結用として、20-45ミクロンの粗粉は溶接や溶射用として使用されます。

Q: TC4パウダーは3Dプリントできますか？

A: はい、高度なバインダージェットとレーザー粉末床融合技術により、硬度、強度、耐摩耗性を向上させたTC4粉末を使用して複雑な形状を3Dプリントすることができます。