TC4-poeder, ook wel titaniumcarbide genoemd, is een extreem hard keramisch materiaal dat bestaat uit titanium en koolstof. Het wordt gekenmerkt door hoge hardheid, uitstekende slijtvastheid, goede thermische geleidbaarheid en hoge weerstand tegen chemische aantasting. TC4-poeder heeft een scala aan toepassingen in diverse industrieën, waaronder lucht- en ruimtevaart-, automobiel-, militaire-, metaalsnij- en vormgereedschappen, en meer.
Samenstelling van TC4-poeder
TC4-poeder bevat zowel titanium als koolstof in verschillende verhoudingen, afhankelijk van de kwaliteit. De chemische formule van titaniumcarbide is TiC, maar commercieel TC4-poeder kan een koolstofgehalte hebben dat varieert van 6,25% tot 11,7% per gewicht.
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Titaan (Ti) | 88.3 – 93.75 |
| Koolstof (C) | 6.25 – 11.7 |
Door de verhouding tussen titanium en koolstof te regelen, kunnen fabrikanten de eigenschappen zoals hardheid, taaiheid en thermische geleidbaarheid aanpassen. TC4-kwaliteiten met een hoger koolstofgehalte hebben een hogere hardheid, terwijl varianten met een lager koolstofgehalte een grotere taaiheid hebben.
Eigenschappen en kenmerken van TC4-poeder
TC4-poeder onderscheidt zich door zijn uitzonderlijke hardheid en slijtage-eigenschappen gecombineerd met goede corrosieweerstand. Dit zijn de belangrijkste technische kenmerken en mogelijkheden:
| Eigendom | Details |
|---|---|
| Hardheid | 2800-3100 HV, tot 3500 HV voor varianten met hoog koolstofgehalte |
| Dikte | 4,9 – 5,2 g/cm3 |
| Smeltpunt | 3160°C |
| Warmtegeleiding | ~35 W/mK |
| Uitzettingscoëfficiënt | 7,4 x 10-6/K |
| Young's modulus | 450 GPa |
| Druksterkte | 1,7 – 3,5 GPa |
| Chemische weerstand | Bestand tegen zuren, basen, zouten en oxiderende omgevingen tot 800°C |
De ongeëvenaarde hardheid maakt TC4 ideaal voor slijtagebescherming en snijtoepassingen. Het behoudt zijn sterkte en corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen. De hoge thermische geleidbaarheid verbetert de warmteafvoer in gereedschappen en wisselplaten.
Specificaties en kwaliteiten van TC4-poeder
TC4-poeder is verkrijgbaar in verschillende deeltjesgroottes, koolstofgehaltes en zuiverheidsniveaus om aan de toepassingsvereisten te voldoen:
| Specificatie | Details |
|---|---|
| Deeltjesgroottes | 0,5 – 45 micron |
| Koolstofgehalte | Laag (6,25%), gemiddeld (8%), hoog (10-11,7%) |
| Puurheid | Tot 99% |
| Kristal structuur | Kubiek |
| Poedermorfologie | Hoekig, korrelig, bolvormig |
| Cijfers | R, P, S, M |
| Normen | ISO, RoHS |
Veel voorkomende TC4-poederkwaliteiten zijn onder meer:
- Klasse R – Voor gesinterde producten met medium koolstof 8%
- Klasse P – Hoge zuiverheid voor speciale toepassingen
- Klasse S – Voor spuit- en lasproducten
- Kwaliteit M – Voor vormen en persen
Hogere zuiverheid, gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling en consistente morfologie resulteren in gesinterde onderdelen van hogere kwaliteit.
Toepassingen en gebruik van TC4-poeder
De unieke eigenschappen van TC4-poeder maken het geschikt voor de volgende toepassingen:
| Industrie | Toepassingen |
|---|---|
| Metaal snijden | Wisselplaten, vingerfrezen, boren, ruimers |
| Metaalvorming | Extrusiematrijzen, stempelmatrijzen, draadtrekmatrijzen |
| Mijnbouw | Steenboren, inzetstukken voor het boren van putten |
| Automobiel | Nokkenassen, kleppen, afdichtingen |
| Lucht- en ruimtevaart | Luchtafdichtingen, motoronderdelen |
| Elektronica | Thermische geleiders, contacten |
| Textiel | Onderdelen van textielmachines |
| Pompen | Afdichtingen, lagers |
| Medisch | Chirurgische hulpmiddelen, implantaten |
De automobielsector gebruikt TC4-poeder voor nokken, kleppen en andere motoronderdelen die hitte- en slijtvastheid nodig hebben. De lucht- en ruimtevaartindustrie vertrouwt erop voor luchtafdichtingen die stabiliteit bij hoge temperaturen nodig hebben. TC4-poeder maakt ook uitstekende snijplaten met een langere standtijd.
TC4-poeder versus alternatieven
Hier ziet u hoe TC4-poeder zich qua eigenschappen en prestaties verhoudt tot andere harde materialen:
| Eigendom | TC4 | Wolfraamcarbide | Silicium carbide |
|---|---|---|---|
| Hardheid | 2800 – 3500 hoogspanning | 1300 – 1900 hoogspanning | 2300 – 3000 hoogspanning |
| Taaiheid | Medium | Hoger | Lager |
| Warmtegeleiding | Hoger | Lager | Hoger |
| Chemische weerstand | Uitstekend | Arm | Uitstekend |
| Oxidatie weerstand | Goed | Uitstekend | Goed |
| Kosten | Medium | Hoger | Lager |
Voordelen van TC4-poeder:
- Extreem hard met uitstekende slijtvastheid
- Betere corrosieweerstand dan wolfraamcarbide
- Thermisch geleidender dan wolfraamcarbide
- Lagere kosten dan wolfraamcarbide
Beperkingen van TC4-poeder:
- Brozer dan wolfraamcarbide, gevoelig voor chippen
- Niet zo chemisch inert als siliciumcarbide
- Lagere temperatuurstabiliteit dan siliciumcarbide
TC4 biedt dus de beste combinatie van hardheid, taaiheid, thermische eigenschappen en kosten voor de meeste toepassingen. Het presteert beter dan wolfraamcarbide wat betreft slijtagebescherming en siliciumcarbide voor stabiliteit bij hoge temperaturen.
TC4 Poederprijzen
TC4-poeder is duurder dan titaniumpoeder, maar goedkoper in vergelijking met wolfraamcarbidepoeder. Hier zijn typische prijzen per kg:
| Cijfer | Puurheid | Prijs ($/kg) |
|---|---|---|
| R | 99% | 70 – 90 |
| P | 99.5% | 100 – 130 |
| S | 97% | 50 – 70 |
| M | 96% | 40 – 60 |
Prijzen variëren op basis van:
- Zuiverheid en zuurstof-/stikstofgehalte
- Deeltjesgrootteverdeling
- Poedermorfologie (hoekig, bolvormig)
- Aankoop hoeveelheid
- Merk van leverancier
Zeer zuiver TC4-poeder met gecontroleerde deeltjesgroottes kan oplopen tot $130/kg, terwijl lagere zuiverheidsgraden voor persen of lassen rond de $40/kg beginnen.
Waar TC4-poeder kopen
Hier zijn enkele van de toonaangevende wereldwijde leveranciers die TC4-titaancarbidepoeder produceren en verkopen:
| Leverancier | Plaats |
|---|---|
| Micron metalen | VS |
| Atlantische apparatuuringenieurs | VS |
| Met3DP | China |
| Ik-Matec | Duitsland |
| Inframat geavanceerde materialen | VS |
| Peking BoYu Tech | China |
Houd bij het selecteren van een TC4-poederleverancier rekening met het volgende:
- Reputatie en jaren in het bedrijfsleven
- Kwaliteitscertificeringen
- Zuiverheidsniveaus
- Controle van de deeltjesgrootte
- Poedermorfologie
- Productiecapaciteit
- Prijzen
- Klantenservice en technische ondersteuning
Gevestigde bedrijven als Micron Metals, ZhuZhou GuangYuan en Inframat Advanced Materials zijn toonaangevende producenten met strikte kwaliteitscontrole en concurrerende prijzen.
TC4 Poeder: veelgestelde vragen
Vraag: Wat is het verschil tussen TC4- en TC16-poederkwaliteiten?
A: TC16-poeder heeft een lager koolstofgehalte rond 6.25%, terwijl TC4-poeder een gemiddeld koolstofgehalte heeft rond 8%. TC16 heeft dus een hogere taaiheid, terwijl TC4 harder is.
Vraag: Is TC4-poeder giftig?
A: TC4-poeder wordt als relatief niet-giftig beschouwd. Maar het kan irritatie veroorzaken bij contact met de huid of ogen. Bij het hanteren moeten de juiste PBM's worden gebruikt.
Vraag: Wat is de beste manier om TC4-onderdelen te maken?
A: De meeste TC4-componenten worden gemaakt door TC4-poeder te sinteren. Koudpersen en heet isostatisch persen kunnen ook worden gebruikt. CVD-afzetting van TC4 is ook mogelijk.
Vraag: Welke industrieën gebruiken TC4-poeder het meest?
A: Snijgereedschappen, motoronderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, auto-onderdelen en mijnbouwgereedschappen zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van het TC4-poederverbruik. De combinatie van hardheid, slijtvastheid en temperatuurmogelijkheden maakt het ideaal voor deze toepassingen.
Vraag: Roest TC4-poeder?
A: Nee, TC4-poeder roest of corrodeert niet gemakkelijk. Het biedt uitstekende corrosieweerstand dankzij de aanwezigheid van stabiel titaniumcarbide. TC4 behoudt zijn eigenschappen in een breed scala aan chemicaliën.
Vraag: Is TC4-poeder fijnkorrelig of grof?
A: TC4-poeder is verkrijgbaar in zowel fijne microkorrelgroottes als grovere korrelgroottes. Fijn poeder van minder dan 10 micron heeft de voorkeur voor sinteren, terwijl grover poeder van 20-45 micron wordt gebruikt voor lassen of thermisch spuiten.
Vraag: Kan TC4-poeder 3D-geprint worden?
A: Ja, geavanceerde binderjetting- en laserpoederbedfusietechnieken maken het mogelijk om complexe geometrieën in 3D te printen met behulp van TC4-poeder voor extra hardheid, sterkte en slijtvastheid.
