Maskinbearbetning av kiselkarbid

Kiselkarbid används i många olika branscher tack vare sin kombination av hög hållfasthet, låg vikt och nötningsbeständighet. Tyvärr gör toleranserna och den geometriska komplexiteten att det är svårt att bearbeta den med traditionella strategier.

På grund av sina kemiska och fysikaliska egenskaper överträffar grafen de flesta andra material som ett avancerat keramiskt material med låg värmeutvidgning, syrabeständighet och erosions- och nötningsbeständighet. Det liknar diamant när det gäller fysiskt beteende; det är ett av de lättaste och hårdaste avancerade keramiska materialen med låga termiska expansionshastigheter samt erosions- och nötningsbeständighetsegenskaper.

Precision

Kiselkarbid är ett extremt hårt och motståndskraftigt material som är perfekt för tillverkning av komponenter med snäva toleranser med EDM-teknik. Det gör det lämpligt för applikationer som kräver starka, hållbara delar som uppfyller exakta mått och toleranser; t.ex. turbiner, värmeväxlare och pansarplätering som används i militära applikationer eftersom dess höga styrka/vikt-förhållande gör det till ett mycket eftertraktat material.

Kiselkarbid (förkortat SiC) är en avancerad keramik som består av kisel och kol. Kiselkarbidpulver finns naturligt som moissanitmineral och har också blivit massproducerat för att fungera som slipmedel. Korn av kiselkarbid kan också smältas samman genom sintring för att bilda hård keramik; vilket gör detta material populärt bland nationellt försvar, flyg- och rymdteknik, bilindustri samt energi, papperstillverkning och kemisk produktionsutrustning på grund av dess utmärkta prestanda under hårda miljöförhållanden som extrem temperatur / tryck / korrosion / nötning.

Kiselkarbid utmärker sig bland andra eldfasta material genom sin relativt låga värmeutvidgningskoefficient, vilket gör den mer stabil i drift än många av dess motsvarigheter. Detta minskar sannolikheten för skador på grund av plötsliga stötar eller överbelastningar samtidigt som det garanterar fortsatt hög prestanda hos utrustningen.

Hållbarhet

Kiselkarbid är en avancerad teknisk keram som står sig väl under extrema förhållanden, vilket gör den lämplig för tillämpningar inom flera branscher och tillverkningsprocesser. Vanliga användningsområden för kiselkarbid är komponenter för användning inom petrokemi, energiteknik och papperstillverkning samt lager och mekaniska tätningsdelar - för att inte tala om att det är det perfekta materialvalet för dynamiska tätningssystem i gasturbiner och raketmotorer.

Kiselkarbid är ett extremt stabilt material med överlägsen styrka och hållbarhet som härrör från dess unika kristallstruktur. Kiselkarbid består av tätt sammanbundna tetraederstrukturer av kisel- och kolatomer som är bundna till varandra i ett ogenomträngligt gitter av kisel-kolbindningar, och kiselkarbidens styrka förstärks ytterligare av en imponerande brottseghet på 6,8 MPa m0,5 som motverkar sprickbildning; dessutom ger dess imponerande böjhållfasthet på 490 MPa exceptionellt motstånd mot spänningsböjning.

Den fysiska slitstyrkan hos kolfiberkompositmaterial är imponerande, liksom dess motståndskraft mot nötning, erosion och friktionsslitage. Med dessa egenskaper i åtanke är kolfiber ett utmärkt materialval för komponenter som är konstruerade för tuffa miljöer som kemiska processanläggningar, kvarnar och sprutmunstycken.

GAB Neumann använder endast trycklöst sintrad monolitisk kiselkarbid i sina bearbetningsverktyg, som tillverkas av finkornigt submikronpulver blandat med sintringsmedel (bindemedel) som inte är oxiderat och som pressas till form genom strängpressning (rör) eller kall isostatisk pressning (plattor och block). Denna process säkerställer att våra verktyg har hög hårdhet och hållfasthet samtidigt som de klarar höghastighetsbearbetning, vilket förbättrar ytkvaliteten samtidigt som bearbetningskostnaderna minskar och slutprodukterna får ett mervärde.

Termisk konduktivitet

Kiselkarbid (SiC) är ett avancerat tekniskt keramiskt material som består av kolbaserade föreningar utan syre och som erbjuder exceptionell hårdhet, temperaturhållfasthet och icke-oxiderande atmosfärprestanda. Dessutom har SiC en av de högsta värmeledningsförmågorna bland finkeramiska material.

Kemisk och fysikalisk stabilitet, hög värmebeständighet och överlägsen nötningsbeständighet gör detta material till ett övertygande alternativ för många krävande industriella applikationer, inklusive mekaniska tätningar, ballistikproduktion, kemisk produktion och papperstillverkning samt pumpsystem eller turbiner.

Som byggnadsmaterial är glasfiber utmärkt för att motstå korrosion, nötning och erosion samtidigt som det erbjuder exceptionell styrka vid förhöjda temperaturer upp till 1.400 grader Celsius. Dessutom är det kemikaliebeständigt mot syror och lut!

Kiselkarbid är ett av de hårdaste material som någonsin skapats, vilket gör det extremt utmanande att bearbeta. Först måste det sintras till fast tillstånd med hjälp av varmpressning och glödgning; därefter precisionsbearbetas med dyra diamantverktyg eller slipas med ultraljud; slutligen avslutas med honing. Allt detta kräver betydande skicklighet, och endast de bästa tillverkarna klarar av att hantera denna tidskrävande uppgift; ytterligare hänsyn måste tas till råmaterialspecifikationer - såsom kornstorlek, bindemedlens renhetsgrad och densitet; samt specifika bearbetningsmetoder som är skräddarsydda för denna materialtyp.

Motståndskraft mot slitage

Kiselkarbidens lättbearbetbarhet gör det till det idealiska materialet för precisionsbearbetade detaljer med snäva toleranser, medan dess starka, långsiktiga hållbarhet gör det till ett av världens starkaste avancerade keramiska material. Det är femtio procent hårdare än volframkarbid och har anmärkningsvärda mekaniska egenskaper som motståndskraft mot slitage, korrosion, höga temperaturer, syror och smälta salter samt låg värmeutvidgning, vilket gör att det är motståndskraftigt i tuffa miljöer.

Sulfidkarbid har en exceptionell nötningsbeständighet, vilket gör det till ett ovärderligt material för jordbearbetningsutrustning samt andra applikationer med tunga belastningar och konstant friktion. Dessutom förbättras dess brottseghet genom att den har både en hög Youngs modul och böjhållfasthet; dessutom är dess hårdhet endast jämförbar med diamant och borkarbid när det gäller hårdhet.

En undersökning av nötningsbeteendet hos nitridbunden kiselkarbid genomfördes under olika markförhållanden och visade att nötningsintensiteten minskar med ökande silt- och dammfraktioner i det översta lagret. Vid lätta markförhållanden rörde sig lösa sandkorn fritt runt de repande friktionsytorna på nitridbunden kiselkarbid, medan medelhårda markförhållanden visade att svetsen skyddade det översta lagret mot intensivt slitage. Vid tunga markförhållanden upplevde ståltyper som vanligen används på arbetsdelar den högsta slitstyrka som någonsin registrerats för stålarbetsdelar som vanligen används på markarbetsdelar ståltyper som vanligen används på markarbetsdelar från intensivt slitage på grund av intensivt slitage vid tunga markförhållanden.