TC4 파우더티타늄 카바이드 파우더라고도 알려진 티타늄은 티타늄과 탄소로 만든 매우 단단한 세라믹 소재입니다. 가장 단단한 탄화물 중 하나이며 내마모성이 뛰어나고 고온에서 강도가 높으며 열 및 전기 전도성이 우수합니다. TC4 분말은 높은 경도, 내마모성, 열 안정성 및 강도가 필요한 응용 분야에 널리 사용됩니다.
TC4 파우더의 주요 특성과 용도는 다음과 같습니다:
TC4 파우더 특성 및 응용 분야
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| 경도 | 비커스 스케일에서 3000 HV 이상의 매우 높은 경도. 가장 단단한 카바이드 소재 중 하나입니다. |
| 내마모성 | 경도가 높아 내마모성과 내마모성이 우수합니다. 낮은 마찰 계수. |
| 고온 강도 | 최대 1000°C의 온도에서 높은 강도와 경도를 유지합니다. 녹는점은 약 3160°C입니다. |
| 열 전도성 | 열 전도성이 우수하여 고온 애플리케이션에서 열을 방출할 수 있습니다. |
| 전기 전도성 | 세라믹 소재에 적합한 전기 전도성. |
| 화학적 불활성 | 화학적 공격과 고온에서의 부식에 강합니다. |
| 애플리케이션 | 절삭 공구, 금형, 베어링, 밸브, 내마모성 코팅, 용접 전극, 아머 도금, 항공우주 부품. |
TC4 파우더의 종류
TC4 분말에는 구성, 입자 크기, 제조 공정에 따라 특성이 약간씩 다른 몇 가지 유형과 등급이 있습니다:
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 마이크로 그레인 | 0.5~3미크론의 매우 미세한 입자 크기로 최대 밀도까지 소결할 수 있습니다. 통합 부품 및 코팅에 적합합니다. |
| 매크로 그레인 | 입자 크기가 3~45미크론으로 클수록 소결성은 낮지만 내마모성이 우수합니다. 열 스프레이 코팅용. |
| 합금 분말 | 니켈, 몰리브덴, 크롬과 같은 합금 원소를 함유하여 인성, 강도 또는 내식성과 같은 특성을 변경합니다. |
| 플라즈마 고밀도화 | 플라즈마 합성 시 치밀화로 인해 소결성이 향상되었습니다. |
TC4 파우더의 특성
TC4 분말은 경도, 강도 및 내마모성이 요구되는 고성능 응용 분야에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다:
| 특성 | 설명 |
|---|---|
| 극한의 경도 | 3000 HV 이상의 비커스 경도는 뛰어난 내마모성을 제공합니다. |
| 높은 탄성 계수 | 약 500 GPa의 탄성 계수는 변형에 대한 저항력을 부여합니다. |
| 낮은 밀도 | 텅스텐 카바이드의 밀도 7.9g/cm3에 비해 약 4.9g/cm3의 밀도. |
| 높은 융점 | 녹는점이 3160°C로 고온 환경에서도 사용할 수 있습니다. |
| 우수한 내산화성 | 최대 800°C의 산화 조건에서 보호 산화물 층을 형성합니다. |
| 열 충격 저항 | 빠른 가열 및 냉각 사이클을 균열 없이 견뎌냅니다. |
| 화학적 안정성 | 대부분의 산, 알칼리 및 용융 금속에 불활성. 뜨거운 HCl/H2SO4에 천천히 용해됩니다. |
TC4 파우더 사양
TC4 파우더는 표준 사양은 물론 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 제형으로도 제공됩니다:
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 구성 | 티타늄 함량 88-92 wt%, 탄소 균형 |
| 입자 크기 | 0.5 - 45미크론 일반 |
| 겉보기 밀도 | 최대 1.5g/cm3 |
| 탭 밀도 | 최대 2.5g/cm3 |
| 순도 | >99.5% 티타늄 카바이드 함량 |
| 산소 함량 | <1% |
| 텍스처 | 각진 형태 |
| 색상 | 회색빛이 도는 검은색 |
입자 크기 분포, 순도 수준, 산소 함량 및 기타 매개 변수는 응용 분야의 필요에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다. 입자가 미세할수록 응집력이 향상되고 입자 크기가 거칠수록 내마모성이 높아집니다.
TC4 파우더의 적용 및 용도
TC4 분말의 주요 응용 분야와 용도는 뛰어난 경도, 내마모성 및 고온 강도를 활용합니다:
| 애플리케이션 | 용도 |
|---|---|
| 절단 도구 | 인덱서블 인서트, 엔드밀, 드릴, 리머, 버 |
| 금속 성형 | 펀칭 및 압출 금형, 롤러 |
| 마모 부품 | 씰 면, 노즐, 부싱, 볼 밸브 |
| 표면 공학 | 용사 코팅, 레이저 클래딩 |
| 용접 | 플럭스 코어 와이어, 서브머지드 아크 전극 |
| 갑옷 | 차량 장갑 도금, 방탄 조끼 |
| 항공우주 | 터빈 블레이드의 열 차단 코팅 |
| 전자 제품 | 저항성 필름, 진공 차단기 |
TC4 분말의 고유한 특성으로 인해 자동차, 석유 및 가스, 광업, 건설, 방위 및 기타 분야의 까다로운 응용 분야에 적합합니다.
TC4 분말 공급업체
TC4 파우더를 제조하는 주요 글로벌 공급업체로는 다음과 같은 곳이 있습니다:
| 공급업체 | 위치 |
|---|---|
| H.C. 스탁 | 독일, 미국 |
| 일본 신금속 | 일본 |
| 베이징 유싱롄 비철금속 | 중국 |
| 마이크론 금속 | 미국 |
| 나노케미존 | 인도 |
가격은 입자 크기, 순도 수준, 생산 공정 및 구매량에 따라 거친 매크로 곡물 분말의 경우 $50/kg부터 초미세 마이크로 곡물 분말의 경우 $200/kg 이상까지 다양합니다.
TC4 파우더 설치
TC4 분말은 다양한 기술을 사용하여 고체 성분으로 통합해야 합니다:
- 압축 및 소결을 위해 TC4 분말을 적합한 다이에 넣고 최대 300MPa의 고압에서 압축합니다. 그런 다음 녹색 컴팩트는 진공 또는 불활성 분위기에서 1400~1700°C에서 소결됩니다.
- 열 분무는 플라즈마 또는 연소 불꽃을 사용하여 분말 공급 원료를 기판에 분사하는 방식입니다. 분사된 입자는 하드 코팅으로 통합됩니다.
- 레이저 클래딩은 고출력 레이저를 기판에 집중시켜 파우더를 녹여 표면에 하드 페이싱 층으로 융합합니다.
- 서멧을 만들기 위해 TC4 분말을 니켈, 코발트 또는 강철과 같은 금속 바인더와 함께 소결하여 인성을 향상시킬 수 있습니다.
미세 세라믹 분말을 취급할 때는 적재 및 가공 시 적절한 보호 장비를 사용해야 합니다. 작업장 안전을 개선하기 위해 집진 시스템을 권장합니다.
TC4 부품의 작동 및 유지보수
절삭 공구 및 내마모성 부품과 같은 TC4 부품은 작동 시 다음과 같은 요구 사항이 있습니다:
- 과도한 하중으로 인한 균열을 방지하기 위한 적절한 장착, 설치 및 기계 설정.
- 부하, 속도, 온도 등의 권장 매개변수 내에서 사용해야 합니다. 속도가 너무 빠르면 열이 발생하여 열 균열이 발생할 수 있습니다.
- 금속 절삭 또는 마모 작업 시 온도 상승을 제어하고 마찰을 줄이기 위해 절삭유와 윤활유를 사용합니다.
- 부품의 마모, 균열 또는 손상 여부를 주기적으로 검사합니다. 조기 발견은 치명적인 고장을 방지하는 데 도움이 됩니다.
유지 관리의 경우 표준 관행이 적용됩니다:
- 치수 공차를 초과하기 전에 마모된 부품을 교체합니다.
- 마모된 표면을 청소하고 새로운 TC4 소재로 다시 코팅하여 치수와 기능을 복원합니다.
- 심하게 마모된 부품을 조립하고 사양에 맞게 재가공하여 재제조합니다.
TC4 파우더 공급업체 선택
TC4 파우더 공급업체를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 기준은 다음과 같습니다:
- 티타늄 카바이드 분말의 생산 및 품질 관리에 대한 기술 전문성
- 입자 크기 분포, 순도 수준, 형태 등과 같은 분말 특성을 사용자 정의할 수 있습니다.
- 수요량을 충족하는 생산 능력
- 다양한 파우더 유형 및 호환 합금 등급
- 경쟁력 있는 가격 및 공급 안정성
- 기술 요구 사항 및 샘플링 요청에 대한 대응
- 품질 인증 및 국제 표준 준수
- 다른 고객에게 지속적으로 고품질 파우더를 공급한 실적
- 첨단 제품 개발을 위한 강력한 R&D 역량
TC4 파우더와 대체품 비교
TC4 분말은 텅스텐 카바이드 및 실리콘 카바이드와 같은 다른 단단한 재료와 다음과 같이 비교됩니다:
| 매개변수 | TC4 | 텅스텐 카바이드 | 실리콘 카바이드 |
|---|---|---|---|
| 경도 | 더 높음 | 약간 낮음 | Lower |
| 인성 | Lower | 더 높음 | 더 높음 |
| 밀도 | Lower | 더 높음 | 약간 높음 |
| 온도 안정성 | 더 높음 | Lower | 유사 |
| 내식성 | 더 나은 | 알칼리에 취약한 화장실 | 유사 |
| 비용 | 보통 | Lower | 더 높음 |
TC4의 장점:
- 내마모성을 위한 극한의 경도
- 화장실보다 높은 온도에서도 강도 유지
- WC보다 열적, 화학적으로 더 안정적입니다.
- WC 및 SiC보다 가볍습니다.
TC4의 한계:
- WC 및 SiC보다 낮은 파단 인성으로 더 부서지기 쉽습니다.
- 텅스텐 카바이드 분말보다 비싸다.
- 고온 소결이 필요함
따라서 TC4는 텅스텐 카바이드에 비해 인성이 떨어지고 비용이 높다는 단점이 있지만 뛰어난 경도와 열 안정성이 돋보입니다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 적절한 애플리케이션 설계와 가공이 필요합니다.
자주 묻는 질문
Q: TC4 파우더는 무엇으로 만들어지나요?
A: TC4 분말은 88-92% 티타늄 카바이드(TiC)로 구성되며 나머지는 유리 탄소로 이루어져 있습니다. 또한 소량의 산화물, 질화물 및 기타 전이 금속 탄화물을 포함할 수도 있습니다.
Q: TC4와 텅스텐 카바이드의 차이점은 무엇인가요?
A: 주요 차이점은 TC4는 텅스텐 카바이드에 비해 고온에서 더 높은 경도와 강도를 제공하는 티타늄 카바이드를 기반으로 한다는 점입니다. 그러나 TC4는 텅스텐 카바이드보다 파단 인성이 낮습니다.
Q: TC4 파우더의 장점은 무엇인가요?
A: 주요 장점으로는 경도가 매우 높아 내마모성이 우수하고, 최대 1000°C의 온도에서 강도가 높으며, WC에 비해 밀도가 낮고 내식성이 우수하다는 점이 있습니다.
Q: TC4 파우더는 어떤 용도로 사용되나요?
A: 일반적인 용도로는 절삭 공구, 펀칭/주조 금형, 마모 부품, 용사 코팅, 용접 전극, 갑옷, 항공우주 부품, 전자 제품 등이 있습니다.
Q: TC4 파우더는 어떻게 만들어지나요?
A: 티타늄 산화물과 카본 블랙을 플라즈마 아크 합성 또는 화학 기상 증착과 같은 공정을 사용하여 3000°C 이상의 초고온에서 반응시켜 상업적으로 생산합니다.
Q: TC4 파우더는 독성이 있나요?
A: 대부분의 미세 분말과 마찬가지로 TC4도 장기간 흡입할 경우 건강에 해로울 수 있습니다. 분말을 취급할 때는 적절한 보호 장비를 사용해야 합니다.
Q: TC4 파우더는 어떻게 부품에 통합되나요?
A: 주요 방법으로는 소결, 용사, 레이저 클래딩, 핫 프레싱이 있습니다. Ni 또는 Co와 같은 바인더 페이즈도 TC4와 함께 소결하여 서멧을 생산할 수 있습니다.
Q: TC4 파우더가 비싼 이유는 무엇인가요?
A: 고순도 티타늄 카바이드를 생산하기 위한 복잡한 고온 합성 공정은 단순한 텅스텐 카바이드 생산보다 높은 비용을 초래합니다.
Q: TC4 파우더는 어떤 표준을 준수하나요?
A: TC4 분말 사양은 티타늄 카바이드 분말에 대한 ASTM B381 및 초경합금 분말에 대한 ISO 18775와 같은 표준에 부합합니다.
요약하면 TC4 분말은 경도, 열 안정성 및 내마모성을 최적으로 조합하여 까다로운 산업 응용 분야에 적합하지만 텅스텐 카바이드와 같은 대체재에 비해 비용이 높습니다. 취성 한계를 극복하기 위해서는 적절한 가공과 설계가 핵심입니다. 선도적인 글로벌 공급업체는 특정 요구사항에 맞춘 TC4 분말을 제공할 수 있습니다.
