티타늄 카바이드라고도 알려진 TC4 분말은 티타늄과 탄소로 구성된 매우 단단한 세라믹 소재입니다. 높은 경도, 우수한 내마모성, 우수한 열전도율, 화학적 공격에 대한 높은 저항성이 특징입니다. TC4 분말은 항공우주, 자동차, 군사, 금속 절삭 및 성형 공구 등 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다.
TC4 파우더의 구성
TC4 분말에는 등급에 따라 티타늄과 탄소가 다양한 비율로 함유되어 있습니다. 티타늄 카바이드 화학식은 TiC이지만, 상업용 TC4 분말의 탄소 함량은 중량 기준으로 6.25%에서 11.7%까지 다양합니다.
| 요소 | 무게 % |
|---|---|
| 티타늄(Ti) | 88.3 – 93.75 |
| 탄소(C) | 6.25 – 11.7 |
티타늄과 카본의 비율을 조절하여 제조업체는 경도, 인성, 열전도율과 같은 특성을 맞춤화할 수 있습니다. 탄소 TC4 등급이 높을수록 경도가 높은 반면, 탄소 등급이 낮을수록 인성이 더 높습니다.
TC4 파우더의 특성 및 특징
TC4 파우더는 뛰어난 경도와 내마모성, 우수한 내식성이 특징입니다. 주요 기술적 특성과 기능은 다음과 같습니다:
| 속성 | 세부 정보 |
|---|---|
| 경도 | 2800-3100 HV, 고탄소 변형의 경우 최대 3500 HV |
| 밀도 | 4.9 - 5.2g/cm3 |
| 녹는점 | 3160°C |
| 열 전도성 | ~35W/m-K |
| 열팽창 계수 | 7.4 x 10-6/K |
| 영의 계수 | 450 GPa |
| 압축 강도 | 1.7 - 3.5 GPa |
| 내화학성 | 산, 염기, 염분, 최대 800°C의 산화 환경에 내성이 있습니다. |
TC4는 탁월한 경도로 마모 방지 및 절삭 분야에 이상적입니다. 고온에서도 강도와 내식성을 유지합니다. 높은 열전도율은 공구와 인서트의 열 방출을 개선합니다.
TC4 파우더의 사양 및 등급
TC4 분말은 다양한 입자 크기, 탄소 함량 및 순도 수준으로 제공되므로 응용 분야 요구 사항을 충족할 수 있습니다:
| 사양 | 세부 정보 |
|---|---|
| 입자 크기 | 0.5 - 45 미크론 |
| 탄소 함량 | 낮음(6.25%), 중간(8%), 높음(10-11.7%) |
| 순도 | 최대 99% |
| 결정 구조 | 큐빅 |
| 분말 형태 | 각진, 세분화된, 구형 |
| 성적 | R, P, S, M |
| 표준 | ISO, RoHS |
일반적인 TC4 파우더 등급은 다음과 같습니다:
- 등급 R - 중간 탄소 8%의 소결 제품용
- P 등급 - 특수 용도를 위한 고순도
- S 등급 - 스프레이 및 용접 제품용
- M 등급 - 성형 및 프레스용
더 높은 순도, 제어된 입자 크기 분포 및 일관된 형태를 통해 더 높은 품질의 소결 부품을 얻을 수 있습니다.
TC4 파우더의 적용 및 용도
TC4 파우더의 고유한 특성으로 인해 다음과 같은 용도에 적합합니다:
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 금속 절단 | 인덱서블 인서트, 엔드밀, 드릴, 리머 |
| 금속 성형 | 압출 금형, 스웨이징 금형, 와이어 드로잉 금형 |
| 마이닝 | 암반 드릴 비트, 유정 드릴링 인서트 |
| 자동차 | 캠축, 밸브, 씰 |
| 항공우주 | 에어 씰, 엔진 부품 |
| 전자 제품 | 열 전도체, 접점 |
| 섬유 | 섬유 기계 부품 |
| 펌프 | 씰, 베어링 |
| 의료 | 수술 도구, 임플란트 |
자동차 산업에서는 내열성과 내마모성이 필요한 캠, 밸브 및 기타 엔진 부품에 TC4 분말을 사용합니다. 항공우주 산업에서는 고온에서 안정성이 요구되는 에어 씰에 이 소재를 사용합니다. 또한 TC4 분말은 공구 수명이 늘어난 우수한 절삭 인서트를 만듭니다.
TC4 파우더와 대체품 비교
TC4 파우더가 다른 경질 소재와 특성 및 성능 측면에서 어떻게 비교되는지는 다음과 같습니다:
| 속성 | TC4 | 텅스텐 카바이드 | 실리콘 카바이드 |
|---|---|---|---|
| 경도 | 2800 - 3500 HV | 1300 - 1900 HV | 2300 - 3000 HV |
| 인성 | Medium | 더 높음 | Lower |
| 열 전도성 | 더 높음 | Lower | 더 높음 |
| 내화학성 | 우수 | Poor | 우수 |
| 내산화성 | 양호 | 우수 | 양호 |
| 비용 | Medium | 더 높음 | Lower |
TC4 파우더의 장점:
- 뛰어난 내마모성으로 매우 단단함
- 텅스텐 카바이드보다 우수한 내식성
- 텅스텐 카바이드보다 열 전도성이 우수합니다.
- 텅스텐 카바이드보다 저렴한 비용
TC4 파우더의 한계:
- 텅스텐 카바이드보다 더 부서지기 쉬우며 칩핑이 발생하기 쉽습니다.
- 탄화규소만큼 화학적으로 불활성이 아닙니다.
- 탄화규소보다 낮은 온도 안정성
따라서 TC4는 대부분의 응용 분야에서 경도, 인성, 열적 특성 및 비용의 최상의 조합을 제공합니다. 내마모성 측면에서 텅스텐 카바이드와 고온 안정성 측면에서 실리콘 카바이드보다 뛰어난 성능을 발휘합니다.
TC4 파우더 가격
TC4 분말은 티타늄 분말보다는 비싸지만 텅스텐 카바이드 분말에 비해서는 저렴합니다. 다음은 일반적인 kg당 가격입니다:
| 등급 | 순도 | 가격 ($/kg) |
|---|---|---|
| R | 99% | 70 – 90 |
| P | 99.5% | 100 – 130 |
| S | 97% | 50 – 70 |
| M | 96% | 40 – 60 |
가격은 다음에 따라 다릅니다:
- 순도 및 산소/질소 함량
- 입자 크기 분포
- 분말 형태(각형, 구형)
- 구매 수량
- 공급업체 브랜드
입자 크기가 제어된 고순도 TC4 분말의 가격은 최대 $130/kg인 반면, 프레스 또는 용접용 저순도 등급은 약 $40/kg부터 시작됩니다.
TC4 파우더 구매처
다음은 TC4 티타늄 카바이드 분말을 제조 및 판매하는 주요 글로벌 공급업체입니다:
| 공급업체 | 위치 |
|---|---|
| 마이크론 금속 | 미국 |
| 대서양 장비 엔지니어 | 미국 |
| Met3DP | 중국 |
| I-Matec | 독일 |
| 인프라앳 첨단 재료 | 미국 |
| 베이징 보유 테크 | 중국 |
TC4 파우더 공급업체를 선택할 때는 다음 사항을 고려하세요:
- 평판 및 비즈니스 연도
- 품질 인증
- 순도 수준
- 입자 크기 제어
- 분말 형태
- 생산 능력
- 가격 책정
- 고객 서비스 및 기술 지원
마이크론 메탈, 주저우 광원, 인프라앳 어드밴스드 머티리얼즈와 같은 기존 기업들은 엄격한 품질 관리와 경쟁력 있는 가격으로 선도적인 생산업체로 자리매김하고 있습니다.
TC4 파우더: 자주 묻는 질문
Q: TC4와 TC16 파우더 그레이드의 차이점은 무엇인가요?
A: TC16 분말은 탄소 함량이 약 6.25%로 낮은 반면 TC4 분말은 탄소 함량이 약 8%로 중간 정도입니다. 따라서 TC16은 인성이 더 높은 반면 TC4는 더 단단합니다.
Q: TC4 파우더는 독성이 있나요?
A: TC4 분말은 비교적 무독성으로 간주됩니다. 그러나 피부나 눈에 닿으면 자극을 유발할 수 있습니다. 취급 시 적절한 개인보호장비를 사용해야 합니다.
Q: TC4 부품을 제작하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?
A: 대부분의 TC4 부품은 TC4 분말을 소결하여 만들어집니다. 냉간 프레스 및 열간 등방성 프레스도 사용할 수 있습니다. TC4의 CVD 증착도 가능합니다.
Q: 어떤 산업에서 TC4 파우더를 가장 많이 사용하나요?
A: 절삭 공구, 항공우주 엔진 부품, 자동차 부품 및 채굴 공구가 TC4 분말 소비의 대부분을 차지합니다. 경도, 내마모성 및 온도 기능이 결합되어 이러한 응용 분야에 이상적입니다.
Q: TC4 파우더는 녹이 슬나요?
A: 아니요, TC4 파우더는 쉽게 녹슬거나 부식되지 않습니다. 안정적인 티타늄 카바이드를 함유하고 있기 때문에 내식성이 뛰어납니다. TC4는 다양한 화학 물질에서도 그 특성을 유지합니다.
Q: TC4 파우더는 입자가 고운가요, 거친가요?
A: TC4 분말은 미세한 입자 크기와 거친 입자 크기로 제공됩니다. 소결에는 10미크론 이하의 미세 분말이 선호되며, 용접 또는 용사에는 20~45미크론의 거친 분말이 사용됩니다.
Q: TC4 파우더를 3D 프린팅할 수 있나요?
A: 예, 고급 바인더 분사 및 레이저 파우더 베드 융합 기술을 사용하면 TC4 파우더를 사용하여 복잡한 형상을 3D 프린팅하여 경도, 강도 및 내마모성을 강화할 수 있습니다.