Что такое черный карбид кремния?
Черный карбид кремния (SiC) принадлежит к семейству альфа-SiC и содержит около 95 % SiC. Его производят в электрической печи сопротивления по методу Ачесона, в котором кварцевый песок и нефтяной кокс реагируют при высокой температуре. Полученную кристаллическую массу измельчают, классифицируют и измельчают до зерен и порошков контролируемого размера. Поскольку его прочность выше, чем у зеленого карбида кремния, он является лучшим выбором для шлифования и резки материалов с низкой прочностью на разрыв, таких как стекло, керамика, камень, огнеупорные материалы, чугун и цветные-металлы.
Сравнение черного, зеленого и кубического карбида кремния
Существует две широко используемые основные разновидности карбида кремния: черный карбид кремния и зеленый карбид кремния, оба из которых относятся к альфа-SiC. Третья разновидность, кубический карбид кремния, производится по особому процессу.
| Разнообразие | содержание карбида кремния | Ключевое имущество | Типичные применения |
|---|---|---|---|
| Черный карбид кремния | Около 95% | Более высокая прочность | Стекло, керамика, камень, огнеупоры, чугун, цветные-черные металлы |
| Зеленый карбид кремния | Более 97% | Хорошая самозаточка- | Твердый сплав, титановый сплав, оптическое стекло, хонингование гильз цилиндров, прецизионное шлифование режущего инструмента из быстро-стали |
| Кубический карбид кремния | Желто--зеленый кристалл, специальный процесс | Возможность ультра-тонкой финишной обработки | Ультра-чистовая обработка подшипников, доведение шероховатости поверхности до Ra 0,04–0,02 микрона за один проход. |
Химический состав и физические свойства
В таблице ниже перечислены типичные пределы химического состава для основных коммерческих марок, включая абразивные марки, микропорошки, огнеупорные марки и мелкодисперсный порошок. FC относится к свободному углероду, а Fe2O3 к оксиду железа, оба из которых контролируются как примеси.
| Цель | Спецификация | SiC мин (%) | ФК макс (%) | Fe2O3 макс (%) | Магнитный материал макс (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Марка абразива | Зерно 12-80 | 98 | 0.20 | 0.6 | 0.0023 |
| Марка абразива | Зерно 90-150 | 97 | 0.30 | 0.8 | 0.0021 |
| Марка абразива | Зерно 180-220 | 97 | 0.30 | 1.2 | 0.0018 |
| Микропорошок | 240-4000 | 96 | 0.35 | 1.35 | - |
| Огнеупорный сорт | 0-1, 1-3, 3-5, 5-8 мм | 97 | 0.35 | 1.35 | - |
| Мелкий порошок | -180, -200, -240, -320 меш | 97 | 0.35 | 1.35 | - |
Типичные физические свойства черного карбида кремния приведены ниже.
| Свойство | Ценить |
|---|---|
| Цвет | Черный |
| Твердость (Моос) | 9.15 |
| Температура плавления (градусы С) | 2250 |
| Максимальная рабочая температура (градусы C) | 1900 |
| Истинная плотность (г/см3) | 3.9 |
Применение черного карбида кремния в шлифовальных кругах
Черный наждачный порошок карбида кремния вклеивается в шлифовальные круги и другие абразивные инструменты для обработки материалов с низкой прочностью на разрыв. Типичные работы включают шлифовку кромок и придание формы стеклу, резку и шлифовку керамики и камня, кондиционирование огнеупорных блоков, а также черновое шлифование чугуна и цветных металлов, таких как медь и алюминий. Более высокая ударная вязкость черного карбида кремния означает, что зерна менее легко разрушаются, что обеспечивает более длительный срок службы круга в этих условиях, чем зеленый карбид кремния. Более мелкие микропорошки используются для притирки и полировки, а огнеупорные сорта используются в печной мебели и высоко-футеровке печей.
Как выбрать правильный сорт
Выбор правильного сплава зависит от материала заготовки, требуемой чистоты поверхности и типа процесса. Для удаления припусков по стеклу, камню и чугуну обычно используются крупные абразивные зерна размером 12-80. Для чистовой обработки и хонингования предпочтительны более мелкие зерна, такие как 90–220, и микропорошки в диапазоне 240–4000. Если требуется самозатачивание очень твердых материалов, таких как твердый сплав или титановый сплав, зеленый карбид кремния обычно лучше подходит. Всегда проверяйте минимальное содержание SiC, пределы содержания свободного углерода и оксидов железа в соответствии с требованиями вашего применения и спецификациями, согласованными с поставщиком.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между черным и зеленым карбидом кремния?
Черный карбид кремния содержит около 95 % SiC и является более прочным, тогда как зеленый карбид кремния содержит более 97 % SiC и обладает лучшими самозатачивающимися свойствами. Черный SiC подходит для материалов с низкой-растяжимостью; зеленый SiC подходит для твердых материалов, таких как цементированный карбид и титановый сплав.
Каково содержание SiC в черном карбиде кремния?
Обычно около 95%, при этом для коммерческих сортов указывается минимум 96-98% в зависимости от спецификации.
Какую твердость имеет черный карбид кремния?
Около 9,15 по шкале Мооса, с температурой плавления 2250 градусов С и максимальной рабочей температурой около 1900 градусов С.
Какой размер сетки выбрать для притирки?
Микропорошки в диапазоне 240-4000 используются для притирки и полировки. Чем мельче зерно, тем более гладкой получится поверхность.
Можно ли использовать черный карбид кремния для шлифования стали?
В основном он предназначен для материалов с низкой-растяжимостью, таких как стекло, керамика, камень, чугун и цветные-черные металлы. Для закаленной стали и твердого сплава обычно предпочтительнее использовать зеленый карбид кремния или другие абразивы.
Какова истинная плотность черного карбида кремния?
Около 3,9 г/см3, что актуально для расчета насыпной плотности и набивки абразивного инструмента и огнеупорных изделий.