סיליקון קרביד (SiC) הוא חומר שוחק סינטטי בעל קשיות- גבוהה עם קשיות Mohs של עד 9.5, המדורג ממש מתחת ליהלום ובור ניטריד מעוקב (CBN). הוא מתאים במיוחד לטחינת חומרים קשים ושבירים כגון קרביד צמנט, קרמיקה וזכוכית, כמו גם מתכות בעלות חוזק- נמוך כגון אלומיניום ונחושת. בין הסוגים השונים של סיליקון קרביד,סיליקון קרביד שחורוסיליקון קרביד ירוקהם השניים הנפוצים ביותר. עם זאת, הם שונים באופן משמעותי בהרכב, בתכונות מפתח ויישומים מתאימים. הסעיפים הבאים משווים בין שני החומרים השוחקים במונחים של קשיות, קשיחות, מוליכות תרמית וגורמים חשובים נוספים, תוך מתן הדרכה מעשית לבחירת חומר שוחק.
השוואה מפורטת של סיליקון קרביד שחור וסיליקון קרביד ירוק
1. הרכב ותהליך ייצור
| תכונה | סיליקון קרביד שחור (C) | סיליקון קרביד ירוק (GC) |
|---|---|---|
| הֶרכֵּב | טוהר SiC הוא בדרך כלל 97-98%, עם כמויות קטנות של זיהומים כגון Fe₂O₃. | טוהר SiC הוא מעל 98%. |
| תהליך ייצור | חול קוורץ וקולה נפט משמשים כחומרי הגלם העיקריים ומומסים בכ-2200 מעלות. | קולה נפט וסיליקה- באיכות גבוהה משמשים כחומרי הגלם העיקריים. מוסיפים מלח כתוסף, ואחריו התכה-בטמפרטורה גבוהה בכבשן התנגדות. |
| צֶבַע | שָׁחוֹר | ירוק, עם תכונות אופטיות ייחודיות הנובעות מהטוהר הגבוה שלו. |
ההבדל העיקרי:לסיליקון קרביד ירוק יש טוהר גבוה יותר ומבנה גבישי שלם יותר, מה שמקנה לו קשיות גבוהה יותר ושבירות גדולה יותר מאשר סיליקון קרביד שחור.
2. השוואה מפורטת של מאפיינים פיזיים
| נֶכֶס | סיליקון קרביד שחור (C) | סיליקון קרביד ירוק (GC) |
|---|---|---|
| קַשִׁיוּת | 9.2–9.3, מעט נמוך מסיליקון קרביד ירוק | 9.4–9.5, כיום הסוג הקשה ביותר של סיליקון קרביד |
| קְשִׁיחוּת | קשיחות טובה יחסית ועמידות טובה יותר בפני פגיעה | קשיחות נמוכה יותר ונוטה יותר לשברים |
| מוליכות תרמית | מוליכות תרמית גבוהה יחסית, המאפשרת פיזור מהיר של החום והופכת אותו למתאים לפעולות שחיקה מתמשכות | מוליכות תרמית נמוכה יחסית, לכן יש להשתמש בנוזל קירור מתאים במהלך השחזה |
| עצמית-חידוד | חידוד עצמי מתון-; גרגירים שוחקים נוטים יותר להישבר במהלך השחזה | חידוד-עצמי מעולה, מה שהופך אותו למתאים ליישומי שחיקה מדויקים |
נקודות עיקריות:
סיליקון קרביד שחור:מציע איזון טוב בין קשיות וקשיחות, מה שהופך אותו מתאים לטחינה גסה ולפעולות שחיקה לסירוגין.
סיליקון קרביד ירוק:מספק קשיות גבוהה במיוחד אך הוא שביר יותר, מה שהופך אותו למתאים יותר לטחינה מדויקת ולעיבוד של חומרים קשים במיוחד.-
3. אזורי יישום אופייניים
| סוג חומר | סוג סיליקון קרביד מומלץ | סיבה מומלצת |
|---|---|---|
| ברזל יצוק, נחושת, אלומיניום | סיליקון קרביד שחור (C) | הקשיחות המספקת שלו מסייעת במניעת שבירה מוגזמת של גרגרים שוחקים תוך מתן יעילות עלות טובה. |
| קרביד מוצק (YG) | סיליקון קרביד ירוק (GC) | הקשיות הגבוהה יותר שלו חותכת ביעילות את WC-Co cemented carbide ומסייעת להפחית הידבקות גרגרים שוחקים. |
| קרמיקה, זכוכית | סיליקון קרביד ירוק (GC) | גרגירי השוחקים החדים והטוהר-גבוהים מספקים חיתוך יעיל תוך סיוע בהפחתת הנזק לחומר העבודה במהלך השחזה. |
| גומי, פלסטיק | סיליקון קרביד שחור (C) + אוויר-גלגל שחיקה מקורר | מבנה השוחקים הפתוח יחסית עוזר למנוע סתימה, בעוד שעלות החומר הנמוכה מספקת כלכלה כללית טובה יותר. |
כיצד עליך לבחור את גלגל השחזה הנכון של סיליקון קרביד?
מתי לבחור סיליקון קרביד שחור (C):
למתכות בעלות חוזק- נמוך:
סיליקון קרביד שחור הוא בחירה מועדפת לטחינת חומרים כגון אלומיניום, נחושת וברזל יצוק.
לטחינה גסה-כבדה:
כאשר היישום דורש קשיחות טובה יותר או כאשר העלות היא שיקול חשוב, סיליקון קרביד שחור הוא בחירה מעשית להסרת מלאי כבד ופעולות שחיקה גסה.
מתי לבחור סיליקון קרביד ירוק (GC):
לטחינה מדויקת של-חומרים קשים במיוחד:
סיליקון קרביד ירוק מומלץ לגימור קרביד צמנט, קרמיקה, אבני חן וחומרים קשים אחרים.
לדרישות גימור-משטח גבוהות:
סיליקון קרביד ירוק מתאים יותר ליישומים הדורשים גימור משטח עדין מאוד, כגון ליטוש זכוכית אופטית.
שיקולי בחירה:
שימוש בנוזל קירור:
סיליקון קרביד ירוק נוטה יותר לפיצוח תרמי, ולכן מומלץ לספק אספקה נאותה של נוזל קירור במהלך הטחינה.
בחירת גריט:
לטחינה גסה, 36#–80# גריט מומלץ בדרך כלל, בעוד 100#–W40 גריט מתאים יותר לטחינה מדויקת.
