超硬合金とタングステンカーバイドの違い

炭化タングステンは超硬合金の一種です。しかし、金型や工具の業界では、図面に「超硬」と記載されている場合、通常は超硬合金を指し、他の材料であれば、その旨が明記されます。

炭化タングステンの特性

炭化タングステンは、次のような一連の優れた特性を持っています：

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• 高い硬度
• 耐摩耗性
• 優れた強度と靭性
• 耐熱性
• 耐食性

特に注目すべきは、その高い硬度と耐摩耗性で、500℃の温度でもほとんど変化せず、1000℃でも非常に高い硬度を維持している。

一般的な炭化物の種類

一般的な炭化物は、その組成と性能特性に応じて3つのカテゴリに分けることができます：タングステンコバルト、タングステンチタンコバルト、タングステンチタンタンタル（ニオブ）。最も広く生産に使用されるのは、タングステンコバルトとタングステンチタンコバルト炭化物です。

タングステン・コバルト・カーバイド

タングステン・コバルト炭化物の主成分は、炭化タングステン（WC）とコバルトである。

タングステン チタン コバルト カーバイド

タングステン・チタン・コバルト炭化物の主成分は、炭化タングステン（WC）、炭化チタン（TiC）、コバルトである。

タングステン チタン タンタル（ニオブ） カーバイド

タングステン・チタン・タンタル（ニオブ）炭化物の主成分は、炭化タングステン（WC）、炭化チタン（TiC）、炭化タンタル（TaC）または炭化ニオブ（NbC）、およびコバルトである。

超硬合金の種類

炭化物は、炭素と電気陰性度の低い元素からなる化合物で、一般的には金属または金属化合物である。炭化物は、化学結合の特徴に基づいて分類することができる。ここでは、一般的な炭化物の種類をいくつか紹介する：

塩のような（イオン）炭化物

これらの炭化物は、周期表の1族や2族のような電気陽性の高い金属を含んでいる。塩類似炭化物の例としては、以下のようなものがある：

• 炭化カルシウム（CaC2）は、アセチレンの製造や製鉄業で使用される。
• 炭化カルシウムに似た炭化ナトリウム（Na2C2）。

共有結合炭化物

共有結合炭化物は、炭素原子が電気陰性度の低い元素と共有結合している。共有結合炭化物の例としては、以下のようなものがある：

• 炭化ケイ素（SiC）はカーボランダムとして知られ、研磨剤や高強度セラミックに使用される。
• 炭化ホウ素（B4C）は非常に硬く、防弾チョッキや戦車の装甲に使われている。

格子間炭化物

格子間炭化物は、遷移金属と炭素原子によって形成され、その炭素原子は金属の格子構造の格子間スペースに収まる。格子間炭化物の例としては、以下のようなものがある：

• 炭化タングステン（WC）は非常に硬いため、切削工具や研磨剤に使用される。
• 炭化チタン（TiC）は、合金中の金属の硬度を向上させ、切削工具に使用される。
• 鉄の炭化物（Fe3C）はセメンタイトとして知られ、鉄鋼の成分である。

金属リッチ炭化物

メタル・リッチ炭化物は、金属と金属が直接結合し、その間に炭素原子が挿入されている。メタルリッチカーバイドの一例：

• タンタルハフニウムカーバイト（Ta4HfC5）は、最も耐熱性の高い材料として知られている。

超硬合金

配位炭化物は、金属中心に配位した一酸化炭素または二酸化炭素の形の炭素を持つ。これらは真の炭化物というよりも錯体とみなされることが多い。

空室状況とアプリケーション

これらの炭化物の入手可能性は、冶金、工具製造、研磨剤、装甲製造、電子機器など、さまざまな産業における用途や需要によって異なる。炭化物の中には、消費者向け製品で容易に入手できるものもあれば、工業用途や科学用途で使用される特殊な材料もある。

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