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ある。しかし、金型、機械加工、工具業界では、図面に「超硬合金」と記載されている場合、他の材料が明示的に指定されていない限り、通常は超硬合金を指します。

炭化タングステン

炭化タングステン(WC)は、その卓越した特性のために広く使用されるようになった特定のタイプの炭化物です。以下は、タングステンカーバイドの特徴です：

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• 高い硬度： 炭化タングステンは非常に硬く、モース硬度は約8.5～9（HRA82～95、HRC69～82）で、ダイヤモンドの硬度に近い。 500℃の高温でもこの硬度を保ち、1000℃でも非常に高い硬度を維持する。
• 耐摩耗性： 耐摩耗性に優れているため、寿命と精度が重要な切削工具に最適です。
• 強さとタフネス： その硬さにもかかわらず、 炭化タングステン また、機械的応力下での破損に耐えるために不可欠な優れた靭性も示す。
• 耐熱性： 高温下でも高い硬度を維持するため、高速切削用途に適している。
• 耐食性： タングステンカーバイドは耐腐食性にも優れており、過酷な環境での使用に適しています。

一般的な炭化タングステンの種類

• タングステン・コバルト・カーバイド（WC-Co）： これらは主に炭化タングステン（WC）とコバルトから作られている。優れた機械的特性と耐熱衝撃性により広く使用されている。
• タングステン・チタン・コバルト・カーバイド（WC-TiC-Co）： このバリエーションには、WCとコバルトに加えて炭化チタン（TiC）が含まれており、硬度と耐摩耗性がさらに向上している。
• タングステン・チタン・タンタル（ニオブ）カーバイド（WC-TiC-TaC/NbC-Co）： これらの炭化物にはタンタルやニオブの炭化物が含まれ、温度能力と硬度が向上する。

一般炭化物

炭化物は一般に、炭素と電気陰性度の低い元素からなる化合物である。化学結合の特徴からいくつかのタイプに分類される：

• 塩のような（イオン）炭化物： 炭化カルシウム（CaC2）などは、水と反応してアセチレンガスを発生させ、溶接や金属切断に使用される。
• 共有結合炭化物： 炭化ケイ素（SiC）や炭化ホウ素（B4C）などがその代表例で、これらは研磨材や装甲材に使用される非常に硬い素材である。
• 格子間炭化物： 炭化チタン（TiC）や炭化鉄（Fe3C）のような炭化物もそのひとつで、炭素原子が金属格子の間隙に収まる。炭化チタンは鋼鉄やその他の合金の硬度に不可欠である。
• 金属を多く含む炭化物： 例えば、タンタルハフニウムカーバイト（Ta4HfC5）はその並外れた耐熱性で知られている。

結論

産業界における「炭化物」という用語は、その広範な用途と優れた特性から、特に炭化タングステンを指すことが多い。しかし、他の種類の炭化物も、さまざまな産業分野のさまざまな用途で重要な役割を果たしています。これらの炭化物の区別、特にその組成と性能特性を理解することは、特定の用途に適した材料を選択するために不可欠です。切削工具、装甲メッキ、研磨材のいずれにおいても、超硬合金の選択は、それが使用される製品の性能と耐久性に大きく影響します。