Когда слышишь 'ведущий производитель твердости карбида кремния', многие сразу думают о лабораторных тестах и цифрах по шкале Мооса. Но на практике все сложнее — та же марка SiC 98% может демонстрировать разную твердость из-за структуры зерна. Мы в АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния через годы проб поняли: нельзя слепо доверять сертификатам без проверки на абразивных стендах.
В 2018 году мы поставили партию черного карбида кремния с паспортной твердостью 9,1 Мооса. Клиент жаловался на быстрый износ отрезных кругов. Разбирались месяц — оказалось, лаборатория измеряла монокристаллы, а в реальном материале были зоны с повышенным содержанием свободного кремния.
С тех пор внедрили трехступенчатый контроль: микротвердость по Виккерсу плюс испытания на эталонных материалах. Да, это дороже, но иначе рискуешь репутацией. Кстати, наш сайт https://www.lzhy.ru теперь содержит не только стандартные характеристики, но и методики тестирования — чтобы клиенты понимали, что скрывается за цифрами.
Особенно капризны партии с высоким содержанием железа — иногда легирование дает прочность, но снижает ударную вязкость. Приходится балансировать между химическим составом и термообработкой.
Наш опыт с печами Эшер-Дерст показывает: пережог всего на 20°C выше оптимальных 2200°C приводит к образованию пластинчатых кристаллов. Они дают красивые цифры твердости, но рассыпаются под динамической нагрузкой. Пришлось разработать градиентный режим нагрева для разных фракций.
Мелкие фракции 0-1 мм вообще отдельная история — их часто перекаливают в погоне за стабильностью. Мы вместо этого стали использовать инертный азотный завес, что позволило снизить температуру на 50°C без потери характеристик.
Самое сложное — поймать момент перекристаллизации. До сих пор иногда ошибаемся с шихтой, особенно когда поступает кокс с переменной зольностью. Последний случай был в прошлом квартале — пришлось переработать 12 тонн, потому что добавка ферросилиция не скомпенсировала примеси.
С коксом стабильно не везет — то зольность подскачет, то сера. После трех неудачных контрактов с Кузбассом вернулись к казахстанским поставщикам, хоть и дороже на 15%. Зато можем гарантировать стабильность твердости от партии к партии.
Кварциты тоже преподносят сюрпризы. Помню, в 2021 году сменили месторождение — и пошла повышенная пористость. Пришлось экстренно менять пропорции шихты, добавлять больше связующих. Клиенты тогда заметили, но к счастью, не отказались от поставок — оценили нашу прозрачность в разборе причин.
Разработали собственную систему прессинговых испытаний — нагружаем образцы до 80% от теоретической прочности, выдерживаем 48 часов. Выявляет до 7% брака, который обычные методы пропускают. Особенно эффективно для крупных фракций 12-24 mesh, где критична однородность.
С 2022 года внедряем акустическую эмиссию при контроле твердости. Дорогое удовольствие, но уже дважды спасало от отгрузки проблемного материала. Первый раз поймали микротрещины в партии для огнеупоров — их обычные твердомеры не видят.
Сейчас экспериментируем с ультразвуковой томографией. Пока получается дорого и медленно, но для ответственных применений типа бронекерамики, думаю, скоро станет стандартом.
В 2023 году чуть не сорвали контракт с Магнитогорским комбинатом — в 200 тоннах карбида кремния для раскисления попались зоны с твердостью ниже 8,5 Мооса. Расследование показало: виновата неравномерная газопроницаемость в печи №4. Пришлось демонтировать футеровку, хотя ее только год назад меняли.
Выводы: теперь раз в квартал делаем контрольные плавки с красителями — отслеживаем распределение температур визуально. Старо как мир, но работает надежнее датчиков.
Пытались в делать карбид кремния с добавкой нитрида бора — хотели поднять твердость до 9,5 Мооса. В лаборатории получалось прекрасно, но в промышленных печах добавка выгорала или образовывала хрупкие фазы. Отложили до появления более точных систем дозирования.
Сейчас пробуем модифицировать структуру за счет контролируемого охлаждения. Есть обнадеживающие результаты с фракцией 6-12 mesh — твердость стабильно держится на 9,2-9,3 Мооса даже при колебаниях в химическом составе.
Самое перспективное направление — гибридные материалы с нанопокрытиями. Но пока себестоимость зашкаливает, хотя для спецзаказов уже поставляем пробные партии.
Для абразивных инструментов важнее баланс твердости и вязкости. Были случаи, когда клиенты требовали 9,5 Мооса, а потом жаловались на выкрашивание зерна. Теперь всегда уточняем условия эксплуатации — для резки гранита и чугуна нужны разные параметры.
Интересный опыт с китайскими конкурентами — они часто декларируют завышенные показатели. Мы как-то купили для анализа их образец с заявленными 9,4 Мооса — реально не больше 9,0. Зато наш стандартный SiC 98% стабильно показывает 9,1-9,2, что подтверждают и независимые лаборатории.
Не гнаться за рекордными цифрами, а обеспечивать стабильность. Мы в АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния с 2004 года научились главному: лучше немного занизить паспортные значения, но гарантировать их в каждой партии. На https://www.lzhy.ru вывешены реальные протоколы испытаний — никаких 'до 9,5 Мооса' без указания условий измерения.
Сейчас внедряем систему прослеживаемости — каждый мешок имеет код с полной историей обработки. Клиенты могут видеть не только конечную твердость, но и параметры обжига конкретной партии.
И да, мы до сих пор иногда ошибаемся — когда меняем сырье или пробуем новые режимы. Но всегда сообщаем об этом клиентам заранее. Возможно, поэтому с нами работают уже по 10-15 лет, несмотря на более высокие цены по сравнению с азиатскими поставщиками.
