Hartmetall ist eine Legierung, die hauptsächlich aus einem oder mehreren feuerfesten Carbiden (wie Wolframcarbid, Titancarbid usw.) in Pulverform besteht, wobei Metallpulver (wie Kobalt, Nickel) als Bindemittel dienen. Die Herstellung erfolgt pulvermetallurgisch. Hartmetall wird hauptsächlich zur Herstellung von Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen und Schneidwerkzeugen für harte und zähe Werkstoffe verwendet. Darüber hinaus wird es zur Herstellung von Kaltumformungswerkzeugen, Präzisionsmessgeräten und hochverschleißfesten, stoß- und vibrationsfesten Komponenten eingesetzt.
▌ Eigenschaften der Hartlegierung
(1)Hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Warmhärte.
Hartlegierungen weisen bei Raumtemperatur eine Härte von 86–93 HRC auf, was 69–81 HRC entspricht. Sie behalten ihre hohe Härte bei Temperaturen von 900–1000 °C und verfügen über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit. Im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl ermöglichen Hartlegierungen 4- bis 7-mal höhere Schnittgeschwindigkeiten und eine 5- bis 80-mal längere Lebensdauer. Sie können harte Materialien mit einer Härte von bis zu 50 HRC schneiden.
(2)Hohe Festigkeit und hoher Elastizitätsmodul.
Hartlegierungen haben eine hohe Druckfestigkeit von bis zu 6000 MPa und einen Elastizitätsmodul von (4-7) × 10^5 MPa. Beide Werte sind höher als die von Schnellarbeitsstahl. Die Biegefestigkeit ist jedoch vergleichsweise geringer und liegt typischerweise zwischen 1000 und 3000 MPa.
(3)Hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit.
Hartlegierungen weisen im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, Säuren und Laugen auf und neigen weniger zur Oxidation.
(4)Niedriger linearer Ausdehnungskoeffizient.
Aufgrund ihres niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten behält die Hartlegierung während des Betriebs ihre Form und Abmessungen stabil.
(5)Geformte Produkte erfordern keine zusätzliche Bearbeitung oder Nachschleifen.
Aufgrund ihrer hohen Härte und Sprödigkeit wird Hartmetall nach der pulvermetallurgischen Formgebung und dem Sintern nicht weiter bearbeitet oder nachgeschliffen. Ist eine Nachbearbeitung erforderlich, kommen Verfahren wie Funkenerosion, Drahtschneiden, elektrolytisches Schleifen oder spezielles Schleifen mit Schleifscheiben zum Einsatz. Hartmetallprodukte mit spezifischen Abmessungen werden üblicherweise zur Verwendung auf Werkzeugkörper oder Formträger gelötet, geklebt oder mechanisch geklemmt.
▌ Gängige Arten von Hartlegierungen
Gängige Hartlegierungen werden anhand ihrer Zusammensetzung und Leistungsmerkmale in drei Kategorien eingeteilt: Wolfram-Kobalt-, Wolfram-Titan-Kobalt- und Wolfram-Titan-Tantal-Legierungen (Niob). Am häufigsten werden Wolfram-Kobalt- und Wolfram-Titan-Kobalt-Hartlegierungen in der Produktion eingesetzt.
(1)Wolfram-Kobalt-Hartlegierung:
Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC) und Kobalt. Die Güteklasse wird durch den Code „YG“ gekennzeichnet, gefolgt vom prozentualen Kobaltgehalt. Beispielsweise bezeichnet YG6 eine Wolfram-Kobalt-Hartlegierung mit 6 % Kobaltgehalt und 94 % Wolframkarbidgehalt.
(2)Wolfram-Titan-Kobalt-Hartlegierung:
Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC) und Kobalt. Die Güteklasse wird durch den Code „YT“ gekennzeichnet, gefolgt vom prozentualen Titankarbidgehalt. Beispielsweise bezeichnet YT15 eine Wolfram-Titan-Kobalt-Hartlegierung mit 15 % Titankarbidgehalt.
(3)Hartlegierung aus Wolfram-Titan-Tantal (Niob):
Diese Art von Hartlegierung wird auch als Universalhartlegierung oder vielseitige Hartlegierung bezeichnet. Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC), Tantalkarbid (TaC) oder Niobkarbid (NbC) sowie Kobalt. Die Güteklasse wird durch den Code „YW“ (die Initialen von „Ying“ und „Wan“, was auf Chinesisch „hart“ und „universal“ bedeutet) gekennzeichnet, gefolgt von einer Ziffer.
▌ Anwendungen von Hartlegierungen
(1)Schneidwerkzeugmaterialien:
Hartmetalle werden häufig zur Herstellung von Schneidwerkzeugen verwendet, darunter Drehwerkzeuge, Fräser, Hobelmesser, Bohrer usw. Wolfram-Kobalt-Hartmetalle eignen sich für die Kurzspanbearbeitung von Eisen- und Nichteisenmetallen wie Gusseisen, Messingguss und Holzwerkstoffen. Wolfram-Titan-Kobalt-Hartmetalle eignen sich für die Langspanbearbeitung von Stahl und anderen Eisenmetallen. Legierungen mit höherem Kobaltgehalt eignen sich für die Schruppbearbeitung, während Legierungen mit niedrigerem Kobaltgehalt für die Schlichtbearbeitung geeignet sind. Universal-Hartmetalle haben eine deutlich längere Standzeit bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie Edelstahl.
(2)Formmaterialien:
Hartlegierungen werden häufig als Material für Kaltziehwerkzeuge, Kaltstanzwerkzeuge, Kaltfließpresswerkzeuge und Kaltstauchwerkzeuge verwendet.
Kaltstauchwerkzeuge aus Hartlegierungen unterliegen bei Schlag- oder starken Schlageinwirkungen einem hohen Verschleiß. Die wichtigsten erforderlichen Eigenschaften sind gute Schlagzähigkeit, Bruchzähigkeit, Dauerfestigkeit, Biegefestigkeit und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit. Typischerweise werden Legierungen mit mittlerem bis hohem Kobaltgehalt und mittlerer bis grober Körnung gewählt. Gängige Güten sind beispielsweise YG15C.
Bei Hartlegierungen besteht grundsätzlich ein Kompromiss zwischen Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit führt zu einer Verringerung der Zähigkeit, während eine Steigerung der Zähigkeit zwangsläufig zu einer Verringerung der Zähigkeit führt.
Wenn die ausgewählte Marke im Gebrauch leicht frühzeitig Risse und Beschädigungen aufweist, ist es ratsam, eine Marke mit höherer Zähigkeit zu wählen. Wenn die ausgewählte Marke im Gebrauch leicht frühzeitig Verschleiß und Beschädigungen aufweist, ist es ratsam, eine Marke mit höherer Härte und besserer Verschleißfestigkeit zu wählen. Die folgenden Qualitäten: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C von links nach rechts. Die Härte ist reduziert, die Verschleißfestigkeit ist reduziert, die Zähigkeit ist verbessert; Im Gegenteil, das Gegenteil ist der Fall.
(3) Messwerkzeuge und Verschleißteile
Wolframkarbid wird für abrasive Oberflächeneinlagen und Teile von Messwerkzeugen, Präzisionslager von Schleifmaschinen, Führungen und Führungsstangen von spitzenlosen Schleifmaschinen sowie verschleißfeste Teile wie Drehspitzen verwendet.
Beitragszeit: 02.08.2023
