Entwicklungsstand korrosionsbest?ndiger Hartmetalle

Mit der rasanten Entwicklung der Industrietechnologie wird der Bedarf der Menschen an Materialien immer gr??er. Die verwendeten Materialien sollten neben einer hohen Festigkeit und H?rte auch eine gute Korrosionsbest?ndigkeit aufweisen. Beispielsweise erfordern die chemische Industrie und der Maschinenbau, dass Materialien eine gute chemische Stabilit?t und starke Korrosionsbest?ndigkeit, aber auch eine hohe Festigkeit und H?rte aufweisen, um den doppelten Auswirkungen von chemischer Korrosion und mechanischem Verschlei? standzuhalten. Obwohl es viele Arten korrosionsbest?ndiger Materialien gibt, ist es aufgrund der umfassenden H?rte-, Festigkeits- und Korrosionsbest?ndigkeitsindizes unerl?sslich, korrosionsbest?ndige Hartmetalle zu untersuchen.

Klassifizierung von korrosionsbest?ndigen Hartmetallen

Korrosionsbest?ndige Hartmetalle wurden seit den 1950er Jahren entwickelt. Entsprechend der unterschiedlichen Hartphasen lassen sich korrosionsbest?ndige Werkstoffe in drei Kategorien einteilen: WC-basiert, Cr3C2-basiert und TiC-basiert. Die in dieser Arbeit untersuchten Hartmetalle bestehen aus We und TiC als Hartphasen.

WC-Hartmetall ist eines der besten Metallschneidewerkzeugmaterialien mit hoher H?rte und ausgezeichneter Verschlei?festigkeit.

Bei superharten Materialien sind der H?rte- und relative Z?higkeitsbereich von Hartmetallen breiter. Die H?rte von Hartmetallen auf WC-Basis betr?gt normalerweise 80-95 HRA, und der Gehalt des Bindemittels betr?gt 6-25%. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Hartmetallen auf WC-Basis ist sehr niedrig und betr?gt etwa 35–601 TP2T des Stahls im Bereich von 20–400 °C. Der W?rmeleitungs-Denier betr?gt etwa 1/2 von Stahl und 1/3 von Kupfer.

Sintercarbid auf Cr3C2-Basis ist zu einem wichtigen Zweig von Sintercarbid mit guter Korrosionsbest?ndigkeit geworden, aber seine Anwendung ist durch seine geringe Festigkeit begrenzt. Durch die Zugabe von Phosphiden, Karbiden und anderen überschüssigen Elementen wird die Biegefestigkeit der Legierung von 600–700 MPa im Anfangsstadium der Entwicklung auf mehr als 100 MPa erh?ht.

Sinterhartmetalle auf Titancarbidbasis, die haupts?chlich aus Titancarbid bestehen und eine hohe H?rte aufweisen, werden haupts?chlich für die Endbearbeitung und Feinstbearbeitung von Stahl verwendet. Aufgrund seiner unzureichenden Z?higkeit wurde es jedoch lange Zeit nicht weit verbreitet verwendet.

Faktoren, die die Korrosionsbest?ndigkeit von Hartmetall beeinflussen

Koh?sionsphase

Die Korrosionsbest?ndigkeit von Hartmetallen h?ngt stark von der Bindungsphase ab. Kobalt ist ein hervorragendes Bindemittel für WC, WC-TiC und Hartmetall. Seit der Erfindung des WC-Co-Hard-Konzepts im Jahr 1926 ist Kobalt das dominierende Bindemittel für Leder.

Kobaltbindung ist das wichtigste Bindemittel in Hartmetall. Dies liegt daran, dass Kobalt als Bindemittel eine gute Benetzbarkeit mit einer harten Phase beim Flüssigphasensintern und eine gute Sinterverdichtung mit einer harten Phase aufweist, so dass das erhaltene Hartmetall ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist, aber die Korrosionsbest?ndigkeit von Kobalt als eine bindende Phase schlecht ist.

Die Korrosionsbest?ndigkeit von Nickel als Binder wurde im Vergleich zu Kobalt stark verbessert, so dass die Verwendung von Nickel anstelle von Kobalt als Binder immer mehr Verbreitung fand. Da Nickel jedoch eine freie Kristallstruktur hat, sind seine mechanischen Eigenschaften denen von Kobalt unterlegen. Die Benetzbarkeit von Nickel gegenüber Kobalt ist schlechter als die von WC, daher sind die mechanischen Eigenschaften der Legierung schlechter. Um dieses Problem zu l?sen, kann die H?rte, Z?higkeit, Festigkeit und Verschlei?festigkeit von Hartgold verbessert werden, indem der Matrix ein quantitatives Additiv hinzugefügt wird.

Harte Phase

Die Hartmetalle k?nnen gem?? der Zusammensetzung der Restphasen enthaltenden Hartmetalle in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:

Wolfram-Kobalt-Legierung

Diese Art von Hartmetall wird oft als unlegiertes reines Wolframkarbid bezeichnet, schneidet Gusseisen oder verschlei?feste Hartmetallklingen. Sie bestehen alle aus feinen polygonalen Wolframcarbidpartikeln, die mit Kobaltmetall verbunden sind. Sie k?nnen aber auch mit Nickel gebondet werden. Diese Art von Hartmetall kann zum Schneiden von Gusseisen, Nichteisenmetallen und Nichteisenmetallen verwendet werden. Metallische Materialien, die jedoch im Allgemeinen nicht zum Schneiden von Stahl verwendet werden, sondern auch für einige nicht schneidende Systeme.

Wolframcarbid-Legierungen

WC ist immer noch der Hauptbestandteil von Karbiden in dieser Art von Hartmetall, und es wird eine gewisse Menge TiC hinzugefügt, das haupts?chlich zum Schneiden von Stahl verwendet wird. Beim Schneiden von Stahl sind reine Hartmetalllegierungen anf?llig für sichelf?rmigen Vertiefungsverschlei? oder Werkzeugoberfl?chenabrieb. Dies liegt nicht an Schneidwerkzeugen und Schneiden unter Hochgeschwindigkeitsschneiden. Die hohe Temperatur tritt an der Grenzfl?che auf, was die Diffusion zwischen Werkzeugen und Werkstücken beschleunigt und die Werkzeuge allm?hlich verschlei?t und schlie?lich eine sichelf?rmige Vertiefung bildet. Die TiC-Zugabe kann die Diffusionsrate effektiv verringern und die Bildung von sichelf?rmigen Vertiefungen verhindern, w?hrend die TiC-Zugabe die thermische H?rte der Legierung verbessern kann.

Titankarbid hat eine Dichte von 4,9 g/cm3, viel niedriger als die Dichte von Wolframkarbid von 15,6 g/cm3. Daher kann die Leichtlegierung durch die Wahl einer WC-TiC-Karbidverbindung als Hartphase erhalten werden.

Au?erdem ist die H?rte der als harte Phase erhaltenen WC-TiC-Legierung h?her als die einer einzelnen WC-Legierung, und die H?rte der WC-TiC-Legierung nimmt mit der Erh?hung des TiC-Gehalts in WC-TiC zu. Die WC-TiC-Mischkristallphase kann jedoch nicht vollst?ndig von der Kobalt- oder Nickel-Bindungsphase benetzt werden, und die Struktur der WC-TiC-Legierung kann nicht vollst?ndig von der Kobalt- oder Nickel-Bindungsphase benetzt werden. Die Biegefestigkeit der Legierung ist nicht so gut wie die von WC als Hartphase.

Titankarbid

Diese Art von Legierung besteht haupts?chlich aus Eisencarbid als Hartphase und hat eine relativ hohe H?rte. Es wird haupts?chlich für die Endbearbeitung und Feinstbearbeitung von Stahl verwendet.

Andere Hartmetalle

umfassen Chromkarbid, Karbid, Titankarbid, Aluminiumoxid-Hartmetall und so weiter. Sie haben ihre eigenen Eigenschaften und entwickeln sich.

N?chste Woche werden wir über andere Faktoren sprechen, die die Korrosionsbest?ndigkeit von Hartmetallen beeinflussen. Willkommen bei Ihrem Abonnement.