E Legierungsmaterial, dat aus enger haarder Verbindung vun engem refraktäre Metall an engem Bindemetall duerch e Pulvermetallurgieprozess hiergestallt gëtt. Hartmetall huet eng Rei vun exzellenten Eegeschafte wéi héich Häert, Verschleißbeständegkeet, gutt Festigkeit a Zähegkeet, Hëtztbeständegkeet a Korrosiounsbeständegkeet, besonnesch seng héich Häert a Verschleißbeständegkeet, déi och bei enger Temperatur vu 500 °C grondsätzlech onverännert bleiwen, awer ëmmer nach eng héich Häert bei 1000 ℃ hunn. Hartmetall gëtt wäit verbreet als Werkzeugmaterial benotzt, wéi z. B. Dréiwierkzeug, Fräsmaschinnen, Hobelmaschinnen, Buermaschinnen, Buerwierkzeug, etc., fir Goss, Nichteisenmetaller, Plastik, chemesch Faseren, Graphit, Glas, Steen a gewéinleche Stol, a kann och fir d'Schneid vu schwéier ze veraarbechte Materialien wéi hëtzebeständege Stol, Edelstol, héichmanganhaltege Stol, Werkzeugstol, etc. benotzt ginn. D'Schnëttgeschwindegkeet vun neien Hartmetallwierkzeug ass elo honnertmol sou héich wéi déi vu Kuelestol.
Uwendung vun Zementkarbid
(1) Material fir d'Instrument
Carbid ass déi gréisst Quantitéit u Werkzeugmaterial, aus deem Dréiwierkzeug, Fräsmaschinnen, Hobelmaschinnen, Buermaschinnen, etc. hiergestallt kënne ginn. Dorënner ass Wolfram-Kobaltcarbid gëeegent fir d'Kuerzspaanveraarbechtung vu Eisen- an Nichteisenmetaller an d'Veraarbechtung vun netmetallesche Materialien, wéi Goss, Gossmessing, Bakelit, etc.; Wolfram-Titan-Kobaltcarbid ass gëeegent fir d'laangfristeg Veraarbechtung vu Eisenmetaller wéi Stol. Spanbearbechtung. Ënnert ähnleche Legierungen sinn déi mat méi Kobaltgehalt gëeegent fir d'Groufbearbechtung, an déi mat manner Kobaltgehalt si gëeegent fir d'Veraarbechtung. Allgemeng Zementcarbide hunn eng vill méi laang Bearbechtungsliewensdauer wéi aner Zementcarbide fir schwéier ze bearbechte Materialien wéi Edelstol.
(2) Formmaterial
Zementkarbid gëtt haaptsächlech fir Kaltveraarbechtungsformen wéi Kaltzeichnformen, Kaltstanzformen, Kaltextrusiounsformen a Kaltpierformen benotzt.
Karbid-Kaltschneidformen mussen eng gutt Schlagfestigkeit, Bruchfestigkeit, Middegkeetsfestigkeit, Biegefestigkeit a gutt Verschleißbeständegkeet ënner de verschleißbeständege Betribsbedingunge vun Schlag oder staarkem Schlag hunn. Normalerweis ginn mëttel- a héichkobalthalteg a mëttel- a grobkäreg Legierungsqualitéiten, wéi YG15C, benotzt.
Allgemeng gesinn ass d'Bezéiung tëscht der Verschleißbeständegkeet an der Zähheet vu Hartmetall widderspréchlech: d'Erhéijung vun der Verschleißbeständegkeet féiert zu enger Ofsenkung vun der Zähheet, an d'Erhéijung vun der Zähheet féiert zwangsleefeg zu enger Ofsenkung vun der Verschleißbeständegkeet. Dofir ass et bei der Auswiel vun Legierungsqualitéiten néideg, spezifesch Ufuerderungen no dem Veraarbechtungsobjekt an den Aarbechtsbedingungen ze erfëllen.
Wann déi gewielte Qualitéit ufälleg fir fréi Rëssbildung a Schued während dem Gebrauch ass, soll d'Qualitéit mat méi héijer Zähegkeet ausgewielt ginn; wann déi gewielte Qualitéit ufälleg fir fréi Verschleiung a Schued während dem Gebrauch ass, soll d'Qualitéit mat méi héijer Häert a besserer Verschleißbeständegkeet ausgewielt ginn. Déi folgend Qualitéiten: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Vun lénks no riets hëlt d'Häert of, d'Verschleißbeständegkeet hëlt of an d'Zähegkeet klëmmt; am Géigendeel, d'Géigendeel ass wouer.
(3) Moossinstrumenter a verschleißbeständeg Deeler
Karbid gëtt fir verschleißbeständeg Uewerflächeninslays an Deeler vu Moossinstrumenter, Präzisiounslager vu Schleifmaschinnen, Führungsplacken a Führungsstangen vun zentrlosen Schleifmaschinnen, Deckel vu Dréibanken an aner verschleißbeständeg Deeler benotzt.
Bindemetaller sinn am Allgemengen Metaller aus der Eisengrupp, meeschtens Kobalt an Néckel.
Bei der Fabrikatioun vu Hartmetall läit d'Partikelgréisst vum gewielte Rohmaterialpulver tëscht 1 an 2 Mikrometer, an d'Reinheet ass ganz héich. D'Rohmaterialien ginn no dem virgeschriwwene Zesummesetzungsverhältnis batchéiert, an Alkohol oder aner Medien ginn an enger Naassmiel an enger Naasskugelmille bäigefüügt, fir se komplett ze vermëschen a pulveriséieren. D'Mëschung gëtt gesift. Dann gëtt d'Mëschung granuléiert, gepresst an op eng Temperatur no beim Schmelzpunkt vum Bindemetall (1300-1500 °C) erhëtzt, wouduerch déi gehärte Phas an de Bindemetall eng eutektesch Legierung bilden. Nom Ofkille ginn déi gehärte Phasen am Raster verdeelt, dat aus dem Bindemetall besteet, a si sinn enk matenee verbonnen, fir e fest Ganzt ze bilden. D'Häert vum Hartmetall hänkt vum Inhalt vun der gehärter Phas an der Kärgréisst of, dat heescht, wat méi héich den Inhalt vun der gehärter Phas an de méi feine Kären ass, wat méi grouss d'Häert ass. D'Zähheet vum Hartmetall gëtt vum Bindemetall bestëmmt. Wat méi héich den Inhalt vun der Bindemetall ass, wat méi héich d'Biegefestigkeit ass.
Am Joer 1923 huet de Schlerter aus Däitschland 10% bis 20% Kobalt als Bindemittel an de Wolframkarbidpulver bäigefüügt an eng nei Legierung aus Wolframkarbid a Kobalt erfonnt. D'Häert ass nëmmen no Diamant déi zweetgréisst. Dat éischt Zementkarbid gouf hiergestallt. Beim Schneiden vu Stol mat engem Tool aus dëser Legierung verschleeft sech d'Schneidkant séier, a souguer d'Schneidkant brécht. Am Joer 1929 huet de Schwarzkov an den USA eng gewëssen Quantitéit u Wolframkarbid- a Titankarbidverbindungskarbiden an déi ursprénglech Zesummesetzung bäigefüügt, wat d'Leeschtung vum Tool beim Schneiden vu Stol verbessert huet. Dëst ass eng weider Leeschtung an der Geschicht vun der Entwécklung vu Zementkarbid.
Hartmetall huet eng Rei vun exzellenten Eegeschafte wéi héich Häert, Verschleißbeständegkeet, gutt Festigkeit a Zähegkeet, Hëtztbeständegkeet a Korrosiounsbeständegkeet, besonnesch seng héich Häert a Verschleißbeständegkeet, déi och bei enger Temperatur vu 500 °C grondsätzlech onverännert bleiwen, awer ëmmer nach eng héich Häert bei 1000 ℃ hunn. Hartmetall gëtt wäit verbreet als Werkzeugmaterial benotzt, wéi z. B. Dréiwierkzeug, Fräsmaschinnen, Hobelmaschinnen, Buermaschinnen, Buerwierkzeug, etc., fir Goss, Nichteisenmetaller, Plastik, chemesch Faseren, Graphit, Glas, Steen a gewéinleche Stol, a kann och fir d'Schneid vu schwéier ze veraarbechte Materialien wéi hëtzebeständege Stol, Edelstol, héichmanganhaltege Stol, Werkzeugstol, etc. benotzt ginn. D'Schnëttgeschwindegkeet vun neien Hartmetallwierkzeug ass elo honnertmol sou héich wéi déi vu Kuelestol.
Karbid kann och benotzt ginn fir Gestengsbuerinstrumenter, Biergbauinstrumenter, Buerinstrumenter, Moossinstrumenter, verschleißbeständeg Deeler, Metallschleifmëttel, Zylinderausféierungen, Präzisiounslager, Düsen, Metallformen (wéi Drotzeichnungsformen, Bolzenformen, Mutterformen a verschidde Befestigungsformen) ze maachen, wouduerch déi exzellent Leeschtung vum Hartmetall déi fréier Stolformen no an no ersat huet).
Méi spéit koum och beschichtete Hartmetall eraus. Am Joer 1969 huet Schweden erfollegräich en Titankarbid-beschichtet Tool entwéckelt. D'Basis vum Tool ass Wolfram-Titan-Kobaltkarbid oder Wolfram-Kobaltkarbid. D'Déckt vun der Titankarbidbeschichtung op der Uewerfläch ass nëmmen e puer Mikrometer, awer am Verglach mat Legierungstools vun der selwechter Mark ass d'Liewensdauer ëm d'3-facht verlängert an d'Schnëttgeschwindegkeet ëm 25% bis 50% erhéicht. An den 1970er Joren ass eng véiert Generatioun vu beschichtete Tools fir d'Schneiden vu schwéier ze veraarbechte Materialien opgedaucht.
Wéi gëtt Hartmetall gesintert?
Hartmetall ass e Metallmaterial, dat duerch Pulvermetallurgie vu Hartmetaller a Bindemetaller vun engem oder méi refraktäre Metaller hiergestallt gëtt.
Mgrouss Produktiounslänner
Et gi méi wéi 50 Länner op der Welt, déi Hartmetall produzéieren, mat enger Gesamtproduktioun vun 27.000-28.000 Tonnen. Déi Haaptproduzente sinn d'USA, Russland, Schweden, China, Däitschland, Japan, Groussbritannien, Frankräich, etc. De weltwäite Maart fir Hartmetall ass quasi gesättigt, an de Maartkonkurrenz ass ganz haart. Déi chinesesch Hartmetallindustrie huet Enn vun den 1950er Joren ugefaang Form unzehuelen. Vun den 1960er bis an d'1970er Joren huet sech déi chinesesch Hartmetallindustrie séier entwéckelt. Ufanks vun den 1990er Joren huet China seng Gesamtproduktiounskapazitéit vu Hartmetall 6000 Tonnen erreecht, an déi Gesamtproduktioun vu Hartmetall huet 5000 Tonnen erreecht, nëmmen zweet no Russland an den USA, ass et op der drëtter Plaz weltwäit.
WC-Schneider
①Wolfram- a Kobalt-Zementkarbid
Déi Haaptkomponente sinn Wolframkarbid (WC) a Bindemittel Kobalt (Co).
Seng Qualitéit setzt sech aus "YG" ("hart a Kobalt" op chinesesch Pinyin) an dem Prozentsaz vum duerchschnëttleche Kobaltgehalt zesummen.
Zum Beispill bedeit YG8 den duerchschnëttleche WCo = 8%, an de Rescht ass Wolfram-Kobaltkarbid vu Wolframkarbid.
TIC Messer
②Wolfram-Titan-Kobaltkarbid
Déi Haaptkomponente sinn Wolframkarbid, Titankarbid (TiC) a Kobalt.
Seng Qualitéit setzt sech aus "YT" ("hart, Titan" zwee Buschtawen am chinesesche Pinyin-Prefix) an dem duerchschnëttleche Titancarbidgehalt zesummen.
Zum Beispill bedeit YT15 duerchschnëttleche WTi=15%, an de Rescht ass Wolframcarbid a Wolfram-Titan-Kobaltcarbid mat Kobaltgehalt.
Wolfram Titan Tantal Tool
③Wolfram-Titan-Tantal (Niobium) Zementkarbid
Déi Haaptkomponente sinn Wolframkarbid, Titankarbid, Tantalkarbid (oder Niobkarbid) a Kobalt. Dës Zort vun Hartmetall gëtt och allgemengt Hartmetall oder universellt Hartmetall genannt.
Säi Grad setzt sech zesummen aus "YW" (de chinesesche phonetesche Präfix vun "hard" an "wan") plus eng Sequenznummer, wéi YW1.
Leistungseigenschaften
Hartmetallgeschweißte Asätz
Héich Häert (86～93HRA, gläichwäerteg mat 69～81HRC);
Gutt thermesch Häert (bis zu 900 ~ 1000 ℃, halen 60HRC);
Gudde Abrasiounsbeständegkeet.
Hartmetall-Schneidinstrumenter si 4 bis 7 Mol méi séier wéi Schnellstol, an d'Liewensdauer vun den Instrumenter ass 5 bis 80 Mol méi héich. Fir d'Produktioun vu Formen a Moossinstrumenter ass d'Liewensdauer 20 bis 150 Mol méi héich wéi déi vu Legierungsstol. Si kënnen haart Materialien mat enger Hartdicht vun ongeféier 50HRC schneiden.
Wéi och ëmmer, Hartmetall ass brécheg a kann net veraarbecht ginn, an et ass schwéier integral Tools mat komplexe Formen ze maachen. Dofir ginn dacks Klingen a verschiddene Formen hiergestallt, déi um Toolkierper oder um Formkierper duerch Schweessen, Verbannen, mechanesch Spannung, etc. installéiert ginn.
Spezialgeformte Bar
Sintern
Bei der Sinterformung mat Hartmetall gëtt de Pulver an e Billet gepresst, duerno an de Sinteruewen gefouert, fir op eng bestëmmt Temperatur (Sintertemperatur) ze hëtzen, eng bestëmmt Zäit (Haltzäit) ze halen an dann ofzekillen, fir e Hartmetallmaterial mat den erfuerderlechen Eegeschaften ze kréien.
De Sinterprozess vu Hartmetall kann a véier Grondstufen opgedeelt ginn:
1: An der Phas vum Entfernen vum Formmëttel an dem Virsinteren ännert sech de gesinterte Kierper wéi follegt:
D'Entfernung vum Formstoff, mat der Temperaturanstieg an der ufänglecher Phas vum Sinteren, zersetzt sech de Formstoff graduell oder verdampft, an de gesinterte Kierper gëtt ausgeschloss. Den Typ, d'Quantitéit an de Sinterprozess sinn ënnerschiddlech.
D'Oxiden op der Uewerfläch vum Pulver ginn reduzéiert. Bei der Sintertemperatur kann de Waasserstoff d'Oxiden vu Kobalt a Wolfram reduzéieren. Wann de Formmëttel am Vakuum ewechgeholl a gesintert gëtt, ass d'Kuelestoff-Sauerstoff-Reaktioun net staark. D'Kontaktspannung tëscht de Pulverpartikelen gëtt lues a lues eliminéiert, de Bindungsmetallpulver fänkt un sech ze erhuelen a rekristalliséieren, d'Uewerflächendiffusioun fänkt un opzetrieden, an d'Brikettéierungsstäerkt gëtt verbessert.
2: Festphas-Sinterstufe (800℃–eutektesch Temperatur)
Bei der Temperatur virum Erscheine vun der flësseger Phas ginn, zousätzlech zur Weiderféierung vum Prozess vun der viregter Etapp, d'Festphasreaktioun an d'Diffusioun intensivéiert, de plastesche Floss gëtt verbessert, an de gesinterte Kierper schrumpft däitlech.
3: Sinterstufe an der flësseger Phas (eutektesch Temperatur – Sintertemperatur)
Wann déi flësseg Phas am gesinterte Kierper erschéngt, ass d'Schrumpfung séier ofgeschloss, gefollegt vun enger kristallografescher Transformatioun fir d'Basisstruktur an d'Struktur vun der Legierung ze bilden.
4: Ofkillphase (Sintertemperatur – Raumtemperatur)
An dëser Phas ännert sech d'Struktur an d'Phasenzesummesetzung vun der Legierung mat verschiddene Killbedingungen. Dës Funktioun kann benotzt ginn, fir den Hartmetall ze hëtzen, fir seng physikalesch a mechanesch Eegeschaften ze verbesseren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 11. Abrëll 2022
