Warum ist Wolframcarbid ein ideales Werkzeugmaterial?

Wolframkarbid ist das am weitesten verbreitete Werkzeugmaterial für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM), das durch Pulvermetallurgie hergestellt wird und aus harten Karbidpartikeln (normalerweise Wolframkarbid-WC) und einer weicheren Metallbindung besteht. Komposition. Derzeit gibt es Hunderte von Wolframkarbiden auf WC-Basis mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, von denen die meisten Kobalt (Co) als Bindemittel verwenden. Nickel (Ni) und Chrom (Cr) sind ebenfalls häufig verwendete Bindeelemente, und andere Zusätze können hinzugefügt werden. Einige Legierungselemente.

Warum gibt es so viele Hartmetallsorten? Wie wählen Werkzeughersteller den richtigen Schneidstoff für einen bestimmten Zerspanungsprozess aus? Um diese Fragen zu beantworten, lassen Sie uns zunächst die verschiedenen Eigenschaften verstehen, die Wolframcarbid zu einem idealen Werkzeugmaterial machen.  

Was ist Wolframcarbid – die Einheit von Härte und Zähigkeit

 WC-Co-Wolframcarbid hat einen einzigartigen Vorteil sowohl in der Härte als auch in der Zähigkeit. Wolframcarbid (WC) selbst hat eine sehr hohe Härte (jenseits von Korund oder Aluminiumoxid) und seine Härte nimmt selten ab, wenn die Betriebstemperatur zunimmt. Es mangelt ihm jedoch an ausreichender Zähigkeit, was eine wesentliche Eigenschaft für Schneidwerkzeuge ist. Um die hohe Härte von Wolframcarbid zu nutzen und seine Zähigkeit zu verbessern, werden Metallbinder verwendet, um Wolframcarbid zu binden, sodass das Material eine Härte aufweist, die die von Schnellarbeitsstahl weit übertrifft, und gleichzeitig den meisten Schneidprozessen standhält. Schnittkraft. Darüber hinaus kann es den hohen Temperaturen beim Schneiden standhalten, die durch Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erzeugt werden.

    Heutzutage sind fast alle Werkzeuge und Einsätze von WC-Co beschichtet, sodass die Rolle des Matrixmaterials weniger wichtig zu sein scheint. Tatsächlich ist es jedoch der hohe Elastizitätsmodul des WC-Co-Materials (das Maß für die Steifigkeit, der Raumtemperaturmodul von WC-Co ist etwa dreimal so hoch wie der von Schnellarbeitsstahl), der ein nicht verformbares Substrat für das liefert Glasur. Die WC-Co-Matrix sorgt auch für die erforderliche Zähigkeit. Diese Eigenschaften sind grundlegende Eigenschaften von WC-Co-Materialien, können aber auch bei der Herstellung von Wolframcarbidpulvern auf die Materialzusammensetzung und Mikrostruktur zugeschnitten werden. Daher hängt die Eignung der Werkzeugleistung für einen bestimmten Prozess in hohem Maße vom anfänglichen Fräsprozess ab.    

Was ist der Fräsprozess für Hartmetall?

    Das Wolframcarbidpulver wird durch Aufkohlen des Wolfram(W)-Pulvers erhalten. Die Eigenschaften des Wolframcarbidpulvers, insbesondere seine Partikelgröße, hängen hauptsächlich von der Partikelgröße des rohen Wolframpulvers und der Temperatur und Zeit der Aufkohlung ab. Die chemische Kontrolle ist ebenfalls kritisch, und der Kohlenstoffgehalt muss konstant gehalten werden (in der Nähe des theoretischen Gewichtsverhältnisses von 6,131 TP2T). Um die Partikelgröße durch einen anschließenden Prozess zu kontrollieren, kann vor der Aufkohlungsbehandlung eine kleine Menge Vanadium und/oder Chrom zugesetzt werden. Unterschiedliche nachgelagerte Prozessbedingungen und unterschiedliche Endverarbeitungsanwendungen erfordern eine Kombination aus spezifischer Wolframcarbid-Partikelgröße, Kohlenstoffgehalt, Vanadiumgehalt und Chromgehalt, und Variationen dieser Kombinationen können eine Vielzahl unterschiedlicher Wolframcarbidpulver erzeugen.

    Wenn das Wolframcarbidpulver mit einer Metallbindung gemischt und gemahlen wird, um eine bestimmte Qualität von Wolframcarbidpulver herzustellen, können verschiedene Kombinationen verwendet werden. Der am häufigsten verwendete Kobaltgehalt beträgt 3% bis 25% nach Gewicht, und Nickel und Chrom sind erforderlich, um die Korrosionsbeständigkeit des Werkzeugs zu erhöhen. Zusätzlich kann der Metallverbund durch Zugabe weiterer Legierungsbestandteile weiter verbessert werden. Beispielsweise kann die Zugabe von Niob zu WC-Co-Wolframcarbid die Zähigkeit deutlich verbessern, ohne seine Härte zu verringern. Eine Erhöhung der Bindermenge kann auch die Zähigkeit des Wolframcarbids erhöhen, verringert jedoch dessen Härte.

    Die Verringerung der Größe der Wolframkarbidpartikel kann die Härte des Materials erhöhen, aber beim Sinterprozess muss die Partikelgröße des Wolframkarbids unverändert bleiben. Zum Zeitpunkt des Sinterns werden die Wolframcarbidpartikel kombiniert und wachsen durch den Prozess der Auflösung und Wiederausfällung. Im eigentlichen Sinterprozess wird die Metallbindung in einen flüssigen Zustand gebracht, um ein vollständig dichtes Material zu bilden (als Flüssigphasensintern bezeichnet). Die Wachstumsrate der Wolframkarbidpartikel kann durch Zugabe anderer Übergangsmetallkarbide einschließlich Vanadiumkarbid (VC), Chromkarbid (Cr3C2), Titankarbid (TiC), Tantalkarbid (TaC) und Niobkarbid (NbC) gesteuert werden. Diese Metallkarbide werden üblicherweise während des Mischens und Mahlens des Wolframkarbidpulvers zusammen mit dem Metallbindemittel zugegeben, obwohl Vanadiumkarbid und Chromkarbid auch gebildet werden können, wenn das Wolframkarbidpulver aufgekohlt wird.

    Sorten von Wolframcarbidpulver können auch aus recycelten Vollcarbidmaterialien hergestellt werden. Das Recycling und die Wiederverwendung von gebrauchtem Wolframcarbid hat eine lange Geschichte in der Wolframcarbidindustrie und ist ein wichtiger Bestandteil der gesamten Wirtschaftskette der Branche, da es dazu beiträgt, Materialkosten zu senken, natürliche Ressourcen zu schonen und Abfallstoffe zu vermeiden. Schädliche Entsorgung. Abfall-Wolframcarbid kann im Allgemeinen durch das APT-Verfahren (Ammoniumparawolframat), das Zinkrückgewinnungsverfahren oder durch Pulverisierung wiederverwendet werden. Diese „recycelten“ Wolframcarbidpulver haben im Allgemeinen eine bessere, vorhersagbare Verdichtung, da ihre Oberfläche kleiner ist als Wolframcarbidpulver, das direkt aus dem Wolframaufkohlungsprozess hergestellt wird.

    Die Verarbeitungsbedingungen für das Mischen von Wolframcarbidpulver mit einer Metallbindung sind ebenfalls kritische Prozessparameter. Die beiden gebräuchlichsten Mahltechniken sind das Kugelmahlen und das Ultrafeinmahlen. Beide Verfahren ermöglichen eine gleichmäßige Durchmischung des gemahlenen Pulvers und eine Reduzierung der Partikelgröße. Damit das zu pressende Werkstück eine ausreichende Festigkeit hat, um die Form des Werkstücks beizubehalten, und um es dem Bediener oder Roboter zu ermöglichen, das Werkstück für den Betrieb aufzunehmen, ist es normalerweise notwendig, während des Fräsens ein organisches Bindemittel hinzuzufügen. Die chemische Zusammensetzung eines solchen Bindemittels kann die Dichte und Festigkeit des gepressten Werkstücks beeinflussen. Um den Vorgang zu erleichtern, ist es vorzuziehen, ein hochfestes Bindemittel hinzuzufügen, aber dies führt zu einer geringeren Pressdichte und kann einen harten Block verursachen, was zu Fehlern im Endprodukt führt.

    Nachdem das Mahlen abgeschlossen ist, wird das Pulver typischerweise sprühgetrocknet, um eine freifließende Masse zu erzeugen, die durch das organische Bindemittel agglomeriert wird. Durch Anpassung der Zusammensetzung des organischen Bindemittels können Fließfähigkeit und Ladungsdichte dieser Agglomerate bedarfsgerecht angepasst werden. Durch Aussieben gröberer oder feinerer Partikel kann die Partikelgrößenverteilung der Agglomerate weiter angepasst werden, um eine gute Fließfähigkeit beim Einbringen in den Formhohlraum sicherzustellen.

Was ist das Herstellungsverfahren von Wolframkarbid-Werkstücken?

   Hartmetallwerkstücke können durch eine Vielzahl von Verfahren geformt werden. Abhängig von der Größe des Werkstücks, dem Grad der Formkomplexität und der Produktionslosgröße werden die meisten Schneideinsätze mit einer starren Ober- und Unterdruckform geformt. Um die Konsistenz von Gewicht und Größe des Werkstücks bei jeder Presse aufrechtzuerhalten, muss sichergestellt werden, dass die Pulvermenge (Masse und Volumen), die in die Kavität fließt, genau gleich ist. Die Fließfähigkeit des Pulvers wird hauptsächlich durch die Größenverteilung der Agglomerate und die Eigenschaften des organischen Binders gesteuert. Ein geformtes Werkstück (oder „Rohling“) kann geformt werden, indem ein Formdruck von 10–80 ksi (Kilopounds per Square Foot) auf das in den Hohlraum geladene Pulver ausgeübt wird.

    Selbst bei extrem hohen Formdrücken werden die harten Wolframcarbidpartikel nicht verformt oder gebrochen, und das organische Bindemittel wird in den Spalt zwischen den Wolframcarbidpartikeln gepresst, wodurch es dazu dient, die Partikelposition zu fixieren. Je höher der Druck, desto fester die Bindung der Hartmetallpartikel und desto größer die Verdichtungsdichte des Werkstücks. Die Formeigenschaften des abgestuften Wolframcarbidpulvers können in Abhängigkeit von der Menge des Metallbindemittels, der Größe und Form der Wolframcarbidteilchen, dem Ausmaß, in dem die Agglomerate gebildet werden, und der Zusammensetzung und Menge des organischen Bindemittels variieren. Um quantitative Informationen über die Presseigenschaften der Sorte Wolframcarbidpulver bereitzustellen, wird es normalerweise vom Pulverhersteller entwickelt, um die Entsprechung zwischen der Pressdichte und dem Pressdruck herzustellen. Diese Informationen stellen sicher, dass das gelieferte Pulver dem Formprozess des Werkzeugmachers entspricht.

    Große Hartmetallwerkstücke oder Hartmetallwerkstücke mit hohen Aspektverhältnissen (wie Schaftfräser und Bohrerschäfte) werden typischerweise hergestellt, indem das Wolframkarbidpulver gleichmäßig in einen flexiblen Beutel gepresst wird. Obwohl der Produktionszyklus beim Ausgleichspressverfahren länger ist als beim Formpressverfahren, sind die Herstellungskosten des Werkzeugs geringer, sodass das Verfahren besser für die Kleinserienfertigung geeignet ist.

    Bei diesem Verfahren wird das Pulver in einen Beutel gefüllt und die Öffnung des Beutels verschlossen, dann der mit dem Pulver gefüllte Beutel in eine Kammer gelegt und ein Druck von 30–60 ksi durch eine hydraulische Vorrichtung zum Pressen ausgeübt. Gepresste Werkstücke werden typischerweise vor dem Sintern auf bestimmte Geometrien bearbeitet. Die Größe des Beutels wird erhöht, um das Schrumpfen des Werkstücks während des Verdichtungsprozesses auszugleichen und um ausreichend Platz für den Schleifprozess zu schaffen. Da das Werkstück nach dem Pressformen bearbeitet wird, sind die Anforderungen an die Konsistenz der Charge nicht so streng wie beim Formverfahren, aber es ist dennoch wünschenswert sicherzustellen, dass die Pulvermenge pro Charge gleich ist. Wenn die Fülldichte des Pulvers zu gering ist, kann das in den Beutel geladene Pulver unzureichend sein, was zu einer kleinen Werkstückgröße führt und verschrottet werden muss. Wenn die Ladedichte des Pulvers zu groß ist, ist das in den Beutel geladene Pulver zu groß und das Werkstück muss bearbeitet werden, um nach dem Pressformen mehr Pulver zu entfernen. Obwohl überschüssiges Pulver und verschrottete Teile recycelt werden können, verringert dies die Produktivität.

    Hartmetallwerkstücke können auch durch Strangpressen oder Spritzgießen geformt werden. Das Extrusionsverfahren ist besser geeignet für die Massenproduktion von achsensymmetrisch geformten Werkstücken, während das Spritzgussverfahren üblicherweise für die Massenproduktion von komplex geformten Werkstücken verwendet wird. Bei beiden Formverfahren wird die Qualität des Wolframcarbidpulvers in einem organischen Bindemittel suspendiert, das der Wolframcarbidmischung Gleichmäßigkeit wie Zahnpasta verleiht. Die Mischung wird dann entweder durch ein Loch extrudiert oder in einen Formhohlraum geformt. Die Eigenschaften der Sorte Wolframcarbidpulver bestimmen das optimale Verhältnis von Pulver zu Bindemittel in der Mischung und haben einen wichtigen Einfluss auf den Fluss der Mischung durch die Extrusionsöffnung oder in den Formhohlraum.

    Nachdem das Werkstück durch Formen, Ausgleichspressen, Strangpressen oder Spritzgießen geformt wurde, muss das organische Bindemittel vor dem abschließenden Sinterschritt aus dem Werkstück entfernt werden. Durch das Sintern werden die Poren im Werkstück entfernt, wodurch es vollständig (oder im Wesentlichen) dicht wird. Zum Zeitpunkt des Sinterns wird die Metallbindung in dem pressgeformten Werkstück flüssig, aber das Werkstück kann seine Form unter der kombinierten Wirkung von Kapillarkraft und Partikelkontakt beibehalten.

    Nach dem Sintern bleibt die Geometrie des Werkstücks gleich, aber die Größe schrumpft. Um nach dem Sintern die erforderliche Werkstückgröße zu erhalten, muss die Schwindungsrate bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden. Bei der Auslegung der Wolframcarbid-Pulverqualität, die zur Herstellung jedes Werkzeugs verwendet wird, muss sichergestellt werden, dass es beim Pressen unter dem entsprechenden Druck die richtige Schrumpfung aufweist.

    In fast allen Fällen wird das gesinterte Werkstück auch als Hartmetallrohling muss nachgesintert werden. Die grundlegendste Behandlung für Schneidwerkzeuge ist das Schärfen der Schneidkante. Viele Werkzeuge erfordern nach dem Sintern ein Schleifen und Geometrie ihrer Geometrie. Einige Werkzeuge erfordern ein Schleifen der Ober- und Unterseite; andere erfordern ein Umfangsschleifen (mit oder ohne Schärfen der Schneidkante). Alle beim Schleifen anfallenden Hartmetall-Verschleißteile können wiederverwertet werden.

Wie bereitet man die Werkstückbeschichtung aus Wolframkarbid vor?

    In vielen Fällen muss das fertige Teil beschichtet werden. Die Beschichtung sorgt für Gleitfähigkeit und erhöhte Härte und stellt eine Diffusionsbarriere für das Substrat bereit, die eine Oxidation verhindert, wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Die Wolframkarbidmatrix ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit der Beschichtung. Zusätzlich zu den Haupteigenschaften des kundenspezifischen Matrixpulvers können die Oberflächeneigenschaften des Substrats durch chemische Auswahl und Modifikation des Sinterprozesses maßgeschneidert werden. Durch die Migration von Kobalt kann mehr Kobalt in der äußersten Schicht der Klingenoberfläche in der Dicke von 20–30 &mgr;m relativ zum Rest des Werkstücks angereichert werden, wodurch der Oberflächenschicht des Substrats eine bessere Zähigkeit verliehen wird, so dass es hat einen starken Widerstand gegen Verformung.

    Werkzeughersteller können aufgrund ihrer eigenen Herstellungsverfahren (wie Entparaffinierungsverfahren, Aufheizgeschwindigkeiten, Sinterzeiten, Temperaturen und Aufkohlungsspannungen) besondere Anforderungen an die verwendeten Hartmetallpulversorten stellen. Einige Werkzeughersteller können Werkstücke in Vakuumöfen sintern, während andere Sinteröfen mit heißisostatischem Pressen (HIP) verwenden (die das Werkstück gegen Ende des Prozesszyklus unter Druck setzen, um Rückstände zu beseitigen). Pore). Das im Vakuumofen gesinterte Werkstück muss gegebenenfalls auch einem heißisostatischen Pressverfahren unterzogen werden, um die Werkstückdichte zu erhöhen. Einige Werkzeughersteller verwenden möglicherweise höhere Vakuumsintertemperaturen, um die Sinterdichte von Mischungen mit geringerem Kobaltgehalt zu erhöhen, aber dieser Ansatz kann die Mikrostruktur grob machen. Um eine feine Korngröße beizubehalten, kann ein Pulver mit einer kleineren Wolframcarbid-Teilchengröße verwendet werden. Um der spezifischen Produktionsausrüstung zu entsprechen, stellen die Entparaffinierungsbedingungen und die Aufkohlungsspannung auch unterschiedliche Anforderungen an den Kohlenstoffgehalt des Wolframcarbidpulvers.

    All diese Faktoren haben einen entscheidenden Einfluss auf die Mikrostruktur und die Materialeigenschaften des gesinterten Hartmetallwerkzeugs. Daher ist eine enge Kommunikation zwischen dem Werkzeughersteller und dem Pulverlieferanten erforderlich, um sicherzustellen, dass es gemäß dem Werkzeug hergestellt wird. Kundenspezifischer Produktionsprozess Wolframcarbidpulver in benutzerdefinierter Qualität. Daher ist es nicht verwunderlich, dass es Hunderte verschiedener Hartmetallsorten gibt. Beispielsweise produziert ATI Alldyne mehr als 600 verschiedene Pulverqualitäten, von denen jede speziell für den beabsichtigten Benutzer und die spezifische Verwendung entwickelt wurde.

Was ist die Klassifizierungsmethode für Hartmetallsorten?

  Die Kombination verschiedener Arten von Wolframcarbidpulver, Mischungszusammensetzung und Metallbindemittelgehalt, Art und Menge von Kornwachstumsinhibitoren usw. bilden eine Vielzahl von Carbidqualitäten. Diese Parameter bestimmen die Mikrostruktur und die Eigenschaften des Wolframcarbids. Bestimmte spezifische Leistungskombinationen sind zur ersten Wahl für spezifische Verarbeitungsanwendungen geworden, wodurch es möglich wird, mehrere Hartmetallsorten zu klassifizieren.

    Die beiden am häufigsten verwendeten Klassifizierungssysteme für die Hartmetallbearbeitung für Bearbeitungszwecke sind das C-Sortensystem und das ISO-Sortensystem. Obwohl keines dieser Systeme die Materialeigenschaften, die die Wahl der Hartmetallsorten beeinflussen, vollständig widerspiegelt, bieten sie einen Ausgangspunkt für Diskussionen. Für jede Taxonomie haben viele Hersteller ihre eigenen speziellen Sorten, was zu einer großen Vielfalt an Hartmetallsorten führt.

    Hartmetallsorten können auch nach ihrer Zusammensetzung klassifiziert werden. Wolframcarbid (WC)-Sorten können in drei Grundtypen unterteilt werden: einfach, mikrokristallin und legiert. Einfache Qualitäten bestehen hauptsächlich aus Wolframcarbid- und Kobaltbindern, können aber auch geringe Mengen an Kornwachstumsinhibitoren enthalten. Die mikrokristalline Sorte besteht aus Wolframcarbid und einem Kobaltbindemittel, dem einige Tausendstel Vanadiumcarbid (VC) und/oder Chromcarbid (Cr3C2) zugesetzt werden, und ihre Korngröße kann weniger als 1 μm betragen. Die Legierungssorte besteht aus Wolframkarbid und einem Kobaltbinder, der mehrere Prozent Titankarbid (TiC), Tantalkarbid (TaC) und Niobkarbid (NbC) enthält. Diese Zusätze werden wegen ihrer Sinterung auch als kubische Karbide bezeichnet. Die resultierende Mikrostruktur weist eine ungleichmäßige Dreiphasenstruktur auf.

    (1) Einfache Hartmetallsorte

    Solche Sorten für die Metallzerspanung enthalten typischerweise 3%-12% Kobalt (nach Gewicht). Die Größe der Wolframcarbidkörner liegt üblicherweise im Bereich von 1–8 μm. Wie bei anderen Sorten erhöht die Verringerung der Partikelgröße von Wolframcarbid seine Härte und Biegebruchfestigkeit (TRS), verringert jedoch seine Zähigkeit. Die Härte einfacher Güten liegt in der Regel zwischen HRA 89-93,5; die Querbruchfestigkeit liegt üblicherweise zwischen 175-350 ksi. Solche Pulverqualitäten können eine große Menge an recycelten Rohstoffen enthalten.

    Einfache Noten lassen sich im C-Notensystem in C1-C4 einteilen und im ISO-Notensystem in die K-, N-, S- und H-Notenreihen einteilen. Einfache Sorten mit mittleren Eigenschaften können als allgemeine Sorten (z. B. C2 oder K20) zum Drehen, Fräsen, Hobeln und Bohren klassifiziert werden; Güten mit kleineren Körnungen oder geringerem Kobaltgehalt und höherer Härte können verwendet werden Als Schlichtgüte eingestuft (z. B. C4 oder K01); Güten mit größeren Korngrößen oder höherem Kobaltgehalt und besserer Zähigkeit können als grobe Güten (z. B. C1 oder K30) eingestuft werden.

    Werkzeuge aus einfachen Sorten können zum Schneiden von Gusseisen, Edelstahl der Serien 200 und 300, Aluminium und anderen Nichteisenmetallen, Superlegierungen und gehärtetem Stahl verwendet werden. Diese Güten können auch in nichtmetallischen Schneidanwendungen (z. B. Gesteins- und geologische Bohrwerkzeuge) mit Korngrößen von 1,5 bis 10 μm (oder größer) und Kobaltgehalten von 6% bis 16% verwendet werden. Eine weitere nichtmetallische Zerspanungsart einfacher Hartmetallsorten ist die Herstellung von Formen und Stempeln. Diese Qualitäten haben typischerweise eine mittlere Korngröße mit einem Kobaltgehalt von 16%-30%.

    (2) Mikrokristalline Hartmetallsorte

    Solche Qualitäten enthalten normalerweise 6%-15%-Kobalt. Beim Flüssigphasensintern kann das zugesetzte Vanadiumcarbid und/oder Chromcarbid das Kornwachstum steuern, wodurch eine feine Kornstruktur mit einer Teilchengröße von weniger als 1 &mgr;m erhalten wird. Diese feinkörnige Sorte hat eine sehr hohe Härte und eine Biegebruchfestigkeit von 500 ksi oder mehr. Die Kombination aus hoher Festigkeit und ausreichender Zähigkeit ermöglicht diesen Werkzeugsorten einen größeren positiven Spanwinkel, wodurch die Schnittkräfte reduziert und dünnere Späne erzeugt werden, indem Metall geschnitten und nicht geschoben wird.

    Durch die strenge Qualitätskennzeichnung verschiedener Rohmaterialien bei der Herstellung von Wolframkarbidpulversorten und eine strenge Kontrolle der Sinterprozessbedingungen ist es möglich, die Bildung ungewöhnlich großer Körner in der Mikrostruktur des Materials zu verhindern. Materialeigenschaften. Um die Korngröße klein und gleichmäßig zu halten, kann das recycelte Pulver nur verwendet werden, wenn die Rohstoffe und der Rückgewinnungsprozess vollständig kontrolliert werden und umfangreiche Qualitätsprüfungen durchgeführt werden.

    Mikrokristalline Sorten können nach der M-Sortenreihe im ISO-Sortensystem eingeteilt werden. Darüber hinaus sind die anderen Klassifizierungsmethoden im C-Notensystem und im ISO-Notensystem dieselben wie bei den einfachen Noten. Mikrokristalline Sorten können zur Herstellung von Werkzeugen zum Schneiden weicherer Werkstückmaterialien verwendet werden, da die Oberfläche des Werkzeugs sehr glatt bearbeitet werden kann und eine extrem scharfe Schneidkante behält.

    Mikrokristalline Sorten können auch zur Bearbeitung von Superlegierungen auf Nickelbasis verwendet werden, da sie Schneidtemperaturen von bis zu 1200 °C standhalten. Bei der Bearbeitung von hochwarmfesten Legierungen und anderen Sonderwerkstoffen können durch den Einsatz von Werkzeugen in Mikrokornqualität und einfachen Werkzeugen mit Emaille gleichzeitig deren Verschleißfestigkeit, Verformungsbeständigkeit und Zähigkeit verbessert werden. Mikrokristalline Güten eignen sich auch zur Herstellung von Rotationswerkzeugen (wie Bohrern), die Scherspannungen erzeugen. Eine Bohrerart besteht aus einer Wolframcarbid-Verbundwerkstoffsorte. Der spezifische Kobaltgehalt des Materials in dem spezifischen Teil desselben Bits ist unterschiedlich, sodass die Härte und Zähigkeit des Bohrers entsprechend den Verarbeitungsanforderungen optimiert werden.

    (3) Hartmetallsorte vom Legierungstyp

    Diese Sorten werden hauptsächlich zum Schneiden von Stahlteilen verwendet, die typischerweise einen Kobaltgehalt von 5%-10% und einen Korngrößenbereich von 0,8-2 μm aufweisen. Durch die Zugabe von 4% zu 25% Titancarbid (TiC) kann die Neigung von Wolframcarbid (WC), an die Oberfläche des Stahlschrotts zu diffundieren, verringert werden. Werkzeugstärke, Kraterverschleißfestigkeit und Thermoschockbeständigkeit können verbessert werden, indem nicht mehr als 25% Tantalcarbid (TaC) und Niobcarbid (NbC) hinzugefügt werden. Die Zugabe solcher kubischer Carbide erhöht auch die Rötung des Werkzeugs, was dazu beiträgt, eine thermische Verformung des Werkzeugs während des Hochleistungsschneidens oder einer anderen Bearbeitung zu vermeiden, bei der die Schneidkante hohe Temperaturen erzeugen kann. Außerdem kann Titankarbid während des Sinterns Keimbildungsstellen bereitstellen, wodurch die Gleichmäßigkeit der kubischen Karbidverteilung im Werkstück verbessert wird.

    Im Allgemeinen haben Hartmetallsorten vom Legierungstyp einen Härtebereich von HRA91–94 und eine Biegebruchfestigkeit von 150–300 ksi. Verglichen mit dem einfachen Typ hat die Verschleißfestigkeit des Legierungstyps eine schlechte Verschleißfestigkeit und geringe Festigkeit, aber seine Bindungsverschleißfestigkeit ist besser. Legierungssorten können im C-Sortensystem in C5-C8 unterteilt werden und können im ISO-Sortensystem nach den P- und M-Sortenreihen klassifiziert werden. Legierungssorten mit mittleren Eigenschaften können als allgemeine Sorten (z. B. C6 oder P30) zum Drehen, Gewindebohren, Hobeln und Fräsen klassifiziert werden. Die härtesten Sorten können als feine Sorten (z. B. C8 und P01) zum Schlichten und Bohren klassifiziert werden. Diese Güten haben typischerweise eine kleinere Korngröße und einen geringeren Kobaltgehalt, um die gewünschte Härte und Verschleißfestigkeit zu erreichen. Ähnliche Materialeigenschaften können jedoch durch Zugabe von mehr kubischen Carbiden erzielt werden. Die belastbarsten Klassen können als grobe Klassen (z. B. C5 oder P50) eingestuft werden. Diese Qualitäten haben typischerweise eine mittlere Partikelgröße und einen hohen Kobaltgehalt, und die Menge an zugesetztem kubischem Carbid ist ebenfalls gering, um die gewünschte Zähigkeit durch Hemmung der Rissausbreitung zu erreichen. Beim unterbrochenen Drehen kann die Schnittleistung weiter verbessert werden, indem die kobaltreiche Sorte mit einem höheren Kobaltgehalt auf der Oberfläche der Schneide verwendet wird.

    Legierungssorten mit niedrigem Titankarbidgehalt werden zur Bearbeitung von Edelstahl und Temperguss verwendet, können aber auch zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen (z. B. Superlegierungen auf Nickelbasis) verwendet werden. Diese Qualitäten haben typischerweise eine Korngröße von weniger als 1 μm und einen Kobaltgehalt von 8% bis 12%. Sorten mit höherer Härte (z. B. M10) können zum Drehen von Temperguss verwendet werden; Sorten mit besserer Zähigkeit (z. B. M40) können zum Fräsen und Hobeln von Stahl oder zum Drehen von Edelstahl oder Superlegierungen verwendet werden.

    Legierte Hartmetallsorten können auch für nichtmetallische Schneidanwendungen verwendet werden, hauptsächlich für die Herstellung von verschleißfesten Teilen. Diese Qualitäten haben typischerweise eine Partikelgröße von 1,2–2 μm und einen Kobaltgehalt von 7%–10%. Bei der Herstellung dieser Güten wird in der Regel ein hoher Anteil an Recyclingmaterial zugesetzt, was zu einer höheren Wirtschaftlichkeit beim Einsatz von Verschleißteilen führt. Verschleißteile erfordern eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Härte. Diese Qualitäten können durch Zugabe von Nickel und Chromcarbid bei der Herstellung solcher Qualitäten erhalten werden.

    Um den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen der Werkzeughersteller gerecht zu werden, ist Hartmetallpulver ein Schlüsselelement. Pulver, die für die Verarbeitungsgeräte und Prozessparameter von Werkzeugherstellern entwickelt wurden, gewährleisten die Leistung des fertigen Teils und führen zu Hunderten von Hartmetallsorten. Die Wiederverwertbarkeit von Hartmetallmaterialien und die Möglichkeit, direkt mit Pulverlieferanten zusammenzuarbeiten, ermöglichen es Werkzeugherstellern, ihre Produktqualität und Materialkosten effektiv zu kontrollieren.

Wir widmen uns dem hochwertigen Schneidwerkzeug aus Hartmetall und helfen Ihnen, besser zu drehen, zu fräsen und zu bohren, um die Kosteneffizienz zu erhöhen.

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