YG6-Karbid

I. Definition und Klassifizierung von YG6-Karbid

YG6 Karbid ist ein Wolfram-Kobalt Hartmetallist eine der chinesischen Standard-Hartmetallsorten und relativ weit verbreitet. Sie wird aus Wolframkarbid (WC) und Kobalt (Co) durch ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt, mit einer typischen Zusammensetzung von 94% WC und 6% Co. Die Dichte beträgt etwa 14,6-15,0 g/cm³, und die Härte erreicht 89,5-92 HRA. Die Korngröße liegt typischerweise im Bereich von 0,8-1,2 μm, was sie in die Kategorie der mittelkörnigen Legierungen einordnet. Sie kombiniert hohe Festigkeit mit mäßiger Zähigkeit und bietet hohe Verschleißfestigkeit, Biegefestigkeit (≥145 MPa) und Hochtemperaturstabilität.

II. Physikalische und mechanische Eigenschaften

1. grundlegende physikalische Parameter

Dichte: 14,6-15,0 g/cm³, deutlich höher als die von gewöhnlichem Stahl (7,85 g/cm³). Diese hohe Dichte gewährleistet Stabilität beim Hochgeschwindigkeitsschneiden. Schmelzpunkt: etwa 2870°C (WC-Phase). Der Schmelzpunkt von Kobalt liegt bei 1495°C, aber die Legierung behält ihre strukturelle Integrität bei 1280°C.

Koeffizient der thermischen Ausdehnung: 4.9×10-⁶/°C. Diese geringe thermische Ausdehnung reduziert effektiv die Dimensionsverformung in Hochtemperaturumgebungen.

2. mechanische Eigenschaften

Leistungsparameter	Wertebereich	Test Standard
Härte (HRA)	89.5-92	GB/T 7997-2014
Biegefestigkeit	≥145MPa	ISO 3327:2009
Schlagzähigkeit	2,6J/cm	ASTM B406-22
Druckfestigkeit	4600MPa	GB/T 1041-2008

Experimentelle Daten zeigen, dass YG6 eine stabile Härte und Festigkeit unterhalb von 800°C beibehält und zwischen 800°C und 1000°C einen geringeren Leistungsabfall als 15% aufweist, wodurch es sich für Hochtemperaturanwendungen wie Metallspäne, chemische Pumpenbuchsen und Ölbohrwerkzeuge eignet.

III. Chemische Zusammensetzung und Herstellungsverfahren

1.Komponenten-System
Wolframkarbid (WC): 94% bildet ein hartes Skelett, das Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität bietet.
Kobalt (Co): 6% wirkt als Bindemittel und erhöht die Zähigkeit. Jede Erhöhung des Co-Gehalts um 1% erhöht die Biegefestigkeit um etwa 80 MPa.
Geringfügige Zusatzstoffe: Einige Produkte enthalten ≤0,5% Tantalkarbid (TaC) oder Niobkarbid (NbC), um das Kornwachstum zu hemmen und die thermische Ermüdungsfestigkeit zu verbessern.
2. der Vorbereitungsprozess
Zutaten: Pulver in einem Verhältnis von 94% WC und 6% Co mischen.
Nass mahlen: Alkohol und ein Formgebungsmittel in eine Kugelmühle mit einem Kugel-Lager-Verhältnis von 8:1 geben. 48 Stunden lang auf eine Partikelgröße von D50 = 1,2μm mahlen. Trocknen und Granulieren: Die Dehydratisierung erfolgt bei 120 °C in einem Sprühtrockner, um ein fließfähiges Granulat zu erhalten.
Pressen: Das Pressen erfolgt unter einem Druck von 100 MPa in die gewünschte Form.
Vakuum-Sintern: Durch Erhitzen auf 1420°C für 2 Stunden kann flüssiges Kobalt die Partikelbindung fördern, was nach dem Abkühlen zu einer Dichte von 99% des theoretischen Wertes führt.

IV. Typische Anwendungen

1. schneidende Werkzeuge
Werkzeugherstellung: Für die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen wie gehärtetem Stahl (HRC 45-55) und rostfreiem Stahl, wobei die Werkzeugstandzeit im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl um das 5-8fache erhöht wird.
Geologische Bohrkronen: Beim Bohren von Gesteinsformationen bieten YG6-Bohrer 30% eine höhere Eindringtiefe als herkömmliche Stahlbohrer und weisen eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf.

2. der Formenbau
Kaltprägestempel: Geeignet für das Ziehen von Stahl-/Nichteisenmetalldraht mit einem Durchmesser von <20 mm, mit einer Lebensdauer von über 100.000 Zyklen.
Präzisions-Presswerkzeuge: Zum Formen von Lagerrollen, mit einer Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,4 μm und einer Maßgenauigkeit von ±0,005 mm.

3. Verschleißbeständige Teile
Erdölindustrie: Die YG6-Beschichtung verlängert die Korrosionsbeständigkeit von Pumpenstangenkupplungen um 2-3 Jahre.
Luft- und Raumfahrt: Die Beschichtung von Triebwerksturbinenschaufeln weist im Vergleich zu Nickelbasislegierungen bei 1000°C eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf.

V. Technische Vorteile und Beschränkungen

1. zentrale Vorteile
Hervorragender Verschleißwiderstand: Unter Trockenschnittbedingungen beträgt der Verschleiß der YG6-Werkzeugflanke nur 0,02 mm/1000 m und übertrifft damit YG8 (0,035 mm/1000 m).
Hochtemperaturstabilität: Die Härteerhaltung beträgt ≥90% bei 800°C, wodurch es sich für Hochgeschwindigkeitsschneiden und Trockenbearbeitung eignet.
Korrosionsbeständigkeit: Rostfrei für 72 Stunden in einer 5% NaCl-Salzsprühnebel-Umgebung, wodurch es sich für Anwendungen in der Schiffstechnik eignet.
2. begrenzungen
Hoch Zerbrechlichkeit: Die Schlagzähigkeit (2,6 J/cm²) ist geringer als die von normalem Stahl (30-50 J/cm²), weshalb Stoßbelastungen vermieden werden müssen.
Hohe Bearbeitungskosten: Die Preisschwankungen beim Rohstoff Kobalt wirken sich direkt auf die Kosten aus, und für die Präzisionsbearbeitung sind spezielle Geräte erforderlich. Fazit
YG6-Wolframkarbid erreicht ein ausgewogenes Verhältnis von Härte, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit durch ein optimiertes WC-Co-Verhältnis und eine optimierte Kornsteuerung. Seine weit verbreitete Anwendung bei Schneidwerkzeugen, im Formenbau und bei verschleißfesten Teilen zeigt seinen Kernwert als "Zahn der Industrie". Mit dem Durchbruch in der Feinstkorntechnologie (Korngröße <0,5 μm) werden die Werkstoffe der YG6-Serie in Zukunft eine noch größere Rolle in High-End-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und neuen Energieanlagen spielen.

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