Wolframkarbid-Kobalt

Wolframcarbid Kobaltkarbid ist ein Verbundwerkstoff mit Wolframkarbid als Hartphase und Kobalt als Bindemittelphase. Je nach Kobaltgehalt wird es in drei Kategorien eingeteilt: mit hohem Kobaltgehalt (20%-30%), mit mittlerem Kobaltgehalt (10%-15%) und mit niedrigem Kobaltgehalt (3%-8%). Typische in China hergestellte Qualitäten sind YG2, YG3, YG3X, YG6, YG8, usw., wobei “YG” für “WC-Co” steht, die Suffixzahl den prozentualen Kobaltgehalt angibt und “X” und “C” für fein- bzw. grobkörnige Strukturen stehen. Dieses Material besitzt eine hohe Härte und Biegefestigkeit und wird häufig für die Herstellung von Schneidwerkzeugen, Matrizen, Kobaltwerkzeugen und verschleißfesten Teilen verwendet. Es findet breite Anwendung im Militär, in der Luft- und Raumfahrt, in der mechanischen Verarbeitung, in der Metallurgie, bei Ölbohrungen, Bergbauwerkzeugen, in der elektronischen Kommunikation, im Bauwesen und in anderen Bereichen. Mit der Entwicklung der nachgelagerten Industrien steigt die Nachfrage nach Hartmetall kontinuierlich an. Darüber hinaus werden die künftige Entwicklung von Hightech-Waffen und -Ausrüstungen, Fortschritte in der Spitzenwissenschaft und -technologie sowie die rasche Entwicklung der Kernenergie die Nachfrage nach hochtechnologischen und qualitativ hochwertigen stabilen Sinterkarbidprodukten erheblich steigern.

I. Einführung von Wolframkarbid-Kobalt:

Die Buchstaben “YG” stehen für “WC-Co”, die Zahl hinter “G” für den Kobaltgehalt, “X” für feinkörniges Gefüge und “C” für grobkörniges Gefüge. Die Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit dieser Art von Cermet nimmt im Allgemeinen mit steigendem Kobaltgehalt zu, während die Härte abnimmt. Die Wolfram-Kobalt-Legierung hat einen hohen Elastizitätsmodul und einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, weshalb sie die am häufigsten verwendete Hartmetallsorte ist.

1. die Härteprüfmethode:

Die Härte von Wolfram-Kobalt-Legierungen wird hauptsächlich mit einem Rockwell-Härteprüfgerät geprüft, das den HRA-Härtewert misst. Das tragbare Rockwell-Härteprüfgerät der Serie PHR ist für die Prüfung der Härte von Wolfram-Kobalt-Legierungen sehr gut geeignet. Das Gerät hat das gleiche Gewicht und die gleiche Genauigkeit wie ein Desktop-Rockwell-Härteprüfgerät und ist sehr bequem zu bedienen und zu tragen.
Wolfram-Kobalt-Legierung ist ein Metall, und Härteprüfung kann die Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften von Wolfram-Kobalt-Legierung Materialien unter verschiedenen chemischen Zusammensetzungen, Mikrostruktur, und Wärmebehandlung Prozesse widerspiegeln. Daher ist die Härteprüfung weit verbreitet in der Inspektion von Wolfram-Kobalt-Legierung Eigenschaften, die Überwachung der Richtigkeit der Wärmebehandlung, und die Forschung von neuen Materialien verwendet.

2.Anwendungen

Wolfram-Kobalt-Legierungen werden als Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von Gusseisen, Nichteisenmetallen, nichtmetallischen Werkstoffen, hitzebeständigen Legierungen, Titanlegierungen und rostfreiem Stahl verwendet. Sie werden auch in Ziehsteinen, verschleißfesten Teilen, Stanzwerkzeugen und Bohrern verwendet.
Diese Legierung, deren Hauptbestandteile Wolfram und Kobalt sind, wird häufig für die Herstellung von Bohrern im Bergbau verwendet. [1] Der Kobaltgehalt liegt normalerweise zwischen 3% und 25%. Je höher der Kobaltgehalt ist, desto besser ist die Zähigkeit der Legierung, aber die Härte und die Verschleißfestigkeit nehmen entsprechend ab; umgekehrt führt ein geringerer Kobaltgehalt zu einer höheren Härte und einer größeren Sprödigkeit. In der Praxis muss ein Gleichgewicht auf der Grundlage der Arbeitsbedingungen gefunden werden. So werden z. B. kobalthaltige Sorten für die Grobbearbeitung bevorzugt, um die Schlagfestigkeit zu erhöhen, während kobaltarme Sorten mit hoher Härte für die Feinbearbeitung bevorzugt werden, um die Oberflächenqualität und die Maßhaltigkeit zu gewährleisten.

II. Physikalische Eigenschaften von Wolframkarbid und Kobalt:

Die Wolframkarbid-Kobalt-Legierung, eine der am häufigsten verwendeten Hartmetallsorten, hat die folgenden wesentlichen physikalischen Eigenschaften:

1. zwingende Gewalt

Die Koerzitivkraft der Wolframkarbid-Kobalt-Legierung ist darauf zurückzuführen, dass die Bindemittelphase des Hartmetalls eine ferromagnetische Substanz ist, die der Legierung einen gewissen Magnetismus verleiht. Die Koerzitivkraft kann zur Kontrolle der Mikrostruktur der Legierung verwendet werden und ist ein interner Kontrollindikator für Wolframstahlhersteller. Die Koerzitivfeldstärke von Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen hängt hauptsächlich vom Kobaltgehalt und dessen Verteilung ab. Sie nimmt mit abnehmendem Kobaltgehalt zu. Wenn der Kobaltgehalt konstant ist, nimmt der Dispersionsgrad der Kobaltphase mit der Verfeinerung der Wolframkarbidkörner zu, so dass die Koerzitivkraft ebenfalls zunimmt. Umgekehrt nimmt die Koerzitivkraft ab. Daher kann die Koerzitivkraft unter denselben Bedingungen als indirekter Parameter zur Messung der Größe der Wolframkarbidkörner in der Legierung verwendet werden: Bei Legierungen mit normalem Gefüge nimmt mit abnehmendem Kohlenstoffgehalt der Wolframgehalt in der Kobaltphase zu, wodurch die Kobaltphase gestärkt wird und die Koerzitivkraft entsprechend steigt. Daher ist die Koerzitivkraft umso größer, je schneller die Abkühlungsgeschwindigkeit während des Sinterns ist.

2. magnetische Sättigung

In einem Magnetfeld nimmt mit der Stärke des angelegten Magnetfeldes auch die magnetische Induktionsstärke der Legierung zu. Wenn die magnetische Feldstärke einen bestimmten Wert erreicht, nimmt die magnetische Induktionsstärke nicht mehr zu, d. h. die Legierung hat die magnetische Sättigung erreicht. Der magnetische Sättigungswert der Legierung hängt nur mit dem Kobaltgehalt der Legierung zusammen, nicht aber mit der Korngröße der Wolframkarbidphase in der Legierung. Daher kann die magnetische Sättigung zur zerstörungsfreien Prüfung der Zusammensetzung von Legierungen oder zur Feststellung des Vorhandenseins einer nichtmagnetischen ηl-Phase in Legierungen mit bekannter Zusammensetzung verwendet werden.

3. elastischer Modul

Aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls von Wolframkarbid haben auch Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen einen hohen Elastizitätsmodul. Der Elastizitätsmodul nimmt mit zunehmendem Kobaltgehalt in der Legierung ab; die Korngröße des Wolframkarbids in der Legierung hat keine signifikante Auswirkung auf den Elastizitätsmodul. Der Elastizitätsmodul der Legierung nimmt mit steigender Betriebstemperatur ab.

4. die Wärmeleitfähigkeit

Um Werkzeugschäden durch Überhitzung während des Einsatzes zu vermeiden, ist es im Allgemeinen wünschenswert, dass die Legierung eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. WC-Co-Legierungen haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, etwa 0,14-0,21 cal/cm-°C-s. Die Wärmeleitfähigkeit hängt im Allgemeinen nur mit dem Kobaltgehalt der Legierung zusammen und nimmt mit abnehmendem Kobaltgehalt zu.

5. der Wärmeausdehnungskoeffizient

Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen steigt mit zunehmendem Kobaltgehalt. Der Ausdehnungskoeffizient der Legierung ist jedoch viel niedriger als der von Stahl, was beim Löten von Legierungswerkzeugen zu erheblichen Schweißspannungen führt. Werden keine Maßnahmen zur langsamen Abkühlung ergriffen, führt dies häufig zu Rissen in der Legierung. Dies ist bei niedrigfesten Legierungen noch ausgeprägter.

6. härte

Die Härte ist ein wichtiger Indikator für die mechanischen Eigenschaften von Sinterkarbid. Mit zunehmendem Kobaltgehalt in der Legierung oder zunehmender Karbidkorngröße nimmt die Härte der Legierung ab. Steigt beispielsweise der Kobaltgehalt von industriellen WC-CO-Legierungen von 2% auf 25%, so sinkt die Härte HRA der Legierung von 93 auf etwa 86. Für jede Erhöhung des Kobaltgehalts um 3% nimmt die Härte der Legierung um etwa 1 Grad ab. Die Verfeinerung der Wolframkarbidkorngröße kann die Härte der Legierung wirksam verbessern.

7. die Biegefestigkeit

Wie die Härte ist auch die Biegefestigkeit eine wichtige Eigenschaft von Hartmetall. Die Faktoren, die die Biegefestigkeit der Legierung beeinflussen, sind zahlreich und komplex. Alle Faktoren, die sich auf die Zusammensetzung, das Gefüge und den Probenzustand der Legierung auswirken, können zu Veränderungen des Biegefestigkeitswertes führen. Im Allgemeinen steigt die Biegefestigkeit der Legierung mit zunehmendem Kobaltgehalt. Sobald der Kobaltgehalt jedoch 25% übersteigt, nimmt die Biegefestigkeit mit steigendem Kobaltgehalt ab. Bei industriell hergestellten WC-Co-Legierungen nimmt die Biegefestigkeit im Bereich von 0-25% Kobaltgehalt mit zunehmendem Kobaltgehalt immer zu. Druckfestigkeit

8.Stärke

Die Druckfestigkeit von Hartmetall ist ein Indikator für seine Fähigkeit, Druckbelastungen standzuhalten. Die Druckfestigkeit von WC-Co-Legierungen nimmt mit zunehmendem Kobaltgehalt ab und steigt mit feinerer Wolframkarbidkorngröße. Daher haben feinkörnige Legierungen mit geringerem Kobaltgehalt eine höhere Druckfestigkeit.

9. die Schlagzähigkeit

Die Kerbschlagzähigkeit ist ein wichtiger technischer Indikator für Bergbau-Legierungen und ist auch von praktischer Bedeutung für Schneidwerkzeuge, die unter anspruchsvollen intermittierenden Schnittbedingungen eingesetzt werden. Die Kerbschlagzähigkeit von WC-Co-Legierungen steigt mit zunehmendem Kobaltgehalt und mit zunehmender Wolframkarbidkorngröße. Daher handelt es sich bei den meisten Bergbau-Legierungen um grobkörnige Legierungen mit höherem Kobaltgehalt, wie YG11C, YG8C, usw.
Natürlich beschränken sich die relevanten physikalischen Eigenschaften von Hartmetallen nicht auf diese Aspekte; auch die Eigenschaften von Materialien mit unterschiedlichen Formulierungen, die für bestimmte Anwendungen ausgewählt wurden, variieren.

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