Eine Hartlegierung ist eine Legierung, die hauptsächlich aus einem oder mehreren feuerfesten Karbiden (z. B. Wolframkarbid, Titankarbid usw.) in Pulverform besteht, wobei Metallpulver (z. B. Kobalt, Nickel) als Bindemittel dient.Die Herstellung erfolgt im Pulvermetallurgieverfahren.Hartlegierungen werden hauptsächlich zur Herstellung von Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen und Schneidwerkzeugen für harte und zähe Materialien verwendet.Es wird auch zur Herstellung von Kaltumformwerkzeugen, Präzisionsmessgeräten und hochverschleißfesten Bauteilen eingesetzt, die stoß- und vibrationsbeständig sind.
▌ Eigenschaften von Hartlegierungen
(1)Hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Rothärte.
Hartlegierungen weisen bei Raumtemperatur eine Härte von 86–93 HRA auf, was 69–81 HRC entspricht.Es behält seine hohe Härte bei Temperaturen von 900–1000 °C bei und verfügt über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit.Im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl ermöglicht Hartlegierung eine 4- bis 7-mal höhere Schnittgeschwindigkeit und eine 5- bis 80-mal längere Lebensdauer.Es kann harte Materialien mit einer Härte von bis zu 50 HRC durchtrennen.
(2)Hohe Festigkeit und hoher Elastizitätsmodul.
Hartlegierungen haben eine hohe Druckfestigkeit von bis zu 6000 MPa und einen Elastizitätsmodul im Bereich von (4-7) × 10^5 MPa, beides höher als die von Schnellarbeitsstahl.Allerdings ist seine Biegefestigkeit relativ gering und liegt typischerweise zwischen 1000 und 3000 MPa.
(3)Hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit.
Hartlegierungen weisen im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, Säuren und Laugen auf und sind weniger anfällig für Oxidation.
(4)Niedriger linearer Ausdehnungskoeffizient.
Hartlegierungen behalten aufgrund ihres niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten während des Betriebs eine stabile Form und Abmessungen.
(5)Geformte Produkte erfordern keine zusätzliche Bearbeitung oder Nachschleifen.
Aufgrund ihrer hohen Härte und Sprödigkeit wird die Hartlegierung nach dem pulvermetallurgischen Formen und Sintern nicht weiter zerschnitten oder nachgeschliffen.Wenn eine zusätzliche Bearbeitung erforderlich ist, kommen Methoden wie Funkenerosion, Drahtschneiden, elektrolytisches Schleifen oder Spezialschleifen mit Schleifscheiben zum Einsatz.Typischerweise werden Hartlegierungsprodukte mit bestimmten Abmessungen zur Verwendung auf Werkzeugkörper oder Formbasen gelötet, geklebt oder mechanisch festgeklemmt.
▌ Gängige Arten von Hartlegierungen
Gängige Hartlegierungstypen werden anhand ihrer Zusammensetzung und Leistungsmerkmale in drei Kategorien eingeteilt: Wolfram-Kobalt-, Wolfram-Titan-Kobalt- und Wolfram-Titan-Tantal-Legierungen (Niob).Am häufigsten werden in der Produktion Hartlegierungen aus Wolfram-Kobalt und Wolfram-Titan-Kobalt verwendet.
(1)Wolfram-Kobalt-Hartlegierung:
Die Hauptbestandteile sind Wolframcarbid (WC) und Kobalt.Der Grad wird durch den Code „YG“ gekennzeichnet, gefolgt vom prozentualen Kobaltgehalt.Beispielsweise bezeichnet YG6 eine Wolfram-Kobalt-Hartlegierung mit 6 % Kobaltanteil und 94 % Wolframkarbidanteil.
(2)Wolfram-Titan-Kobalt-Hartlegierung:
Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC) und Kobalt.Die Sorte wird durch den Code „YT“ gekennzeichnet, gefolgt vom prozentualen Anteil des Titankarbidgehalts.Beispielsweise bezeichnet YT15 eine Hartlegierung aus Wolfram-Titan-Kobalt mit 15 % Titankarbidanteil.
(3)Wolfram-Titan-Tantal (Niob) Hartlegierung:
Diese Art von Hartlegierung wird auch als universelle Hartlegierung oder vielseitige Hartlegierung bezeichnet.Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC), Tantalkarbid (TaC) oder Niobkarbid (NbC) und Kobalt.Die Note wird durch den Code „YW“ (die Initialen von „Ying“ und „Wan“, was auf Chinesisch „hart“ und „universal“ bedeutet) angegeben, gefolgt von einer Ziffer.
▌ Anwendungen von Hartlegierungen
(1)Schneidwerkzeugmaterialien:
Hartlegierungen werden häufig bei der Herstellung von Schneidwerkzeugmaterialien verwendet, darunter Drehwerkzeuge, Fräser, Hobelmesser, Bohrer usw. Wolfram-Kobalt-Hartlegierungen eignen sich für die Kurzspanbearbeitung von Eisen- und Nichteisenmetallen wie Gusseisen , Messingguss und Verbundholz.Wolfram-Titan-Kobalt-Hartlegierungen eignen sich für die Langspanbearbeitung von Stahl und anderen Eisenmetallen.Unter den Legierungen eignen sich solche mit höherem Kobaltgehalt für die Grobbearbeitung, während solche mit niedrigerem Kobaltgehalt für die Schlichtbearbeitung geeignet sind.Universelle Hartlegierungen haben eine deutlich längere Standzeit bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie Edelstahl.
(2)Formmaterialien:
Hartlegierungen werden üblicherweise als Material für Kaltziehmatrizen, Kaltprägematrizen, Kaltfließpressmatrizen und Kaltstauchmatrizen verwendet.
Kaltstauchmatrizen aus Hartlegierungen unterliegen einem Verschleiß bei Stößen oder starken Aufprallbedingungen.Die wichtigsten erforderlichen Eigenschaften sind gute Schlagzähigkeit, Bruchzähigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Biegefestigkeit und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit.Typischerweise werden mittlere bis hohe Kobaltgehalte und mittel- bis grobkörnige Legierungen gewählt.Zu den gängigen Sorten gehört YG15C.
Im Allgemeinen gibt es bei harten Legierungsmaterialien einen Kompromiss zwischen Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.Eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit führt zu einer Verringerung der Zähigkeit, während eine Erhöhung der Zähigkeit unweigerlich zu einer Verringerung führt.
Wenn die ausgewählte Marke bei der Verwendung leicht zu frühzeitigen Rissen und Schäden führt, ist es angebracht, eine Marke mit höherer Zähigkeit zu wählen;Wenn es bei der ausgewählten Marke leicht zu frühzeitigem Verschleiß und Beschädigungen kommt, ist es angebracht, eine Marke mit höherer Härte und besserer Verschleißfestigkeit zu wählen.Die folgenden Sorten: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C von links nach rechts, die Härte wird verringert, die Verschleißfestigkeit wird verringert, die Zähigkeit wird verbessert;Im Gegenteil, das Gegenteil ist der Fall.
(3) Messwerkzeuge und verschleißfeste Teile
Wolframcarbid wird für abrasive Oberflächeneinlagen und Teile von Messwerkzeugen, Präzisionslager von Schleifmaschinen, Führungen und Führungsstangen von spitzenlosen Schleifmaschinen sowie verschleißfeste Teile wie Drehspitzen verwendet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.08.2023
