Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Materialwissenschaft wird die Entwicklung und Anwendung von speziellem korrosionsbeständigem Wolframcarbid das Anwendungsspektrum von Wolframcarbid-Schneidplatten weiter ausdehnen. Durch die Zugabe von Legierungselementen, die Optimierung von Wärmebehandlungsverfahren und die Verbesserung von Oberflächenbehandlungstechnologien werden zukünftige Wolframcarbid-Schneidplatten voraussichtlich in einem breiteren Spektrum korrosiver Umgebungen hervorragende Leistungen erbringen und somit zuverlässigere und effizientere Bearbeitungslösungen für verschiedene Branchen bieten.
1. Über Wolframkarbidklingen
Wolframcarbid, auch Hartmetall genannt, ist ein Legierungswerkstoff, der hauptsächlich aus Wolframcarbid besteht und pulvermetallurgisch hergestellt wird. Es zeichnet sich durch hohe Härte und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aus und behält seine Härte selbst bei 500 °C nahezu unverändert bei. Auch bei 1000 °C weist es noch eine hohe Härte auf. Diese außergewöhnlichen Eigenschaften machen Wolframcarbid zu einer hervorragenden Wahl für die Herstellung von Hochleistungsschneidwerkzeugen, die in verschiedenen Bereichen wie Drehmeißeln, Fräsern, Hobelmaschinen, Bohrern und Ausdrehwerkzeugen weit verbreitet sind.
Moderne Wolframcarbid-Klingen bestehen hauptsächlich aus zwei Grundkomponenten: Wolframcarbid und Kobalt. Die Wolframcarbid-Hartphase sorgt für die extreme Härte und Verschleißfestigkeit der Klinge, während die Kobalt-Bindephase dem Material eine gewisse Zähigkeit verleiht. In einer typischen Wolframcarbid-Klingenzusammensetzung machen Wolframcarbid und Kobalt 99 % des Gesamtmaterials aus, andere Metalle 1 %. Diese einzigartige Mikrostruktur verleiht Wolframcarbid-Klingen sowohl eine Härte, die mit Schnellarbeitsstahl nicht erreicht werden kann, als auch eine Verschleißfestigkeit, die die von herkömmlichem Werkzeugstahl deutlich übertrifft. Dadurch nehmen Wolframcarbid-Klingen eine bedeutende Stellung im Bereich der mechanischen Bearbeitung ein.
Dank Fortschritten in der Materialwissenschaft wurden aus der Wolframcarbid-Familie verschiedene Spezialqualitäten entwickelt, darunter Dutzende von Serien wie hochverschleißfestes, hochschlagfestes, hochtemperaturbeständiges, nichtmagnetisches und feinkörniges Wolframcarbid mit ultrafeinen Partikeln. Diese unterschiedlich formulierten Wolframcarbid-Werkstoffe bieten optimierte Lösungen für verschiedene Anwendungsbereiche. So kann beispielsweise korrosionsbeständiges Wolframcarbid, das in chemischen Umgebungen eingesetzt wird, durch die Zugabe von Legierungselementen wie Chrom und Nickel seine Korrosionsbeständigkeit weiter verbessern.
Leistungsvergleich gängiger Schaufelmaterialien
| Materialart | Härte (HRA) | Verschleißfestigkeit | Zähigkeit | Korrosionsbeständigkeit |
| Wolframcarbid Hartmetall | 89-95 | Extrem hoch | Medium | Mittel bis Gut |
| Schnellarbeitsstahl | 80-85 | Medium | Gut | Medium |
| Werkzeugstahl | 70-75 | Medium | Gut | Medium |
| Keramikklingen | 92-95 | Extrem hoch | Niedrig | Exzellent |
Analyse der Korrosionsbeständigkeit von Wolframkarbid-Schneidplatten
1. Korrosionsbeständigkeitsmechanismen und -eigenschaften
Die Korrosionsbeständigkeit von Wolframcarbid-Schneidplatten beruht primär auf ihrer speziellen chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur. Wolframcarbid besteht im Wesentlichen aus Wolframcarbid und Kobalt. Wolframcarbid selbst weist eine hohe chemische Stabilität auf und ist beständig gegen die Erosion durch verschiedene Medien. Die Kobalt-Bindephase bildet zudem bei Raumtemperatur eine schützende Oxidschicht, die den Korrosionsprozess zusätzlich verlangsamt. In der Praxis zeigt Wolframcarbid eine gewisse Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen, Salzwasser und anderen Chemikalien und gewährleistet so eine stabile Leistung in verschiedenen korrosiven Umgebungen.
Untersuchungen zeigen, dass Wolframcarbid in bestimmten Umgebungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist. Beispielsweise beträgt die durchschnittliche Korrosionsrate von reinem Wolfram in Korrosionsversuchen mit flüssigem Aluminium nur etwa 1/14 derjenigen von H13-Stahl, was eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit belegt. Diese überlegene Korrosionsbeständigkeit macht Wolframcarbid zu einer praktikablen Alternative zu herkömmlichem Stahl in der Gießereiindustrie und in Hochtemperatur-Chemikalien. Auch Korrosionsversuche mit Wolframlegierungen hoher Dichte ergaben, dass diese Werkstoffe im Allgemeinen eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen und nach Korrosionsversuchen im Labor sowie nach Expositionsversuchen in natürlicher Umgebung ihre grundlegende Strukturintegrität beibehalten.
2. Oberflächeneigenschaften und Korrosionsverhalten
Die Korrosionsbeständigkeit von Wolframkarbid-Sägeblättern hängt nicht nur vom Material selbst, sondern auch maßgeblich von dessen Oberflächenbeschaffenheit und Nachbearbeitung ab. Die fein geschliffene und polierte Oberfläche eines Wolframkarbid-Sägeblatts bildet eine mikroskopische Schutzschicht, die das Eindringen korrosiver Medien wirksam verhindert. Einige hochwertige Wolframkarbid-Sägeblätter werden zudem mit Oberflächenbeschichtungen (wie TiN, TiCN, DLC usw.) versehen, welche nicht nur die Schneidleistung des Sägeblatts verbessern, sondern auch die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöhen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Korrosionsbeständigkeit von Wolframcarbid nicht absolut ist. Studien zeigen, dass die Binderphase in Wolframlegierungen unter langfristiger Einwirkung natürlicher Umwelteinflüsse eine gewisse Korrosionsneigung aufweist, was potenziell zu einer Verringerung der Materialplastizität führen kann. Dieses Phänomen tritt auch bei herkömmlichem Wolframcarbid mit Kobaltbindemittel auf. In bestimmten korrosiven Umgebungen wie hoher Luftfeuchtigkeit und Salznebel kann die Kobaltphase bevorzugt korrodieren, wodurch die Gesamtleistung der Schaufel beeinträchtigt wird. Daher ist die Auswahl speziell behandelter, korrosionsbeständiger Wolframcarbid-Sorten in Anwendungsbereichen mit hohem Korrosionsrisiko besonders wichtig.
3. Entwicklung und Fortschritte von korrosionsbeständigem Wolframcarbid
Um den Anforderungen in extremen Umgebungen wie der chemischen und maritimen Industrie gerecht zu werden, haben Materialwissenschaftler speziell entwickelte, korrosionsbeständige Wolframcarbid-Varianten entwickelt. Diese fortschrittlichen Wolframcarbide verbessern die chemische Stabilität des Materials deutlich durch die Zugabe von Legierungselementen wie Chrom, Nickel und Molybdän zur herkömmlichen Rezeptur. Beispielsweise reduziert eine patentierte, gegossene Chemiefaserklinge, die beständig gegen Schwefelsäurekorrosion ist, die Sprödigkeit des Wolframcarbids selbst effektiv durch spezielle Härte-, Schmiede- und Wärmeleitöl-Abschreckverfahren und verleiht der Klinge gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäurekorrosion.
| Umgebungstyp | Korrosionsgrad | Hauptkorrosionsform | Leistung |
| Umgebungsluft | Sehr niedrig | Leichte Oxidation | Exzellent |
| Saures Milieu (pH<4) | Mittel bis Hoch | Selektive Korrosion der Bindemittelphase | Erfordert eine besondere Note |
| Alkalisches Milieu (pH > 9) | Niedrig bis mittel | Gleichmäßige Oberflächenkorrosion | Mittelmäßig bis Gut |
| Salzwasser/Meeresumgebung | Medium | Lochfraß, Spaltkorrosion | Erfordert Schutzmaßnahmen |
| Hochtemperatur-Metallschmelze | Niedrig | Grenzflächenreaktion | Exzellent |
Ill: Korrosionsverhalten von Wolframcarbidwerkstoffen in verschiedenen Umgebungen
Umweltverträglichkeitsanalyse: Bedingungen, unter denen Wolframkarbid-Schneidplatten hervorragende Leistungen erbringen
Über Huaxin: Hersteller von Hartmetall-Zerkleinerungsmessern
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Veröffentlichungsdatum: 11. Oktober 2025
