Wolframstahl (Wolframcarbid) besitzt eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Festigkeit und Zähigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Besonders hervorzuheben sind seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit, die selbst bei einer Temperatur von 500 °C praktisch unverändert bleiben und auch bei 1000 °C noch eine hohe Härte aufweisen.

Chinesischer Name: Wolframstahl

Ausländische Bezeichnung: Hartmetall (Alias)

Eigenschaften: Hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Festigkeit und Zähigkeit

Produkte: Rundstab, Wolframstahlplatte

Einführung:

Wolframstahl, auch Hartmetall genannt, ist ein gesinterter Verbundwerkstoff, der mindestens ein Metallcarbid enthält. Wolframcarbid, Kobaltcarbid, Niobcarbid, Titancarbid und Tantalcarbid sind gängige Bestandteile von Wolframstahl. Die Korngröße der Carbidkomponente (oder -phase) liegt typischerweise zwischen 0,2 und 10 Mikrometern, und die Carbidkörner werden durch ein metallisches Bindemittel zusammengehalten. Als Bindemittel dient üblicherweise Kobalt (Co), für spezielle Anwendungen können jedoch auch Nickel (Ni), Eisen (Fe) oder andere Metalle und Legierungen verwendet werden. Die genaue Zusammensetzung der Carbid- und Bindemittelphase wird als „Sorte“ bezeichnet.

Die Klassifizierung von Wolframstahl erfolgt nach ISO-Normen. Diese Klassifizierung basiert auf der Werkstoffart des Werkstücks (z. B. Güteklassen P, M, K, N, S, H). Die Zusammensetzung der Binderphase ist hauptsächlich für die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit ausschlaggebend.

Die Matrix von Wolframstahl besteht aus zwei Komponenten: der Härtungsphase und dem Bindemittel. Als Bindemittel werden üblicherweise Metalle der Eisengruppe, meist Kobalt und Nickel, verwendet. Daher gibt es Wolfram-Kobalt-, Wolfram-Nickel- und Wolfram-Titan-Kobalt-Legierungen.

Bei Stählen mit Wolframanteil, wie z. B. Schnellarbeitsstahl und einigen Warmarbeitsstählen, kann der Wolframgehalt im Stahl die Härte und Hitzebeständigkeit des Stahls deutlich verbessern, die Zähigkeit nimmt jedoch stark ab.

Die Hauptanwendung von Wolframressourcen ist Hartmetall, also Wolframstahl. Hartmetall, auch als die Zähne der modernen Industrie bekannt, findet breite Anwendung in Wolframstahlprodukten.

Zutatenstruktur

Sinterprozess:

Beim Sintern von Wolframstahl wird das Pulver zu einem Block gepresst, dieser dann in den Sinterofen gegeben, auf eine bestimmte Temperatur (Sintertemperatur) erhitzt, eine bestimmte Zeit lang (Haltezeit) auf dieser Temperatur gehalten und anschließend abgekühlt, um so den Wolframstahl mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Vier grundlegende Phasen des Sinterprozesses von Wolframstahl:

1. Im Stadium des Entfernens des Formungsmittels und des Vorsinterns erfährt der Sinterkörper in dieser Phase folgende Veränderungen:

Das Formmittel wird entfernt, da es sich mit steigender Temperatur in der Anfangsphase des Sinterns allmählich zersetzt oder verdampft und der Sinterkörper ausfällt. Art, Menge und Sinterprozess variieren.

Die Oxide auf der Pulveroberfläche werden reduziert. Bei der Sintertemperatur kann Wasserstoff die Oxide von Kobalt und Wolfram reduzieren. Wird das Formungsmittel im Vakuum entfernt und anschließend gesintert, ist die Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktion weniger stark ausgeprägt. Die Kontaktspannungen zwischen den Pulverpartikeln werden allmählich abgebaut, das gebundene Metallpulver beginnt sich zu erholen und zu rekristallisieren, die Oberflächendiffusion setzt ein und die Brikettierfestigkeit verbessert sich.

2. Festphasensinterung (800℃——eutektische Temperatur)

Bei der Temperatur vor dem Auftreten der flüssigen Phase werden neben der Fortsetzung des Prozesses der vorherigen Phase die Festphasenreaktion und die Diffusion intensiviert, die plastische Verformung verstärkt und der Sinterkörper schrumpft deutlich.

3. Flüssigphasensinterphase (eutektische Temperatur – Sintertemperatur)

Wenn im Sinterkörper die flüssige Phase auftritt, ist die Schrumpfung schnell abgeschlossen, gefolgt von einer kristallographischen Umwandlung zur Bildung der Grundstruktur und Struktur der Legierung.

4. Abkühlphase (Sintertemperatur – Raumtemperatur)

In dieser Phase verändern sich die Struktur und die Phasenzusammensetzung von Wolframstahl unter verschiedenen Abkühlbedingungen. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um Wolframstahl durch Wärmebehandlung in Gräben zu härten und so seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

Einführung in die Anwendung

Wolframstahl gehört zu den Hartmetallen und ist auch als Wolfram-Titan-Legierung bekannt. Seine Härte erreicht 89–95 HRA. Daher sind Wolframstahlprodukte (wie z. B. Uhren) zwar verschleißfest, hart und hitzebeständig, aber spröde.

Die Hauptbestandteile von Hartmetall sind Wolframcarbid und Kobalt, die 99 % aller Komponenten ausmachen, und 1 % sind andere Metalle, daher wird es auch Wolframstahl genannt.

Wird häufig in der Hochpräzisionsbearbeitung, für hochpräzise Werkzeugmaterialien, Drehmaschinen, Schlagbohrer, Glasschneider und Fliesenschneider verwendet. Es ist hart und glühbeständig, aber spröde. Es zählt zu den seltenen Metallen.

Wolframstahl (Wolframcarbid) zeichnet sich durch eine Reihe hervorragender Eigenschaften aus, darunter hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Festigkeit und Zähigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Besonders hervorzuheben ist seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit, die selbst bei einer Temperatur von 500 °C nahezu unverändert bleibt und auch bei 1000 °C noch hoch ist. Hartmetall findet breite Anwendung als Werkstoff für Drehmeißel, Fräser, Hobel, Bohrer und Ausdrehwerkzeuge zum Schneiden von Gusseisen, Nichteisenmetallen, Kunststoffen, Chemiefasern, Graphit, Glas, Stein und normalem Stahl. Auch schwer zerspanbare Werkstoffe wie z. B. Hartmetall, Edelstahl, Manganstahl und Werkzeugstahl lassen sich damit bearbeiten. Die Schnittgeschwindigkeit von Hartmetall ist um ein Vielfaches höher als die von Kohlenstoffstahl.

Wolframstahl (Wolframcarbid) kann auch zur Herstellung von Gesteinsbohrwerkzeugen, Bergbauwerkzeugen, Bohrwerkzeugen, Messwerkzeugen, verschleißfesten Teilen, Metallschleifmitteln, Zylinderauskleidungen, Präzisionslagern, Düsen usw. verwendet werden.

Vergleich der Wolframstahlsorten: S1, S2, S3, S4, S5, S25, M1, M2, H3, H2, H1, G1 G2 G5 G6 G7 D30 D40 K05 K10 K20 YG3X YG3 YG4C YG6 YG8 YG10 YG12 YL10.2 YL60 YG15 YG20 YG25 YG28YT5 YT14 YT15 P10 P20 M10 M20 M30 M40 V10 V20 V30 V40 Z01 Z10 Z20 Z30

Wolframstahl, Hartmetallmesser und verschiedene Wolframkarbid-Standardausführungen sind in großer Menge verfügbar, und die Rohlinge sind ab Lager erhältlich.

Materialreihe

Typische Vertreter der Wolframstahl-Werkstoffe sind: Rundstangen, Wolframstahlbleche, Wolframstahlbänder usw.

Formmaterial

Folgeverbundwerkzeuge aus Wolframstahl, Ziehwerkzeuge aus Wolframstahl, Drahtziehwerkzeuge aus Wolframstahl, Warmstrangpresswerkzeuge aus Wolframstahl, Kaltumformwerkzeuge aus Wolframstahl, Stanzwerkzeuge aus Wolframstahl, Kaltstauchwerkzeuge aus Wolframstahl usw.

Bergbauprodukte

Zu den repräsentativen Produkten gehören: Straßenbauzähne aus Wolframstahl, Kanonenmeißel aus Wolframstahl, Bohrmeißel aus Wolframstahl, DTH-Bohrmeißel aus Wolframstahl, Rollenkegelmeißel aus Wolframstahl, Hohlmeißelzähne aus Wolframstahl usw.

Verschleißfestes Material

Wolframstahl-Dichtungsring, verschleißfestes Material aus Wolframstahl, Kolbenmaterial aus Wolframstahl, Führungsschienenmaterial aus Wolframstahl, Düse aus Wolframstahl, Spindelmaterial für Schleifmaschinen aus Wolframstahl usw.

Wolframstahlmaterial

Die wissenschaftliche Bezeichnung für Wolframstahl lautet Wolframstahlprofil; typische Produkte sind: Wolframstahl-Rundstangen, Wolframstahlbänder, Wolframstahlscheiben, Wolframstahlbleche usw.