Unterschied zwischen Hartmetall und Wolframkarbid

Bei der Erörterung von Hartmetallen im Zusammenhang mit der Werkstoffkunde, insbesondere im Werkzeug- und Formenbau, ist es wichtig, zwischen allgemeinen Hartmetallen und der speziellen Untergruppe, dem Wolframkarbid, zu unterscheiden. Diese Unterscheidung ist aufgrund der einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen von Wolframkarbid im Vergleich zu anderen Karbidarten von entscheidender Bedeutung.

Wolframkarbid

Wolframkarbid (WC) ist eine spezielle Hartmetallsorte, die aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften weit verbreitet ist. Hier sind die wichtigsten Merkmale, die es auszeichnen:

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• Hohe Härte: Wolframkarbid ist extrem hart und erreicht auf der Mohsschen Härteskala einen Wert von 8,5 bis 9, was der Härte von Diamant nahe kommt. Es behält diese Härte auch bei Temperaturen von bis zu 500°C.
• Abnutzungswiderstand: Seine hohe Verschleißfestigkeit macht es ideal für den Einsatz in Schneidwerkzeugen, wo Langlebigkeit und Präzision entscheidend sind.
• Stärke und Zähigkeit: Trotz seiner Härte, Wolframkarbid weist auch eine gute Zähigkeit auf, die für die Widerstandsfähigkeit gegen Bruch unter mechanischer Belastung unerlässlich ist.
• Hitzebeständigkeit: Es behält seine hohe Härte auch bei hohen Temperaturen bei und eignet sich daher für Hochgeschwindigkeitsschneidanwendungen.
• Korrosionsbeständigkeit: Wolframkarbid zeichnet sich auch durch seine Korrosionsbeständigkeit aus, die es für den Einsatz in rauer Umgebung geeignet macht.

Gängige Typen von Wolframkarbid

• Wolfram-Kobalt-Karbide (WC-Co): Sie werden hauptsächlich aus Wolframkarbid (WC) und Kobalt hergestellt. Sie werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften und ihrer Temperaturwechselbeständigkeit häufig verwendet.
• Wolfram-Titan-Kobalt-Karbide (WC-TiC-Co): Diese Variante enthält neben WC und Kobalt auch Titancarbid (TiC), was die Härte und Verschleißfestigkeit weiter erhöht.
• Wolfram-Titan-Tantal (Niob)-Karbide (WC-TiC-TaC/NbC-Co): Zu diesen Karbiden gehören Tantal- oder Niobkarbide, die eine höhere Temperaturbeständigkeit und Härte bieten.

Allgemeine Hartmetalle

Karbide sind im Allgemeinen Verbindungen, die aus Kohlenstoff und einem weniger elektronegativen Element bestehen. Sie werden auf der Grundlage ihrer chemischen Bindungseigenschaften in mehrere Typen eingeteilt:

• Salzartige (ionische) Karbide: Zum Beispiel Kalziumkarbid (CaC2), das mit Wasser reagiert und Acetylengas erzeugt, das beim Schweißen und Schneiden von Metallen verwendet wird.
• Kovalente Karbide: Bemerkenswerte Beispiele sind Siliziumkarbid (SiC) und Borkarbid (B4C), die als extrem harte Materialien in Schleifmitteln und Panzerungen verwendet werden.
• Interstitielle Karbide: Dazu gehören Karbide wie Titankarbid (TiC) und Eisenkarbid (Fe3C), bei denen sich Kohlenstoffatome in die Zwischenräume des Metallgitters einfügen. Sie sind wesentlich für die Härte von Stahl und anderen Legierungen verantwortlich.
• Metallhaltige Karbide: Diese weisen Metall-Metall-Bindungen mit dazwischen eingefügten Kohlenstoffatomen auf, wie z. B. Tantal-Hafnium-Karbid (Ta4HfC5), das für seine außergewöhnliche Hitzebeständigkeit bekannt ist.

Schlussfolgerung

Der Begriff "Karbid" bezieht sich in der Industrie häufig auf Wolframkarbid, da es weit verbreitet ist und hervorragende Eigenschaften aufweist. Aber auch andere Hartmetallsorten spielen in verschiedenen Anwendungen in unterschiedlichen Branchen eine wichtige Rolle. Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Karbiden, insbesondere ihrer Zusammensetzung und Leistungsmerkmale, ist für die Auswahl des richtigen Materials für bestimmte Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Ob für Schneidwerkzeuge, Panzerungen oder Schleifmittel - die Wahl des Hartmetalls kann die Leistung und Haltbarkeit der Produkte, in denen es verwendet wird, erheblich beeinflussen.