In der modernen Industrie werden Hartmetallwalzen(Wolframkarbidrollen)sind ein wichtiges Material und werden in vielen Bereichen wie Metallwalzen, Gießen und Erzverarbeitung eingesetzt. Seine hervorragende Verschleißfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit machen es in vielen Schwerindustrien unverzichtbar. Bei der Herstellung von Hartmetallwalzen ist Wolframkarbid (WC) eine der Kernkomponenten. Doch ist eine Wolframkarbidwalze gleichwertig mit einer Hartmetallwalze? Diese Frage sorgt in der Branche oft für Diskussionen und Verwirrung.

In diesem Artikel werden die chemischen Eigenschaften von Wolframkarbid, die Definition von Hartmetall, die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Wolframkarbidwalzen und Hartmetallwalzen usw. detailliert analysiert, um die Frage zu beantworten: „Ist eine Wolframkarbidwalze ein Hartmetall?“

Definition und Zusammensetzung von Hartmetall

Hartmetall ist ein hochharter, verschleißfester Werkstoff, der durch die Kombination von metallischen oder nichtmetallischen Elementen und Metallen durch Hochtemperatursintern entsteht. Hartmetall lässt sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Wolfram- und Molybdänlegierungen, wobei Wolframlegierungen am häufigsten verwendet werden. Das Hauptmerkmal von Hartmetall ist seine extrem hohe Härte, die üblicherweise 70–90 HRC (Rockwell-Härte C) erreicht. Es weist eine gute Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schlagfestigkeit und weitere Eigenschaften auf.

Zu den Grundbestandteilen von Hartmetall gehören in der Regel:

● Wolfram (W): Wolfram ist ein Metall mit hoher Dichte und Härte, das häufig zur Herstellung verschleißfester Werkzeuge verwendet wird. Wolfram in Hartmetall wird üblicherweise mit Kohlenstoff zu Wolframkarbidkristallen (WC) kombiniert.

● Kobalt (Co): Kobalt ist ein Bindemittel, das häufig in Hartmetall verwendet wird und die Zähigkeit und Schlagfestigkeit der Legierung verbessern kann. Der Kobaltgehalt in Hartmetall beträgt im Allgemeinen 5 bis 30 %.

● Andere Elemente wie Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Niob (Nb) usw. können ebenfalls als Komponenten von speziellem Hartmetall verwendet werden, um die Hochtemperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit des Materials zu verbessern.

Daher handelt es sich bei Hartmetallwalzen üblicherweise um Walzen aus Wolframlegierungen, insbesondere aus Legierungen, die aus Wolfram und Elementen wie Kobalt und Kohlenstoff bestehen. Unter diesen Legierungen ist Wolframkarbid (WC) die wichtigste Hartphase, und seine Zugabe verbessert die Härte und Verschleißfestigkeit der Legierung erheblich.

Welche Eigenschaften hat Wolframkarbid?

Wolframcarbid (WC) ist eine Verbindung aus Wolfram- und Kohlenstoffelementen mit sehr hoher Härte und chemischer Stabilität. Es liegt üblicherweise in Form feiner Partikel vor, weist eine extrem hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und wird häufig im Werkzeugbau, in Spritzmaterialien, Bohrwerkzeugen und anderen Bereichen eingesetzt.

Die chemische Formel von Wolframcarbid lautet WC. Es wird häufig mit Metallen zu Verbundwerkstoffen kombiniert. Es ist bei Raumtemperatur sehr stabil und hat einen Schmelzpunkt von bis zu 2870 °C. Es ist nach Diamant und kubischem Bornitrid (c-BN) das dritthärteste bekannte Material. Diese extrem hohe Härte macht Wolframcarbid zu einem wichtigen Werkstoff für die Herstellung von Hartmetall.

● Härte und Verschleißfestigkeit: Wolframkarbid weist eine extrem hohe Härte auf, die im Vickers-Härtetest 2000–3000 HV erreichen kann. Daher weist es in Umgebungen mit hoher Reibung eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf. Die Stabilität von Wolframkarbid in verschiedenen Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen ist ebenfalls ein wichtiger Grund für seine breite Anwendung.

● Thermische Stabilität: Wolframkarbid weist eine sehr gute thermische Stabilität bei hohen Temperaturen auf und seine Härte und Struktur bleiben auch bei extrem hohen Betriebstemperaturen stabil.

● Chemische Inertheit: Wolframkarbid ist chemisch inert und korrosionsbeständig in vielen sauren und alkalischen Umgebungen. Dadurch eignet es sich gut für spezielle Industrieumgebungen.

Welche Beziehung besteht zwischen Hartmetallrollen und Wolframkarbidrollen?

Gemäß der obigen Definition von Hartmetall und der Analyse der Eigenschaften von Wolframkarbid besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen Wolframkarbidwalzen und Hartmetallwalzen, sie sind jedoch nicht vollständig gleichwertig. Um die Beziehung zwischen beiden besser zu verstehen, müssen wir die Unterschiede in ihrer Zusammensetzung, ihrem Herstellungsprozess und ihren Anwendungsszenarien genauer untersuchen.

1. Zusammensetzung von Wolframkarbidrollen

Wolframkarbidwalzen sind üblicherweise Walzen mit Wolframkarbid als Hauptbestandteil. Das Kernmaterial von Wolframkarbidwalzen ist Wolframkarbid (WC), das mit Metallelementen wie Kobalt kombiniert werden kann, um die Zähigkeit und die Verarbeitungsleistung zu verbessern. In Wolframkarbidwalzen dient Kobalt üblicherweise als Bindemittel, um die strukturelle Festigkeit und Schlagfestigkeit der Walzen zu erhöhen. Obwohl Wolframkarbid ein wichtiger Bestandteil von Hartmetall ist, sind Wolframkarbidwalzen nicht mit Hartmetallwalzen vergleichbar, da deren Zusammensetzung komplexer ist und neben Wolframkarbid auch andere Metallelemente oder Legierungsbestandteile enthalten kann.

● Hauptbestandteile: Der Hauptbestandteil von Wolframkarbidwalzen ist Wolframkarbid (WC). Manchmal werden Metallelemente wie Kobalt (Co) und Nickel (Ni) hinzugefügt, um die Leistung der Walze zu verbessern. Im Vergleich zu Hartmetallwalzen kann der Kobaltgehalt von Wolframkarbidwalzen relativ niedrig sein, und ihre Zusammensetzung konzentriert sich stärker auf Wolframkarbid.

● Bindemittelzusammensetzung: Hartmetallwalzen verwenden üblicherweise Metalle wie Kobalt oder Nickel als Bindemittel, während die Bindemittelzusammensetzung von Wolframkarbidwalzen je nach den Anforderungen spezifischer Anwendungsszenarien unterschiedliche Metalle umfassen kann. Der Kobaltgehalt in Hartmetallwalzen ist üblicherweise höher, während bei Wolframkarbidwalzen die dominierende Rolle von Wolframkarbid stärker berücksichtigt wird.

2. Unterschiede in den Herstellungsprozessen

Obwohl es Ähnlichkeiten im Herstellungsprozess von Hartmetallrollen und Wolframkarbidrollen gibt, gibt es auch erhebliche Unterschiede.

● Herstellungsverfahren für Hartmetallwalzen: Bei der Herstellung von Hartmetallwalzen werden üblicherweise Wolframpulver, Kobaltpulver und andere Legierungselementpulver in einem bestimmten Verhältnis gemischt. Anschließend werden sie gepresst, gesintert und pulvermetallurgisch veredelt. Die Zusammensetzung von Hartmetallwalzen ist vielfältiger als die von Wolframkarbidwalzen. Zur weiteren Leistungssteigerung werden üblicherweise weitere Legierungselemente wie Molybdän und Tantal hinzugefügt.

● Herstellungsprozess von Wolframkarbidwalzen: Bei der Herstellung von Wolframkarbidwalzen wird besonders auf die Qualitätskontrolle des Wolframkarbids geachtet. Mittels Hochtemperatur-Sintertechnologie werden üblicherweise hochreine Wolframkarbidpartikel mit einer geringen Menge Kobalt oder Nickel zu Wolframkarbidwalzen mit hoher Härte kombiniert. Aufgrund der hohen Härte und Dichte von Wolframkarbid kann der Herstellungsprozess von Wolframkarbidwalzen komplizierter sein. Sintertemperatur und -zeit müssen streng kontrolliert werden, um die Produktqualität zu gewährleisten.

3. Unterschiede in Härte und Leistung

Es gibt gewisse Unterschiede in Härte und Leistung zwischen Hartmetall- und Wolframkarbidwalzen. Wolframkarbid hat eine extrem hohe Härte von 70–90 HRC. Aufgrund der Sprödigkeit von Wolframkarbid selbst sind seine Schlagzähigkeit und Dauerfestigkeit jedoch relativ gering. Daher erfordern die Einsatzszenarien von Wolframkarbidwalzen in der Regel geringere Stoßbelastungen, während Hartmetallwalzen eine bessere Gesamtleistung und höhere Anpassungsfähigkeit aufweisen.

● Härte: Wolframkarbidwalzen haben eine höhere Härte von im Allgemeinen 70–80 HRC und eignen sich daher für Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastverarbeitungen. Hartmetallwalzen haben ebenfalls eine höhere Härte, enthalten jedoch andere Legierungselemente, wodurch der Härtewert höher sein kann (üblicherweise 60–85 HRC) und die Gesamtleistung verbessert wird.

● Verschleißfestigkeit: Aufgrund der extrem hohen Härte von Wolframkarbid weisen Wolframkarbidrollen eine sehr hohe Verschleißfestigkeit auf und können lange Zeit in Umgebungen mit hoher Reibung eingesetzt werden. Die Verschleißfestigkeit von Hartmetallrollen hängt vom Verhältnis von Wolfram, Kobalt und anderen Legierungselementen ab. Die Gesamtverschleißfestigkeit ist möglicherweise etwas geringer als die von Wolframkarbidrollen, die Gesamtleistung ist jedoch ausgewogener.

● Zähigkeit: Im Vergleich zu Wolframkarbidrollen haben Karbidrollen eine bessere Zähigkeit und können stärkeren Stößen und Vibrationen standhalten, sodass sie sich an komplexe Arbeitsbedingungen besser anpassen können.

4. Verschiedene Anwendungsszenarien

Aufgrund der Unterschiede in Zusammensetzung, Härte, Zähigkeit usw. zwischen Hartmetallrollen und Wolframkarbidrollen unterscheiden sich auch ihre Anwendungsszenarien.

● Hartmetallrollen:HartmetallrollenWird üblicherweise in Szenarien eingesetzt, die umfassende Leistung erfordern, wie z. B. beim Walzen von Stahl, Aluminiumlegierungen, bei der Erzverarbeitung und anderen industriellen Anwendungen. Seine gute Zähigkeit und hohe Härte ermöglichen eine gute Leistung unter verschiedenen Arbeitsbedingungen.

● Wolframkarbidwalzen: Wolframkarbidwalzen werden hauptsächlich in Bereichen mit hohen Härteanforderungen eingesetzt, beispielsweise beim hochpräzisen Walzen und bei Verarbeitungsverfahren mit extrem hohen Anforderungen an die Verschleißfestigkeit. Aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit eignen sie sich besonders für Arbeitsumgebungen mit hoher Belastung und hoher Geschwindigkeit.