Nutzt sich Hartmetall ab?

Hartmetalle verschleißen, obwohl sie als mechanische Teile, Schneidwerkzeuge oder Bergbau- und Bohrwerkzeuge verwendet werden. Bevor wir die Verschleißprobleme von Hartmetall erörtern, ist es wichtig, seine grundlegende Rolle und die Leistungsanforderungen in verschiedenen Anwendungsbereichen zu verstehen. Aufgrund seiner hohen Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit und chemischen Stabilität wird Sinterkarbid häufig in der mechanischen Fertigung, im Werkzeugbau, im Bergbau und bei Ölbohrungen eingesetzt. Doch auch bei diesen Hochleistungswerkstoffen lässt sich Verschleiß nicht völlig vermeiden. In diesem Artikel werden die Verschleißprobleme von Sinterkarbid unter drei Aspekten untersucht: als mechanische Teileals Schneidewerkzeuge und in ihrer Anwendung im Bergbau und bei Ölbohrungen.

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Hartmetall-Verschleißmechanismen

1. Anwendung in mechanischen Teilen

Bei mechanischen Teilen wird Sinterkarbid hauptsächlich durch Reibung abgenutzt. Der Reibungsverschleiß kann in einen durch mechanische Einwirkung und einen durch chemische Reaktionen verursachten Verschleiß unterteilt werden. Der Mechanismus des Reibungsverschleißes von Hartmetall hängt von der Wechselwirkung mit dem Gegenwerkstoff sowie von der Belastung und den Umgebungsbedingungen ab, denen es ausgesetzt ist.

2. Anwendung in Schneidwerkzeugen

Der Verschleiß von Schneidwerkzeugen aus Hartmetall umfasst hauptsächlich abrasiven Verschleiß, adhäsiven Verschleiß, diffusiven Verschleiß und chemischen Verschleiß. Diese Verschleißformen hängen mit der Kontaktintensität der Werkzeugschneide mit dem Werkstück, der Temperatur und den Eigenschaften des Werkstückmaterials zusammen. Abrasiver Verschleiß tritt beispielsweise während des Schneidprozesses auf, wenn harte Punkte die Werkzeugoberfläche zerkratzen, während adhäsiver Verschleiß auf die relative Bewegung mikroskopisch kleiner Partikel auf der Werkzeugoberfläche zurückzuführen ist.

3. Anwendung im Bergbau und bei Ölbohrgeräten

Im Bergbau und bei Ölbohrungen sind Werkzeuge aus Hartmetall extremen Druck- und Verschleißbedingungen ausgesetzt. Der Verschleiß an der Werkzeugoberfläche ist in der Regel auf den Kontakt mit Gestein oder anderen harten Materialien zurückzuführen, einschließlich mikroskopisch kleiner Risse auf der Schneidfläche und Abplatzungen von Schleifpartikeln.

Verhinderung von Hartmetallverschleiß

1. Veränderung der Hartphasenstruktur: Die Verwendung spezieller Formen, Zusammensetzungen und nanokristalliner Strukturen in harten Phasen kann den Verschleiß verringern.
2. Einstellen der Prozessparameter: Der Verschleiß kann durch Anpassung von Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnittwinkel verringert werden.
3. Verwendung von Werkzeugbeschichtungen: Mit Beschichtungen wie Tic, TiN, TiCN und Al2O3-Verbundschichten oder anderen Verbundbeschichtungen lässt sich Verschleiß wirksam verhindern.