{"id":13993,"date":"2020-04-29T08:55:28","date_gmt":"2020-04-29T08:55:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13993"},"modified":"2021-10-11T06:08:04","modified_gmt":"2021-10-11T06:08:04","slug":"present-research-on-main-kinds-of-wc-based-composites","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/aktuelle-forschung-uber-die-hauptarten-von-kompositen-auf-wc-basis\/","title":{"rendered":"Aktuelle Forschung zu den wichtigsten Arten von WC-basierten Verbundwerkstoffen"},"content":{"rendered":"

Hartmetall ist eine Art Hartmetall, das durch Pulvermetallurgie aus der harten Verbindung von feuerfestem Metall und Bindemetall hergestellt wird. Aufgrund seiner guten H\u00e4rte und Festigkeit ist es in vielen Bereichen weit verbreitet. Da die Anforderungen an die Hochtemperaturleistung und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Hartmetallmaterialien immer h\u00f6her werden, ist es schwierig, die Leistungsanforderungen bestehender Hartmetallmaterialien zu erf\u00fcllen. In den letzten 30 Jahren haben viele Wissenschaftler experimentelle Untersuchungen an Verbindungen auf WC-Basis durchgef\u00fchrt und eine Reihe von Forschungsergebnissen erhalten.<\/p>

WC-Metalle<\/strong><\/strong><\/h2>

WC-Co<\/strong><\/strong><\/h3>

Das in Wolframcarbid weit verbreitete zementartige Material ist Kobalt. Das WC Co-System wurde ausf\u00fchrlich untersucht. Durch die Zugabe von CO weist WC eine gute Benetzbarkeit und Haftung auf. Wie in Abbildung 13.2 gezeigt, kann die Zugabe von CO au\u00dferdem die Festigkeit und Z\u00e4higkeit erheblich verbessern.<\/p>

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Abbildung 13.3 R\u00fcckstreuelektronenmikroskopische Aufnahme von WC-Co-Pulver mit Darstellung der \u00e4u\u00dferen Strukturen und der Querschnittsstrukturen: (a), (b) F8; (c), (d) M8; und (E), (f) C8.<\/p>

Er f\u00fchrte eine R\u00fcckstreuelektronenbildgebung von F8-, M8- und C8-Pulvern und ihren polierten Abschnitten durch. Es wurde beobachtet, dass alle Pulver eine typische Kugelform haben. F8-Pulver zeigt eine dichte Anreicherung von feinen Carbiden, w\u00e4hrend M8- und C8-Pulver eine relativ lockere Ansammlungsstruktur mit einigen Poren zeigen. Auf dem polierten Abschnitt zeigen alle Proben ein offensichtliches Streuph\u00e4nomen, und die H\u00e4rte und die Verschlei\u00dffestigkeit sind umgekehrt proportional zum Kobaltgehalt. Die Vickers-H\u00e4rte (HV) variiert zwischen 1500 und 2000 HV30, und die Bruchz\u00e4higkeit liegt zwischen 7 und 15 MPa M1 \/ 2. Diese signifikante \u00c4nderung ist eine Funktion der Carbidzusammensetzung, der Mikrostruktur und der chemischen Reinheit.<\/p>

Im Allgemeinen ist die H\u00e4rte und die Verschlei\u00dffestigkeit umso besser, je kleiner die Partikelgr\u00f6\u00dfe ist. Je h\u00f6her der Volumenanteil von CO ist, desto h\u00f6her ist die Bruchz\u00e4higkeit, aber desto geringer sind die H\u00e4rte und die Verschlei\u00dffestigkeit (Jia et al., 2007). Um eine bessere Leistung zu erzielen, ist es daher unvermeidlich, stattdessen andere zementhaltige Materialien zu verwenden.<\/p>

Andererseits ist es aus den oben genannten Gr\u00fcnden in der Strategie nicht wissenschaftlich und leicht, die Preisentwicklung zu beeinflussen. Dar\u00fcber hinaus ist die Kombination von WC und Co-Staub besorgniserregend, da sie t\u00f6dlicher sind als jeder einzelne Gebrauch.<\/p>

WC-Ni<\/strong><\/strong><\/h3>

Nickel ist billiger und leichter zu bekommen als Kobalt. Es hat eine gute Z\u00e4higkeitseigenschaft. Es kann verwendet werden, um die Korrosions- \/ Oxidationsleistung, die Hochtemperaturfestigkeit und die Verschlei\u00dffestigkeit in rauen Umgebungen zu verbessern. Im Vergleich zur WC Co-Legierung ist die Plastizit\u00e4t des Materials geringer. Da sich Nickel in WC gut l\u00f6st, wird es als Klebstoff f\u00fcr WC-Substrate verwendet, was zu einer starken Bindung zwischen ihnen f\u00fchrt.<\/p>

WC-Ag<\/strong><\/strong><\/h3>

Die Zugabe von Ag macht WC zu einer Art lichtbogenbest\u00e4ndigem Material. Unter der Wirkung von \u00dcberlaststrom wird WC h\u00e4ufig in Schaltvorrichtungen geladen, was auf den bekannten elektrischen Kontaktwiderstand (RC) der letzteren zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Es ist erw\u00e4hnenswert, dass der spezifische Widerstand des WC-Ag-Verbundstoffs mit zunehmendem Ag-Gehalt abnimmt und die H\u00e4rte mit zunehmendem Ag-Gehalt abnimmt, was auf den gro\u00dfen Unterschied zwischen der H\u00e4rte von WC und Ag zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Zus\u00e4tzlich haben die groben WC-K\u00f6rner einen sehr geringen und stabilen Kontaktwiderstand.<\/p>

Abbildung 13.4 zeigt den durchschnittlichen elektrischen Kontaktwiderstand (RC), der vom Schalter erzeugt wird<\/p>

Zyklus 11e50 mit unterschiedlichem Silbergehalt und unterschiedlicher WC-Partikelgr\u00f6\u00dfe, da beobachtet wird, dass RC der meisten Materialien nach 10 Schaltzyklen stabil ist. Der Kontaktwiderstand von Silber liegt in WC mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe von 4 mm zwischen 50 und 55 Gew .-% TP1T (Volumenverh\u00e4ltnis 60% und 64,61 TP1T) und in WC mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe zwischen 55 und 60 Gew .-% TP1T (Volumenverh\u00e4ltnis 64,61 TP1T und 69%) 0,8 und 1,5 mm. Dies bestimmt daher die anf\u00e4ngliche Zusammensetzung der Investition, bei der die Ag-Matrix vollst\u00e4ndig miteinander verbunden ist. Bei festen Bauteilen wurde eine Abnahme des Kontaktwiderstands zwischen 1,5 und 4 mm WC-Partikelgr\u00f6\u00dfe beobachtet, was auch die Permeationsschwelle markiert.<\/p>

WC-Re<\/strong><\/strong><\/h3>
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Wissenschaftler verwenden Wolframcarbid zur Verst\u00e4rkung von Rhenium, um eine bessere Leistung als WC Co zu erzielen, da RE eine hohe Temperaturh\u00e4rte und eine gute Kombination bringen kann<\/p>

Abbildung 13.4: Das Verh\u00e4ltnis des durchschnittlichen elektrischen Kontaktwiderstands bei unterschiedlichem Ag-Gehalt und unterschiedlicher WC-Partikelgr\u00f6\u00dfe zum Kontaktwiderstand des WC-Substrats w\u00e4hrend der Zyklen 11 bis 50 ist co oder Ni. Gem\u00e4\u00df den Mikrostrukturmerkmalen von WC-Coere (20% RE-Gehalt) wird beschrieben, dass WC-Coere in CO zur\u00fcckgehalten werden und weiterhin eine HCP-Struktur bilden, wodurch die H\u00e4rte der Legierung verbessert wird. Die Forscher verst\u00e4rkten auch re in WC Ni und fanden \u00e4hnliche Schlussfolgerungen. Aufgrund seiner h\u00f6chsten H\u00e4rte und doppelten Haltbarkeit von WC Co wird die Legierung zur Herstellung wettbewerbsf\u00e4higer Werkzeugteile verwendet. Beim Kaltpressen von WC- und Re-Pulvern, gefolgt von einem patentierten Hei\u00dfpressverfahren, wurden mehr als 2400 kg \/ mm 2 HV beobachtet (im Vergleich zu 1700 kg \/ mm 2 f\u00fcr WC-Co).<\/p>

WC intermetallics<\/strong><\/h2>

WC-FeAl<\/strong><\/h3>

In den letzten Jahrzehnten haben intermetallische Verbindungen als Keramikklebstoffe die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Eisenaluminid hat eine ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, geringe Toxizit\u00e4t, hohe H\u00e4rte, gute Verschlei\u00dffestigkeit, hohe Temperaturstabilit\u00e4t und gute Benetzbarkeit. Es ist thermodynamisch f\u00fcr WC als Bindemittel geeignet. Die H\u00e4rte und Bruchz\u00e4higkeit von WC FeAl und WC Co sind grunds\u00e4tzlich gleich. Die H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit der WC Co-Legierung sind \u00e4hnlich denen der herk\u00f6mmlichen WC Co-Legierung. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei einer Optimierung der Korngr\u00f6\u00dfe die herk\u00f6mmliche WC Co. ersetzt werden kann. Die Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilungskurve von WC FeAl-Mischpulver, das durch verschiedene Kugelmahl- und \/ oder Trocknungsverfahren hergestellt wurde, ist in Abbildung 13.5 dargestellt. Die drei Kurven in Abbildung 13.5 sind bimodal verteilt. In Abbildung 13.5 entspricht der linke Peak der kleineren Partikelgr\u00f6\u00dfe dem linken Peak eines einzelnen WC-Partikels. Der korrekte Spitzenwert einer gr\u00f6\u00dferen Partikelgr\u00f6\u00dfe entspricht dem Spitzenwert von FeAl-Fragmenten, die einige WC-Partikel enthalten. Wenn sich der richtige Peak bewegt, h\u00e4ngt der linke Peak nicht vom Mahl- und \/ oder Trocknungsprozess ab. Der korrekte Peak des DR-Pulvers (dehydriertes Ethanol als L\u00f6sungsmittel f\u00fcr schnelles Trocknen) verschiebt sich zum entsprechenden Peak der beiden anderen Pulver.<\/p>

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Abbildung 13.5 Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilungen von WC-FeAl-Mischpulvern, die aus verschiedenen Pulververfahren hergestellt wurden.<\/p>

WC-Keramik<\/strong><\/strong><\/h2>

WC-MgO<\/strong><\/strong><\/h3>
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Wc-mgo-Verbundwerkstoffe sind aufgrund der Zugabe von MgO-Partikeln in die WC-Matrix weit verbreitet, was wenig Einfluss auf die H\u00e4rte hat und die Z\u00e4higkeit der Materialien erheblich verbessert. Die H\u00e4rte ist umgekehrt proportional zur Z\u00e4higkeit, aber im Fall dieser Legierung wird die Z\u00e4higkeit erhalten, wenn der H\u00e4rteverlust sehr gering ist. Die Zugabe einer kleinen Menge VC, Cr3C2 und anderer Kornwachstumshemmer zu dem untersuchten Material kann nicht nur das Kornwachstum im Sinterprozess steuern, sondern auch die mechanischen Eigenschaften des Materials verbessern.<\/p>

WC-Al2O3<\/strong><\/strong><\/h3>

Es muss hier erw\u00e4hnt werden, dass Al2O3 aufgrund seiner hervorragenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften als Verst\u00e4rkungsmaterial f\u00fcr WC verwendet wird und umgekehrt.<\/p>

Die Sintertemperatur und die Haltezeit haben erhebliche Auswirkungen auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften des wc-40vol% Al2O3-Verbundwerkstoffs. Mit zunehmender Sintertemperatur und Haltezeit nehmen die relative Dichte und Partikelgr\u00f6\u00dfe zu. Gleichzeitig nehmen die Werte f\u00fcr Hochdruck und Bruchz\u00e4higkeit zuerst zu und dann ab. Die Mikrostruktur des Risspfades zeigt das Vorhandensein von Riss\u00fcberbr\u00fcckung und Rissablenkung. In wc-40vol% Al 2O 3 -Kompositen ist der Hauptz\u00e4higkeitsmechanismus die Erzeugung von sekund\u00e4ren und lateralen Rissen. Eine andere Studie zeigt, dass die HV etwa 20e25gpa betr\u00e4gt und die Bruchz\u00e4higkeit 5e6mpa.m1 \/ 2 betr\u00e4gt.<\/p>

Abbildung 13.6 zeigt den Variationstrend von H\u00e4rte, Bruchz\u00e4higkeit und Querbruchfestigkeit mit Aluminiumoxidgehalt. Es ist zu beachten, dass sich diese Werte stark von den angegebenen Werten unterscheiden (Mao et al., 2015). Reines WC hat die h\u00f6chste H\u00e4rte und die niedrigste Bruchz\u00e4higkeit. Die Zugabe von Al 2 O 3 verbessert die Bruchz\u00e4higkeit, aber die H\u00e4rte von reinem Aluminiumoxid ist geringer als die von reinem WC und die H\u00e4rte von wc-al 2 o 3 -Komposit nimmt ab. Die unterschiedlichen Ergebnisse in Abbildung 13.6 zeigen, dass die mechanischen Eigenschaften nicht nur vom Aluminiumoxidgehalt, sondern auch vom Herstellungsprozess und der Qualit\u00e4t verschiedener Substrate abh\u00e4ngen. <\/p>

WC-Schleifmittel<\/strong><\/strong><\/h2>

WC cBN<\/strong><\/strong><\/h3>

Da CBN eine ausgezeichnete H\u00e4rte, thermische Stabilit\u00e4t und Reaktionsaktivit\u00e4t mit Eisen aufweist, kann die Zugabe von CBN zu WC Co die Verschlei\u00dffestigkeit, H\u00e4rte und mechanischen Eigenschaften des Materials verbessern. Sobald CBN in der WC-Matrix verst\u00e4rkt ist, wird eine starke Haftung erzeugt. Zus\u00e4tzlich kann eine bessere Bruchz\u00e4higkeit durch Rissablenkung oder \u00dcberbr\u00fcckung von CBN-Partikeln erhalten werden. Die beiden Haupthindernisse bei der Zugabe von CBN sind die Umwandlung von CBN in hBN und die starke kovalente Bindung zwischen B und N, was zu einer geringen Sinterf\u00e4higkeit von CBN und Hartmetall f\u00fchrt.<\/p>

WC Diamanten<\/strong><\/strong><\/h3>

WC-Diamant weist eine ausgezeichnete Bruchz\u00e4higkeit, Risswachstumsbest\u00e4ndigkeit und Reflexionsbest\u00e4ndigkeit auf. Dieses Material kann nur unter thermodynamischen Bedingungen hergestellt werden, um zu verhindern, dass Diamant zu Graphit wird. Durch mehr Forschung zur Verbesserung der Leistung dieses Materials k\u00f6nnen wir die enorme Kostenl\u00fccke schlie\u00dfen, die sehr notwendig ist.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cemented carbide is a kind of cemented carbide which is made by powder metallurgy process from the hard compound of refractory metal and bonding metal. Because of its good hardness and strength, it is widely used in many fields. With the requirement of high temperature performance and corrosion resistance of cemented carbide materials getting higher…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":13997,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79,1],"tags":[],"class_list":["post-13993","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly","category-uncategorized"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/\u56fe\u72472-7.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13993","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13993"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13993\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13997"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13993"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13993"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13993"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}