5 Fragen, die Sie sich vor der Auswahl einer Wolframcarbid-Sorte stellen sollten

Wenn Käufer Langsun Carbide nach dem „Besten“ fragen Wolframcarbid Ich verstehe, was sie vermeiden wollen. Niemand möchte ein Material freigeben, auf die Produktion warten, das Teil einbauen und dann feststellen, dass es viel früher als erwartet verschleißt, reißt, korrodiert oder sich lockert.

Die bittere Wahrheit ist, dass es kein „das eine Beste“ gibt.Wolframcarbid-Qualitätfür jede Anwendung.

Eine Sorte mit sehr hoher Härte kann feinem Abrieb widerstehen, splittert jedoch bei Stößen. Eine zähere Sorte übersteht Stöße, verschleißt aber in einem gleichmäßigen abrasiven Medium schneller. Eine kobaltgebundene Sorte kann in einem mechanisch beanspruchten Bauteil zuverlässig funktionieren, verliert aber in einer ungeeigneten chemischen Umgebung ihr Bindemittel.

Ich habe gelernt, Hartmetallsorten anders zu betrachten:

Eine Note ist kein Qualitätsniveau. Sie ist eine geplante Reaktion auf ein spezifisches Ausfallrisiko.

Dieser Artikel erläutert die fünf Fragen, die sich Ingenieure, Einkäufer und Gerätehersteller vor der Auswahl stellen sollten.Hartmetallsortenfür Buchsen, Dichtungsringe, Düsen, Ventileinsätze, Zentrifugenplatten, Bergbauteile, Schneidwerkzeugrohlinge und andere industrielle Komponenten.

Kurzantwort

Bevor Sie sich für eine Wolframcarbid-Sorte entscheiden, fragen Sie:

1. Gegen welche Art von Schäden soll das Bauteil resistent sein?

2. Welchen Stößen, Vibrationen, Biegungen oder mechanischen Erschütterungen wird es ausgesetzt sein?

3. Welchen Chemikalien, Flüssigkeiten, Temperaturen und Reinigungsbedingungen werden die Teile ausgesetzt sein?

4. Lässt sich die gewählte Güteklasse in der erforderlichen Geometrie sicher herstellen, verbinden und montieren?

5. Welche Belege zeigen, dass die vorgeschlagene Note schlüssig und angemessen ist?

Diese Fragen sind sinnvoller als die bloße Abfrage nach der Sortenbezeichnung, dem Kobaltanteil oder dem Härtewert.

Was ist eine Wolframcarbid-Sorte?

Industrial tungsten Hartmetallkomponenten werden üblicherweise aus Hartmetall hergestellt. Hartmetall ist ein Verbundwerkstoff, der Folgendes enthält:

● Wolframcarbidkörner:die harte Phase, die Verschleißfestigkeit und Steifigkeit bietet

● Ein metallisches Bindemittel:Üblicherweise Kobalt oder Nickel, das die Karbidkörner zusammenhält.

● Mögliche Zusatzstoffe:wird verwendet, um das Kornwachstum, das Korrosionsverhalten oder andere Eigenschaften zu steuern

Die Hartmetallsorte wird durch mehr als eine Variable definiert. Wichtige Variablen sind:

● Binderart

● Bindemittelanteil

● Durchschnittliche Wolframcarbid-Korngröße

● Korngrößenverteilung

● Zusatzstoffe

● Dichte und Restporosität

● Härte

● Festigkeits- und Bruchverhalten

● Fertigungs- und Sinterkontrolle

Aus diesem Grund verhalten sich zwei Werkstoffe mit ähnlicher Gütebezeichnung nicht unbedingt identisch. Bei Langsun Carbide vergleichen wir daher lieber die Zusammensetzung und die geprüften Eigenschaften, anstatt uns allein auf die Gütebezeichnung zu verlassen.

1. Welcher Art von Beschädigung muss das Bauteil widerstehen?

Die erste Frage sollte nicht lauten: „Wie hart sollte das Hartmetall sein?“

Es sollte heißen:

Was genau beschädigt das aktuelle Bauteil?

Unterschiedliche Verschleißmechanismen erfordern unterschiedliche Materialprioritäten.

Abrieb

Abrieb entsteht, wenn harte Partikel an einer Oberfläche entlanggleiten, rollen oder sich dort verhaken. Beispiele hierfür sind Sand, Erz, Katalysatorfeinanteile, Bohrrückstände, Keramikpartikel und Mineralschlämme.

Feinkörnige, härtere Hartmetallsorten kommen häufig zum Einsatz, wenn gleichmäßiger Abrieb vorherrscht und die Stoßbelastung gering ist. Die Härte sollte jedoch nicht erhöht werden, ohne die Gefahr von Ausbrüchen zu prüfen.

Erosion

Erosion tritt auf, wenn Partikel oder Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche treffen. Düsen, Ventileinsätze, MWD-Durchflussregler, Zentrifugenaustragskomponenten und Strömungsbehinderungen für Suspensionen können von Erosion betroffen sein.

Die Erosion wird von der Strömungsgeschwindigkeit, der Partikelrichtung, dem Aufprallwinkel, der Partikelform und lokalen Turbulenzen beeinflusst. Eine Sorte, die bei Gleitabrieb gut funktioniert, liefert möglicherweise nicht dasselbe Ergebnis bei wiederholtem Partikelaufprall.

Fressen und Klebeverschleiß

Fressen entsteht, wenn zwei Oberflächen unter Last aneinander reiben, Material übertragen oder lokal verschweißen. Hartmetall kann dazu beitragen, Fressen in Buchsen, Führungen, Ventilteilen und Gleitbaugruppen zu verhindern.

Bei diesen Anwendungen können Oberflächenbeschaffenheit, Gegenmaterial, Schmierung, Kontaktdruck und Ausrichtung ebenso wichtig sein wie die Härte des Hartmetalls.

Aufprall und Bruch

Einsätze für den Bergbau, Ventilkomponenten, Bohrteile, dünne Kanten und Teile mit unterbrochenem Kontakt können eher durch Rissbildung als durch allmählichen Verschleiß ausfallen.

In solchen Fällen ist maximale Härte möglicherweise nicht das richtige Ziel. Eine höhere Härte, eine robustere Schneidkantenkonstruktion oder ein größerer Auflageradius können eine längere Lebensdauer gewährleisten.

Korrosionsbedingter Verschleiß

In Chemiepumpen, Meerwasser, sauren Schlämmen, Abwasser und einigen Ölfeldflüssigkeiten kann chemischer Angriff das Bindemittel schwächen. Dadurch können abrasive Partikel Karbidkörner leichter abtragen.

Dieser kombinierte Mechanismus mag wie gewöhnlicher Abrieb aussehen, aber eine härtere, kobaltgebundene Sorte löst das Problem möglicherweise nicht.

2. Welchen Stößen, Vibrationen oder mechanischen Erschütterungen wird das Bauteil ausgesetzt sein?

Härte und Zähigkeit hängen zwar zusammen, sind aber nicht die gleiche Eigenschaft.

Härte trägt zur Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer und Durchdringung bei. Zähigkeit beschreibt die Fähigkeit des Materials, Rissen und plötzlichem Bruch zu widerstehen.

Bei herkömmlichen Hartmetallen auf WC-Basis:

● Ein geringerer Bindemittelgehalt und feinere Körner erhöhen im Allgemeinen die Härte.

● Ein höherer Bindemittelgehalt und gröbere Körner erhöhen im Allgemeinen die Zähigkeit.

Diese Beziehung ist ein nützlicher Ausgangspunkt, sollte aber nicht als vollständige Formel betrachtet werden. Additive, Pulverqualität, Korngrößenverteilung, Sinterkontrolle, Geometrie und Defekte beeinflussen die Leistung ebenfalls.

Einfache Neigungsrichtung

Betriebszustand	Allgemeine Benotungsrichtung	Hauptwarnung
Feiner Abrieb bei stabiler Belastung	Feinkörnigeres Korn und ein relativ geringerer Bindemittelanteil können in Betracht gezogen werden.	Ignorieren Sie keine Kantenabsplitterungen oder unerwartete Stöße.
Gemischte Abrieb- und mäßige Stoßbelastung	Ausgewogene Korngröße und Bindemittelgehalt	Eine allgemeine Einstufung erfordert weiterhin eine Anwendungsvalidierung.
Starke Stöße und Vibrationen	Gröberes Korn oder höherer Bindemittelanteil können in Betracht gezogen werden.	Eine höhere Zähigkeit kann die maximale Verschleißfestigkeit verringern.
Dünne oder komplexe Geometrie	Eine höhere Festigkeitsklasse kann das Risiko von Herstellungs- und Betriebsbrüchen verringern.	Geometrie könnte die größte Schwäche bleiben.

3. Welchen Chemikalien, Flüssigkeiten und Temperaturen kommen die Hartmetallpartikel ausgesetzt?

Wolframcarbidkörner sind gegenüber vielen Verschleißarten sehr beständig. Bei feuchter oder chemisch aggressiver Beanspruchung kann jedoch das metallische Bindemittel zum anfälligeren Bestandteil des Materials werden.

Warum die Art des Binders wichtig ist

Gängige Bindemittelsysteme sind:

● WC-Co:Wolframcarbid mit Kobaltbinder

● WC-Ni:Wolframcarbid mit Nickelbinder

● Spezielle korrosionsbeständige Bindemittelsysteme:für spezifische Umgebungen entwickelt

Kobaltgebundene Stahlsorten sind weit verbreitet, da sie eine effektive Kombination aus Verschleißfestigkeit, mechanischer Festigkeit und Zähigkeit bieten.

Nickelgebundene und andere korrosionsbeständige Sorten können in Betracht gezogen werden, wenn die Gefahr eines chemischen Angriffs größer ist.

4. Kann die Güteklasse sicher hergestellt, verbunden und installiert werden?

Eine Güteklasse kann hervorragende Laboreigenschaften aufweisen und dennoch für die Bauteilgeometrie ungeeignet sein.

Aus diesem Grund betrachtet Langsun Carbide die Materialauswahl und die Machbarkeit der Fertigung als eine einzige Entscheidung.

5. Welche Belege zeigen, dass die vorgeschlagene Note schlüssig und angemessen ist?

Käufer erhalten häufig Angebote mit bekannten Bezeichnungen wie YG6, YG8, YG10, YN6 oder YN8. Diese Bezeichnungen können innerhalb des eigenen Bewertungssystems eines Lieferanten nützlich sein, aber der Name allein reicht nicht aus, um die Gleichwertigkeit nachzuweisen.

Für einen verlässlichen Vergleich sollten die tatsächlichen Materialspezifikationen berücksichtigt werden.

Mindestinformationen, die anzufordern sind

● Binderart

● Bindemittelanteil nach Gewicht

● Durchschnittliche Korngröße im WC-Gemisch oder Korngrößenkategorie

● Härte und Prüfskala

● Dichte

● Querbruchfestigkeit, sofern relevant

● Informationen zur Druckfestigkeit, sofern relevant

● Beschreibung der Korrosionsbeständigkeit

● Anwendbare Material- oder Prüfnormen

● Chargenrückverfolgbarkeit

Allgemeine Notenrichtung nach Komponententyp

Die folgende Tabelle enthält die allgemeine Auswahllogik. Es handelt sich nicht um eine universelle Notenspezifikation.

Komponente	Typisches Risiko	Allgemeine Priorität der Besoldungsgruppe
Pumpenbuchse	Abrieb, Reibung, Wellenbewegung, Korrosion und Presspassungsspannung	Ausgewogene Verschleißfestigkeit und Zähigkeit; Bindemittel für die Flüssigkeit ausgewählt
Gleitringdichtung	Oberflächenabnutzung, Hitze, Verlust der Planheit, chemische Einwirkung und Kantenbeschädigung	Stabile Mikrostruktur, geeignetes Bindemittel, ausgezeichnete Oberflächenbeschaffenheit und ausreichende Zähigkeit
Schlamm- oder Strahldüse	Hochgeschwindigkeitserosion und Öffnungsvergrößerung	Hohe Verschleißfestigkeit, aber ausreichende Zähigkeit für Partikelaufprall und Handhabung
Ventileinsätze	Erosion, Kavitation, Stoßbelastung, Druckwechsel und Korrosion	Anwendungsspezifisches Gleichgewicht von Erosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Bindemittelkompatibilität
Zentrifugenkachel	Gleitreibung, Partikelaufprall, Lötspannung und chemische Einwirkung	Verschleißfeste Güteklasse mit ausreichender Zähigkeit und einem kompatiblen Verbindungssystem
Bergbau- oder Bohreinsatz	Aufprall, Kompression, Bruch und abrasiver Gesteinskontakt	Eine robustere Korn- und Bindemittelrichtung ist auf die Härte und Stoßfestigkeit der Formation abgestimmt.
Hartmetallstange oder Schneidwerkzeugrohling	Kantenverschleiß, Schnittwärme, Ausbrüche und Werkzeugdurchbiegung	Korngröße und Bindemittel werden in Abhängigkeit von Werkzeugdurchmesser, Werkstoff und unterbrochenem Schnittverfahren ausgewählt.

Ein fünf Fragen umfassender Ablauf zur Notenauswahl

1. Ermitteln Sie den dominanten Ausfallmechanismus.Ermitteln Sie, ob Abrieb, Erosion, Stoß, Fressen, Korrosion, Hitze oder Bruch die Lebensdauer bestimmen.

2. Ordnen Sie die mechanischen Risiken nach ihrer Priorität.Aufzeichnen von Stößen, Vibrationen, Durchbiegungen, Druckzyklen, Kantenbelastungen und Installationsspannungen.

3. Definieren Sie die vollständige Umgebung.Bitte geben Sie die chemische Zusammensetzung, den pH-Wert, die Temperatur, den Reinigungszyklus, den Feststoffgehalt und die Schmierbedingungen an.

4. Geometrie und Fertigung überprüfen.Prüfen Sie die Wandstärke, Bohrungen, Übergänge, Schleifanforderungen, Fügeverfahren und Maßtoleranzen.

5. Die Materialspezifikation genehmigen.Binder, Korngröße, Härte, Dichte, Festigkeitsdaten, Rückverfolgbarkeit und Validierungsplan bestätigen.

Fünf häufige Fehler bei der Notenwahl

1. Auswahl ausschließlich nach Härte.Härte allein beschreibt weder Zähigkeit noch Korrosionsbeständigkeit oder Bauteilzuverlässigkeit vollständig.

2. Kopieren einer Note aus einer anderen Anwendung.Ähnlich aussehende Teile können unterschiedlichen Belastungen, Chemikalien und Verschleißmechanismen ausgesetzt sein.

3. Die Behandlung von Güteklassen als universell.Vergleichen Sie Zusammensetzung und Eigenschaften, anstatt anzunehmen, dass identische Namen identische Materialien bedeuten.

4. Den Ordner ignorieren.Art und Menge des Bindemittels beeinflussen die Zähigkeit und das Korrosionsverhalten maßgeblich.

5. Geometrie und Fertigung außer Acht lassen.Ein Material, das auf dem Papier ideal aussieht, kann sich im fertigen Bauteil als schwierig zu schleifen, zu verbinden, einzubauen oder zu stützen erweisen.

Jede Wolframcarbid-Sorte stellt einen Kompromiss dar.

Eine höhere Härte kann die Schlagfestigkeit verringern. Ein höherer Bindemittelanteil kann die Zähigkeit verbessern, aber die maximale Verschleißfestigkeit reduzieren. Ein anderer Bindemittelanteil kann das Korrosionsverhalten verbessern, aber auch die mechanischen Eigenschaften und die Fertigung beeinflussen.

Ziel ist es nicht, jeden Kompromiss zu beseitigen. Das ist unmöglich.

Ziel ist es, den Kompromiss zu wählen, der der realen Anwendung entspricht.

Lässt sich die Stoßbelastung nicht vermeiden, sollte der Zähigkeit mehr Gewicht beigemessen werden. Überwiegt feiner Abrieb und ist das Bauteil gut abgestützt, kann die Härte wichtiger sein. Wird das Bindemittel angegriffen, ist Korrosionsbeständigkeit unter Umständen wichtiger als eine geringfügige Erhöhung der Härte. Bei Bauteilen mit dünnen Wänden oder schwierigen Presspassungen können Geometrie und Montagerisiko ausschlaggebend sein.

So geht Langsun Carbide vorWolframcarbid-Sortenauswahl: nicht als Suche nach der höchsten Zahl in einem Datenblatt, sondern als strukturierte Entscheidung zwischen konkurrierenden Risiken.

Häufig gestellte Fragen

Welche Wolframcarbid-Sorte ist die beste?

Es gibt keine allgemein beste Güteklasse. Die richtige Güteklasse hängt vom vorherrschenden Verschleißmechanismus, der Stoßbelastung, der chemischen Umgebung, der Temperatur, der Geometrie, dem Herstellungsverfahren und der geforderten Lebensdauer ab.

Wird Wolframcarbid durch einen höheren Kobaltanteil besser?

Ein höherer Kobaltgehalt erhöht im Allgemeinen die Zähigkeit, verringert aber üblicherweise die Härte und die maximale Abriebfestigkeit. Der optimale Kobaltgehalt hängt vom Verhältnis zwischen Verschleiß- und Bruchrisiko ab.

Führt eine feinere WC-Korngröße immer zu einer besseren Leistung?

Nein. Feinere Körner erhöhen im Allgemeinen die Härte und Verschleißfestigkeit, aber gröbere Körner können bei Anwendungen mit Stoßbelastung oder starker mechanischer Beanspruchung eine bessere Zähigkeit bieten.

Wann sollte WC-Ni anstelle von WC-Co in Betracht gezogen werden?

Bei hohem Risiko durch nasschemische Angriffe kann WC-Ni oder ein anderes korrosionsbeständiges Bindemittelsystem in Betracht gezogen werden. Die vollständige chemische Zusammensetzung, Konzentration, Temperatur und mechanische Belastung müssen jedoch weiterhin geprüft werden.

Author | Allen

Allen ist Internationaler Marketingdirektor bei NINGBO LANGSUN TUNGSTEN CARBIDE CO., LTD. Er verfügt über mehr als 5 Jahre Erfahrung im Bereich industrieller Verschleißteile und Anwendungen von WolframcarbidEr arbeitet mit Kunden in den Bereichen Öl und Gas, Ventil- und Durchflussregelung, Metallverarbeitung, chemische Verarbeitung, Pumpen, Oberflächenbehandlung, Bergbau und Mineralverarbeitung zusammen.

Sein Schwerpunkt liegt darauf, OEMs, Geräteherstellern, Ingenieurbüros und Beschaffungsteams bei der Auswahl zuverlässiger Wolframkarbid-Verschleißteile zu helfen, basierend auf realen Arbeitsbedingungen, Materialeigenschaften, Herstellbarkeit und Qualitätskontrollanforderungen.

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Referenzen

● Hyperion Materials & Technologies, „WC-Co-Sorten von Hartmetall“. Die Quelle erklärt, wie der Bindemittelgehalt und die WC-Korngröße Härte, Zähigkeit, Festigkeit und Verschleißfestigkeit beeinflussen.

● Hyperion Materials & Technologies, „Hartmetallzähigkeit“. Die Quelle erklärt, dass die Zähigkeit im Allgemeinen mit dem Bindemittelgehalt und der WC-Korngröße zunimmt.

● Hyperion Materials & Technologies, „Hartmetallhärte“. Die Quelle erklärt, dass die Härte im Allgemeinen mit abnehmendem Bindemittelgehalt und abnehmender Korngröße zunimmt.

● Hyperion Materials & Technologies, „Korrosionsbeständigkeit von Hartmetall“. Die Quelle beschreibt die Verarmung der Bindemittelphase und das daraus resultierende Karbidgerüst, das an der Materialoberfläche zurückbleibt.

● Hyperion Materials & Technologies, „Hartmetallsorten mit korrosionsbeständigem Bindemittel“. Die Quelle behandelt korrosionsbeständige Bindemittelsysteme und den Zusammenhang zwischen Bindemittelangriff und Kornablösung.

● CERATIZIT, „Hartmetall“. Die Quelle erklärt die zweiphasige Struktur von Hartmetall und die große Bandbreite an Eigenschaften, die durch unterschiedliche Bindemittelgehalte und Korngrößen entstehen.

● CERATIZIT, „Verbindungstechniken“. Die Quelle behandelt Hartlöten, Kleben, Schrumpfpassung und Spannungen, die durch das unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten von Stahl und Hartmetall entstehen.

● Kennametal, „Wolframcarbid-Werkstoffe“. Die Quelle beschreibt die Verwendung unterschiedlicher Korngrößen, Bindemittel und Additive, um Härte, Zähigkeit, Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auszubalancieren.

● ISO 3327:2009,Hartmetalle — Bestimmung der QuerbruchfestigkeitDie

● ISO 4506:2018,Hartmetalle – KompressionstestDie