Wolframkarbid und seine Formen

Übersicht
          
DURMAT® Chem. Zusammensetzung Härte
WSC WC-W2C 2.360 HV0.1
SWSC WC-W2C 3.000 HV0.1
RF 13 WC-Co 94/6 1.950-2.050 HV0.1
MCWC Monokristallines Wolframkarbid mit 6,12 % C-Gehalt 1.600 HV0.1
WC IV Gebrochenes Wolframkarbid mit 6-10 % Co-Gehalt 1.500-1.800 HV0.1
 

DURMAT® WC-Co Pulver

Die hohen Anforderungen, die in heutiger Zeit an die Verschleißfestigkeit der Legierungen auf Basis von Wolframkarbid und Kobalt gestellt werden, führen zu immer feineren Gefügestrukturen mit optimierten Zusammensetzungen, sodass verbesserte, leistungsfähigere Verschleißlegierungen erzielt werden.

Die Entwicklung der Spritzpulver DURMAT® 125 und DURMAT® 135 war unser erster Schritt in diese Richtung. Ihr charakteristischer, feinstrukturierter Gefügeaufbau mit Kristallitkorngrößen von max. 400 Nanometern ist ihr Markenzeichen und zugleich Garant für hohe Verschleißfestigkeit. Auch im Bereich des Auftragschweißens mittels PTA- oder Laserverfahren haben wir vergleichbare Verschleißfestigkeiten erreicht, indem wir die WC-Struktur in ähnlicher Weise verkleinerten. So führte unsere Entwicklung DURMAT® RF 13 unter Verwendung von feinstrukturierten WC zu einer Härte im Bereich von 1.950-2.050 HV0,1.

1. Abrasivverschleiß

Die mit der sinkenden WC-Einsatzkorngröße steigende Härte der nanoskaligen Hartstofflegierung reduziert den Verschleiß durch Abrasion deutlich. Das härtere Hartmetall-Granulat setzt dem Abrieb einen größeren Widerstand entgegen. Der Verschleißfortschritt erfolgt signifikant langsamer, da die Bindemetallschichten zwischen den feinkörnigen Hartstoffkristalliten außerordentlich dünn sind und somit schwieriger herausgewaschen werden können. Wegen dieses Strukturmerkmals werden nur sehr kleine Hartstoffteilchen aus dem Gefügeverbund herausgerissen.

Die Kugelform stellt einen weiteren Schutz dar, der durch die kleine Korngröße eine weitere Stabilisierung erfährt; für kleine Teilchen ist ein wesentlich größerer Energieaufwand zur weiteren Zerteilung und Zerkleinerung erforderlich als für grobe.

2. Korrosionsverschleiß

Auch beim korrosiven Verschleiß tritt eine charakteristische, höhere Verschleißfestigkeit ein. Infolge der Nanostruktur und insbesondere der signifikant verringerten Bindemetallzwischenschicht wird das Kobalt nur schwer von den Korrosionsmedien erreicht, was zu einer erheblichen Verschleißverzögerung führt. Weil wiederum nur kleinste Hartstoffteilchen ausbrechen, wird der korrosive Abtrag stark verlangsamt.

Da in den meisten Anwendungen abrasiver und korrosiver Verschleiß kaum zu trennen sind, ist wegen der erreichbaren Eigenschaftsverbesserungen für beide Verschleißangriffe ein nanostrukturiertes Hartmetall die bessere Wahl.
 

DURMAT® WSC Pulver

WSC (Wolframschmelzkarbid) ist die eutektische Zusammensetzung aus WC und W2C. Der durchschnittliche Kohlenstoffgehalt von unserem WSC liegt bei 3,8 – 4,1 Gew.-% und einer Feinfiedrigkeit von 78 – 80 % W2C und 20 – 22 % WC.

Anwendung:

DURMAT® WSC wird eingesetzt zur Panzerung und Beschichtung von Tiefbohrkronen, Bohrgestängen, Transportschnecken, Mahlwalzen, Brecherbacken,Diamantwerkzeugen u.a. Bei der Angabe und dem Vergleich von Härtewerten ist unbedingt die Messmethode zu berücksichtigen. Verschiedene Methoden ergeben mitunter weit auseinander liegende Werte. DURMAT® WSC weist aufgrund der feinlamellaren Struktur (Federstruktur) eine Mikrohärte nach Vickers bei 100 g Belastung von ca. 2.360 HV0.1 (Makrohärte: ca. 1.980 HV30) auf. DURMAT® WSC verliert bei länger dauerndem Erhitzen über 1.800 °C seine Federstruktur und damit die hohe Härte.
 

DURMAT® SWSC Pulver

DURMAT® SWSC, sphärisches (bzw. kugeliges) Wolframschmelzkarbid, gehört mit ca. 3.000 HV0.1 zu den härtesten und abriebfestesten Werkstoffen, die in der modernen Verschleißschutz- und Werkzeugtechnik derzeit Anwendung finden.

Aufgrund der gleichmäßigen kugeligen Form des SWSC wird eine bessere thermische Beständigkeit der Karbide beim Schweißen und Vorteile hinsichtlich der Karbidverteilung und -anteils gegenüber blockigem Karbid erreicht.

Anwendung:

DURMAT® SWSC wird zur Panzerung von Oberflächen eingesetzt, die extrem hohen mechanischen Beanspruchungen, bestehend aus Abrasion und Reibung, unterliegen. Mittels pulvermetallurgischer Prozesse können Bauteile nahezu beliebiger Geometrie hergestellt werden, deren Zusammensetzung aus Hartmetall oder Diamanten in Kombination mit einem Metallbinder und SWSC bestehen. Weiterer Einsatz ist die Verstärkung von Diamant-Werkzeugen der Bohrindustrie: Tiefbohrwerkzeuge, Bohrgestänge, Brecher, Mischer, Beton und Steinsägen, Transportschnecken, Extrudergehäuse.