Im modernen Industriebereich ist Hartmetall aufgrund seiner hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Rothärte zum Kernmaterial für die mechanische Bearbeitung, den Bergbau, die Ölförderung und andere Industrien geworden. In der Praxis fallen Werkzeuge und Teile aus Hartmetall jedoch häufig aufgrund von Verschleiß, Absplitterungen und thermischer Rissbildung vorzeitig aus, was nicht nur die Produktionskosten erhöht, sondern auch die Produktionseffizienz und die Produktqualität beeinträchtigt.
1. Verschleißmechanismus
(I) Ursachen
Der Verschleiß von Hartmetall umfasst hauptsächlich abrasiven Verschleiß, adhäsiven Verschleiß und korrosiven Verschleiß. Abrasiver Verschleiß ist die häufigste Form. Wenn sich das Hartmetall und die Werkstückoberfläche relativ zueinander bewegen, wirken die harten Punkte auf der Werkstückoberfläche oder die bei der Bearbeitung erzeugten Späne wie winzige Schleifpartikel und kratzen Rillen auf der Hartmetalloberfläche, was zu Materialverlust führt. Bei hohen Temperaturen und hohem Druck entsteht adhäsiver Verschleiß. Die Atome auf dem Hartmetall und der Werkstückoberfläche diffundieren miteinander, was zu einer lokalen Adhäsion führt. Bei der Relativbewegung werden die Verbindungsstellen aufgerissen und das Hartmetallmaterial mitgenommen. Unter korrosivem Verschleiß versteht man die chemische Reaktion auf der Oberfläche von Hartmetall unter Einwirkung chemisch aktiver Medien zur Bildung von Korrosionsprodukten. Diese Produkte fallen bei der Reibung ab und beschleunigen den Verschleiß des Materials.
(II) Lösungen
① Oberflächenbeschichtungstechnologie: Eine Schicht aus einer Beschichtung mit hoher{0}}Härte und geringer-Reibung, wie Titannitrid (TiN) und Titancarbid (TiC), wird durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und andere Methoden auf die Oberfläche von Hartmetall aufgebracht. Diese Beschichtungen können Hartmetall effektiv vom Werkstück isolieren, das Auftreten von abrasivem und adhäsivem Verschleiß reduzieren und gleichzeitig die Oxidationsbeständigkeit von Wolframkarbid-Einsätzen verbessern und das Risiko von Korrosionsverschleiß verringern.
② Bearbeitungsparameter optimieren: Durch eine sinnvolle Anpassung der Bearbeitungsparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe kann der Verschleißgrad von Hartmetall deutlich reduziert werden.
③ Wählen Sie den richtigen Schmierstoff: Durch die Verwendung von Hochleistungsschmierstoffen wie Schneidflüssigkeiten mit Hochdruckzusätzen kann ein Schmierfilm zwischen Hartmetall und dem Werkstück gebildet werden, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren. Schmierstoffe können auch bei der Kühlung und Reinigung eine Rolle spielen, indem sie die Schneidhitze und Späne rechtzeitig abführen und den Verschleiß weiter reduzieren.
2. Fehlermechanismus beim Absplittern der Klinge
(I) Ursachen
Unter Bruch versteht man das plötzliche Ablösen kleiner oder großer Materialstücke an der Schneidkante von Hartmetall während des Schneidvorgangs. Zu den Hauptgründen gehören die ungleichmäßige Struktur des Hartmetalls selbst und das Vorhandensein von Defekten wie Poren und Rissen. Darüber hinaus können häufige intermittierende Schneid- und Schlagbelastungen leicht zum Abplatzen von Hartmetall führen.
(II) Lösungen
① Verbessern Sie die Qualität von Hartmetall: Kontrollieren Sie den Produktionsprozess streng, stellen Sie die gleichmäßige Struktur des Materials sicher, reduzieren Sie interne Fehler und testen Sie die Schlüsselindikatoren des Materials wie Dichte, Härte und Biegefestigkeit streng.
② Optimieren Sie das Werkzeugdesign: Gestalten Sie die geometrischen Parameter des Werkzeugs entsprechend der spezifischen Verarbeitungstechnologie und dem Werkstückmaterial angemessen. Reduzieren Sie beispielsweise den Kantenwinkel und erhöhen Sie die Kantenfestigkeit. Gestalten Sie gleichzeitig die Struktur des Werkzeugkörpers angemessen, erhöhen Sie die Steifigkeit und Festigkeit des Werkzeugkörpers und vermeiden Sie Absplitterungen aufgrund der Verformung des Werkzeugkörpers.
③ Stabilisierung des Bearbeitungsprozesses: Vor der Bearbeitung das Werkstück vollständig vor{0}}behandeln. Achten Sie während der Verarbeitung auf eine stabile Schneidmethode, um ein plötzliches Vorschieben und Zurückziehen zu vermeiden. Bei Bearbeitungsbedingungen, die anfällig für Stoßbelastungen sind, wie z. B. intermittierendes Schneiden, kann eine Vorrichtung zur Vibrationsreduzierung verwendet werden, um die Auswirkungen von Vibrationen auf das Werkzeug zu reduzieren.
3. Versagensmechanismus der thermischen Rissbildung
(I) Ursachen
Unter thermischer Rissbildung versteht man das Versagen von Hartmetall aufgrund von Rissen auf der Oberfläche, die durch wiederholte thermische Zyklen verursacht werden. Wiederholte thermische Ausdehnung und Kontraktion erzeugen thermische Spannungen auf der Werkzeugoberfläche. Wenn die thermische Belastung die Festigkeitsgrenze von Hartmetall überschreitet, kommt es zu thermischen Rissen. Darüber hinaus weist Hartmetall eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf und es ist schwierig, die Wärme schnell abzuleiten, was ebenfalls die Entstehung thermischer Risse begünstigt.
(II) Lösung
Kühlmethode verbessern: Verwenden Sie ein effizientes Kühlsystem, um die Schneidwärme rechtzeitig abzuführen und die Oberflächentemperatur des Werkzeugs zu senken. Wählen Sie gleichzeitig eine geeignete Schneidflüssigkeit, um deren Kühl- und Schmiereigenschaften zu verbessern.
Wählen Sie Hartmetall mit guter Hitzebeständigkeit: Beispielsweise hat Hartmetall mit zusätzlichen Elementen wie Tantal (Ta) und Niob (Nb) eine deutlich verbesserte Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit und kann thermischer Rissbildung besser widerstehen.
Optimierung der Verarbeitungstechnologie: Verwenden Sie eine angemessene Verarbeitungstechnologie, um die Entstehung von Schneidwärme zu reduzieren. Verwenden Sie beispielsweise segmentiertes Schneiden, schichtweises Schneiden und andere Methoden, um ein langfristiges kontinuierliches Schneiden des Werkzeugs zu vermeiden, damit das Werkzeug vollständig abgekühlt werden kann.
Abschluss
In tatsächlichen technischen Anwendungen müssen Ingenieure je nach spezifischen Verarbeitungsbedingungen und Anforderungen eine Vielzahl von Lösungen verwenden, um die beste Wirkung zu erzielen. FANMETAL hat es sich zum Ziel gesetzt, Kunden in Übersee qualitativ hochwertige Nichteisenmetallprodukte zu liefern und hat die ISO9001-Zertifizierung erhalten, die seinen Kunden eine qualitativ hochwertige, maßgeschneiderte Produktion und einen effizienten One-Stop-Service bieten kann. Wenn Sie Fragen zu den Produktdetails oder zur Lieferzeit haben, zögern Sie nicht, uns unter admin@fanmetalloy.com zu kontaktieren. Wir freuen uns auf Ihre Nachricht.
