Anwendungsgebiete von Hartmetall

Hartmetall, allgemein bekannt als „Industriezähne“, ist ein Legierungsmaterial, das durch Pulvermetallurgie aus harten Verbindungen von hochschmelzenden Metallen (hauptsächlich Wolframkarbid WC) und Bindemetallen (hauptsächlich Kobalt Co) hergestellt wird. Es verfügt über eine extrem hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Im Folgenden sind die Hauptanwendungsbereiche von Hartmetall und ihre detaillierten Beschreibungen aufgeführt:

1. Schneidwerkzeuge

Dies ist der größte Anwendungsbereich für Hartmetall, das den traditionellen Schnellarbeitsstahl weitgehend ersetzt und den Kern der modernen Metallverarbeitung darstellt.

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Drehen, Fräsen und Bohren: Zur Bearbeitung von Stahl, Gusseisen, Nichteisenmetallen und Hochtemperaturlegierungen. Hartmetalleinsätze (z. B. ISO-Standardeinsätze) werden durch Schweißen oder mechanisches Klemmen am Werkzeughalter befestigt.

Tieflochbearbeitungswerkzeuge: Wie die Tieflochbohrer und BTA-Bohrer, nach denen Sie sich zuvor erkundigt haben, bestehen fast alle Schneidköpfe aus Hartmetall, um dem hohen Druck und der Reibung bei der Tieflochbearbeitung standzuhalten.

Holzbearbeitungswerkzeuge: Zum Hochgeschwindigkeitsschneiden von Holz. Da Holz oft Sandpartikel enthält, verschleißt gewöhnlicher Stahl leicht, während Hartmetall seine Schärfe über einen langen Zeitraum beibehalten kann.

Eigenschaften: Härte bis zu HRA 89–94, gute Rothärte (kann eine gute Schneidleistung bei etwa 1000 ℃ aufrechterhalten).

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Bohrer und Bohrzähne: Ölbohrbohrer, Schneidzähne für Kohlebergbaumaschinen, Schneidköpfe für Tunnelbohrmaschinen. Die Spitzen dieser Komponenten sind mit Hartmetallzähnen versehen, die zum Aufbrechen von Gestein und Kohleflözen verwendet werden.

Bergbauwerkzeuge: Gesteinsbohrer, Schlagbohrstangen.

Merkmale: Grobkörniges Hartmetall (schlagfester Typ) sollte ausgewählt werden, um ein Absplittern bei Stoßbelastungen zu verhindern.

2. Geologische Erkundung und Bergbau

Das Brechen von Gestein in extrem rauen Umgebungen erfordert Materialien mit extrem hoher Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit.

3. Formen- und Formenbau

Formen aus Hartmetall werden hauptsächlich für hochpräzise und langlebige Umformprozesse eingesetzt.

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Kaltstauchmatrizen: Zur Herstellung von Verbindungselementen wie Schrauben, Muttern und Nieten. Da beim Kaltstauchen bei Raumtemperatur ein enormer Druck auf das Metall ausgeübt wird, sind die Formen sehr anfällig für Verschleiß. Formen aus Wolframkarbid haben eine zehnmal längere Lebensdauer als Formen aus Schnellarbeitsstahl.

Ziehmatrizen: Werden zum Ziehen von Metalldrähten in feine Filamente mit verschiedenen Durchmessern verwendet (z. B. Elektrodrähte, Kupferkerne für Kabel und feine Stahldrähte). Die Ziehsteinbohrung aus Wolframcarbid bestimmt die endgültige Präzision und Oberflächenqualität des Drahtes.

Pulvermetallurgische Formen: Zum Pressen und Formen von Metallpulvern.

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IC-Verpackungsformen: Einsätze und Formen, die im Halbleiterchip-Verpackungsprozess verwendet werden.

Mikrobohrer für Leiterplatten (PCB): Werden zum Bohren winziger Durchgangslöcher auf Leiterplatten verwendet (Durchmesser können bis zu 0,1 mm oder weniger betragen).

Lead Frames: Werden zur Unterstützung und Verbindung von Halbleiterchips verwendet.

Merkmale: Extrem hohe Dimensionsstabilität und niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, wodurch eine Bearbeitungsgenauigkeit im Mikrometerbereich gewährleistet wird.

4. Elektronik und Halbleiter

Im Zuge der Miniaturisierung elektronischer Produkte wird Wolframkarbid zur Herstellung äußerst präziser Bauteile eingesetzt.

5. Automobilindustrie

Neben der Verwendung als Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von Automobilteilen wird Wolframcarbid auch direkt in kritischen Funktionskomponenten von Automobilen eingesetzt.

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Kraftstoffsysteme: Einspritzdüsen in Hochdruck-Common-Rail-Systemen von Dieselmotoren. Aufgrund von Einspritzdrücken über 2000 bar und der abrasiven Beschaffenheit des Kraftstoffs muss zur Gewährleistung der Dichtigkeit und Verschleißfestigkeit Wolframkarbid eingesetzt werden.

Ventilstößel: Verschleißfeste Komponenten im Ventilmechanismus des Motors.

Bremsbeläge: Einige Hochleistungsbremsbeläge enthalten Wolframkarbidpartikel, um den Reibungskoeffizienten zu erhöhen.

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Düsen: Wasserdüsen für Textil-Wasserstrahlwebmaschinen, Düsen für Sandstrahlgeräte und Ölzerstäubungsdüsen.

Dichtungsringe: Gleitringdichtungen, die in Pumpen, Kompressoren und anderen Geräten verwendet werden, um Flüssigkeitslecks zu verhindern und gleichzeitig der Reibung standzuhalten.

Messwerkzeuge: Messflächen von Präzisionsmesswerkzeugen wie Messschiebern und Mikrometern.

6. Verschleißteile und mechanische Komponenten

Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit wird es zur Herstellung leicht verschlissener mechanischer Teile verwendet.

7. Unterhaltungselektronik und Modeschmuck

Ausnutzung seiner hohen Härte, Verschleißfestigkeit und seines einzigartigen metallischen Glanzes.

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Mobiltelefonkomponenten: Tasten, dekorative Kameraringe, SIM-Kartenfächer usw. für High-End-Mobiltelefone.

Uhren: Uhrengehäuse und Armbänder für High-End-Uhren (z. B. Rado-Uhren) mit außergewöhnlicher Haltbarkeit.

Schmuck: Ringe und Halsketten aus Wolframkarbid mit einer Härte, die nur von Diamanten übertroffen wird und Verformungen oder Kratzer verhindert.

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Dentalmaterialien: Dentalbohrer (extrem verschleißfest), Zahnimplantate.

Orthopädische Implantate: Verschleißfeste Köpfe für künstliche Gelenke (z. B. Kugelköpfe für Hüftgelenke).

Chirurgische Instrumente: Scheren, Knochensägen und andere Werkzeuge, die eine langfristige Schärfe und Korrosionsbeständigkeit erfordern.

8. Medizinische Geräte

Dabei wird vor allem die Biokompatibilität (insbesondere kobaltfreies Wolframcarbid) und die Korrosionsbeständigkeit genutzt.