Was ist Wolframcarbid auf Nickelbasis?
Nickelbasiertes Wolframcarbid ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer selbstfließenden Nickelbasislegierung (z. B. Ni60) als Bindemittelphase und harten Wolframcarbidpartikeln (WC) besteht. Er vereint die Zähigkeit und die selbstfließenden Eigenschaften von Nickelbasislegierungen mit der hohen Verschleißfestigkeit von Wolframcarbid.
- Materialzusammensetzung
Nickelbasierte Legierung (wie z. B. Ni60): Als Bindephase sorgt sie für Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturleistung.
Wolframcarbid (WC): Härte ≥ HV2000, üblicherweise 30%-60% (angepasst an die Verschleißfestigkeitsanforderungen).
- Kernmerkmale
Extrem hohe Verschleißfestigkeit: WC-Partikel verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen abrasiven Verschleiß erheblich, und die Verschleißfestigkeit ist 3- bis 5-mal höher als die von reinen Nickelbasislegierungen.
Hohe Temperaturbeständigkeit: Nickelbasierte Legierungen bleiben unter 600°C stabil, und WC oxidiert bei hohen Temperaturen nicht so leicht (besser als Chromcarbid).
Gute Zähigkeit: Die Nickelmatrix dämpft Stöße und verhindert das Ablösen von WC-Partikeln.
- Typische Anwendungen
Bergbaumaschinen: Brecherwalzenoberfläche, Baggerzahnspitze.
Ölbohrung: Bohrgestänge, Stabilisator.
Metallurgische Industrie: Walzwerk-Führungsplatte, Zuführwalze.
Landwirtschaftliche Maschinen: Bodenfräse, Erntemesser.
Vorbereitungsprozesspunkte
- Mischmethode:
Mechanische Mischung: Nickelbasiertes Pulver und WC-Pulver werden direkt vermischt (kostengünstig, aber WC ist ungleichmäßig verteilt).
Beschichtetes Pulver: Die Oberfläche der WC-Partikel wird mit Nickel vorplattiert, um die Bindungsstärke mit der Matrix zu verbessern (ausgezeichnete Leistung, hoher Preis).
- Gängige Verarbeitungstechnologie:
Autogenspritzschweißen: geeignet für die Instandhaltung vor Ort, jedoch muss die Flammentemperatur kontrolliert werden (um eine Zersetzung von WC in W2C zu vermeiden).
Plasmaauftragschweißen/Laserauftragschweißen: konzentrierte Energie, geringere WC-Zersetzung, geeignet für hochpräzise Teile.
- Anmerkungen:
Obergrenze des WC-Gehalts: Mehr als 60 % führen leicht zu erhöhter Sprödigkeit der Beschichtung.
Prozessanpassung: Hochtemperaturprozesse (wie z. B. Plasma) erfordern grobkörniges WC (um ein vollständiges Schmelzen zu vermeiden).
Nickelbasierte Wolframcarbid-Verbundwerkstoffe eignen sich ideal für extreme Verschleißbedingungen, insbesondere für Anwendungsfälle, die sowohl Schlagfestigkeit als auch Verschleißfestigkeit erfordern.