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Sinterverhalten von Hartmetallen und Charakterisierung mittels Ionenstrahlpräparation und werkstoffanalytischer Verfahren

By S. Höhn, J. Pötschke and V. Richter

Abstract

Die Werkstoffgruppe der Hartmetalle, insbesondere die der Wolframcarbid-Cobalt-Hartmetalle, zeichnet sich durch eine hervorragende Härte, hohe Bruchzähigkeit sowie gute Verschleißfestigkeit aus. Einsatz finden WC-Co-Hartmetalle vor allem als Dreh-, Fräs-, Bohr- und Schneidzeuge. Eine Verbesserung der Eigenschaften ist durch eine Optimierung des Gefüges, z. B. durch Verwendung von nanokristallinen Ausgangmaterialien sowie angepassten Kornwachstumshemmern möglich. Das Verständnis der bei der Sinterung vorgehenden Auflösungs-, Umlagerungs- und Verdichtungsprozesse ist von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit wurden WC-Co-Versätze mit einem Cobaltgehalt von 10 Masse-% und je 1 Masse-% der Kornwachstumshemmer Chromcarbid und Vanadiumcarbid uniaxial verpresst und die Proben bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 1300 °C gesintert. Ziel war es, die Entwicklung des Gefüges beim Sintern, insbesondere die Umlagerung der Co-Bindephase sowie die Auflösung der Wachstumshemmer zu untersuchen. An allen Proben wurden Dichte, magnetische Sättigung und Koerzitivfeldstärke ermittelt, die Phasen über Röntgendiffraktometrie bestimmt und das Gefüge rasterelektronenmikroskopisch abgebildet. Die zu untersuchenden Flächen wurden mit Hilfe eines Ionenstrahls poliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ionenstrahltechnik ein ausgezeichnetes Hilfsmittel darstellt, poröse Proben mit geringer mechanischer Festigkeit zu präparieren. Ausbrüche, Verwaschungen und Kantenabrundungen, wie sie bei einer mechanischen Präparation auftreten, werden vermieden. Gefügeveränderungen, wie das Auflösungsverhalten von Kornwachstumshemmern oder die Umverteilung der Cobaltphase können somit sichtbar gemacht werden. Es wurde gezeigt, dass sich die Kornwachstumshemmer bereits ab 800 °C umlösen, während die Cobaltphase bis 1100 °C nur geringe Veränderungen erkennen lässt

Year: 2012
OAI identifier: oai:fraunhofer.de:N-217339
Provided by: Fraunhofer-ePrints
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