Was ist eine hartmetallbestückte Fließscheibe mit Stahlbindung?

Die Hartphase (Wolframcarbid oder Titancarbid) von stahlgebundenem Hartmetall macht im Allgemeinen 30%-50% der Gesamtmasse der Legierung aus, der Rest ist die Stahlmatrix. Da die Stahlmatrix einen großen Anteil ausmacht und die Eigenschaften des Stahls stärker zum Tragen kommen, kann das Material durch Schmieden und Wärmebehandlung bearbeitet werden. Nach dem Mischen der Pulver, Pressen, Sintern, Schmieden, Schneiden, Wärmebehandeln und weiteren Verfahren können stahlgebundene Hartmetallprodukte in verschiedenen Spezifikationen und Formen hergestellt werden.
Zu Durchflussscheiben verarbeitete stahlgebundene Hartmetalle weisen die Härte und Verschleißfestigkeit von Hartmetallen sowie die guten mechanischen Eigenschaften von Stahl auf und werden hauptsächlich als verschleißfeste Teile und Maschinenkomponenten eingesetzt.

Was ist stahlgebundenes Hartmetall?
Stahlgebundenes Hartmetall ist ein Legierungsmaterial mit Hartverbindungen aus hochschmelzenden Metallen als Hartphasen und Stahl als Bindungsphase. Es weist eine Reihe hervorragender Eigenschaften von Hartverbindungen und Stahl auf. Im Allgemeinen beträgt der Anteil der Hartverbindungen 30%-50%, der Rest ist die Stahlmatrix. Zu den gängigen Hartverbindungen gehören Wolframcarbid, Titancarbid, Titannitrid usw.
Stahlgebundenes Hartmetall verfügt über die hervorragenden Eigenschaften gewöhnlicher Hartmetalle, wie hohen Schmelzpunkt, hohe Festigkeit, hohe Härte, hohen Elastizitätsmodul, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit, sowie über die guten Eigenschaften von Stahl, wie Bearbeitbarkeit, Wärmebehandelbarkeit, Schmiedbarkeit, Schweißbarkeit und Zähigkeit.

Der Herstellungsprozess von stahlgebundenem Hartmetall umfasst Pulvermetallurgie und heißisostatisches Pressen.
Pulvermetallurgie: Zunächst wird das Rohstoffpulver hergestellt, anschließend wird das Pulver zu einem Rohling in der erforderlichen Form geformt, danach wird der Rohling gesintert und schließlich wird das Produkt nachbearbeitet. Die Vorteile sind die Einsparung von Rohstoffen, die Senkung der Produktionskosten, eine hohe Produktreinheit sowie die Eignung für die Herstellung von Produkten gleicher Form in großen Mengen; der Nachteil besteht darin, dass bei fehlenden Chargen die Größe der Teile berücksichtigt werden muss.
Heißisostatisches Pressen: ein Verfahren, bei dem das Produkt in einen geschlossenen Behälter eingebracht und gleichzeitig mit hoher Temperatur aus allen Richtungen gleichmäßigem Druck ausgesetzt wird, um das Produkt zu sintern und zu verdichten.
Stahlgebundenes Hartmetall wird zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Gesteinsbohrwerkzeugen, Bergbauwerkzeugen, Bohrwerkzeugen, Messwerkzeugen, verschleißfesten Teilen, Metallformen, Zylinderlaufbuchsen, Präzisionslagern, Raketendüsen und Formen für Eisenwaren verwendet.

Hauptanwendungsbereiche:
1. Öl- und Gasindustrie
Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben sind in der Öl- und Gasindustrie von großer Bedeutung, insbesondere für Schlammpumpen und Hochdruck-Fluidförderanlagen in Bohrausrüstungen.

Schlammpumpe: Während des Bohrvorgangs muss die Schlammpumpe Flüssigkeiten mit großen Mengen an Kies sowie hochdruckhaltige korrosive Flüssigkeiten fördern. Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben halten extremen Verschleiß- und Korrosionsbedingungen stand und verlängern dadurch die Lebensdauer der Ausrüstung erheblich.

Fluidregelventile: Bei der Hochdruckförderung von Öl und Gas können Durchflussscheiben in verschiedenen Regelventilen eingesetzt werden, um auch unter extremen Bedingungen eine gute Abdichtung und eine präzise Fluidregelung zu gewährleisten.

2. Bergbaumaschinen und Bergbauindustrie
Bergbauausrüstung arbeitet normalerweise unter äußerst schwierigen Bedingungen und ist starkem Verschleiß durch Gestein und Mineralien ausgesetzt. Die hohe Verschleiß- und Schlagfestigkeit stahlgebundener Hartmetall-Durchflussscheiben macht sie für die folgenden Anwendungen besonders geeignet:
Teile von Bergbaumaschinen: Als wichtige Verschleißteile in Brechern und Siebanlagen können stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben die Häufigkeit der Wartung erheblich reduzieren und die Produktionseffizienz steigern.
Ausrüstung für die Förderung von Schlämmen: In Schlammfördersystemen im Bergbau können Durchflussscheiben einen langfristig effizienten Betrieb gewährleisten und durch Teileverschleiß bedingte Stillstandszeiten reduzieren.
3. Zement- und Betonindustrie
Bei der Zement- und Betonherstellung macht die hohe Verschleißfestigkeit der Materialien die Langlebigkeit der Ausrüstung besonders wichtig. Aufgrund ihrer hohen Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit werden stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben häufig eingesetzt:
Betonpumpen: Insbesondere beim Pumpen von hochfestem und hochviskosem Beton muss die Durchflussscheibe extrem hohem Druck und starkem Verschleiß standhalten. Stahlgebundene Hartmetallwerkstoffe können die Lebensdauer der Ausrüstung wirksam verlängern.
Fluidförderanlagen in Zementproduktionslinien: beispielsweise Schlammpumpen und Materialförderpumpen, die durch die Verringerung des Ausrüstungsverschleißes die Kontinuität und Stabilität der Produktionslinie verbessern.
4. Chemische Industrie
Viele Prozesse in der chemischen Industrie umfassen stark korrosive und leicht abrasive Flüssigkeiten oder Gase. Durchflussscheiben werden in verschiedenen Pumpen, Ventilen und Rohrleitungssystemen zur Förderung chemischer Stoffe eingesetzt:
Korrosionsbeständige Ausrüstung: Beim Umgang mit Chemikalien wie Säuren und Laugen können stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben nicht nur hochgradig korrosiven Flüssigkeiten standhalten, sondern auch dem durch Partikel verursachten Verschleiß widerstehen.
Hochdruckreaktoren und Chemikalienpumpen: Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben werden häufig in Pumpen- und Ventilsystemen unter Hochdruckbedingungen eingesetzt, um einen langfristig stabilen Betrieb der Ausrüstung zu gewährleisten.
5. Energie- und Stromwirtschaft
In Energieanlagen wie Kernkraftwerken, Wärmekraftwerken und Wasserkraftwerken müssen viele Förder- und Regelungssysteme extrem hohen Drücken und Temperaturen standhalten und über lange Zeit betrieben werden. Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben spielen in solchen Anlagen eine unverzichtbare Rolle.
Hochdruckkessel- und Turbinensysteme: Durchflussscheiben werden zur Regelung des Durchflusses von Hochdruckdampf und Kühlmittel eingesetzt, um den sicheren und effizienten Betrieb des Systems zu gewährleisten.
Ausrüstung zur Gas- und Wasserkrafterzeugung: Durchflussscheiben können unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen während des Durchflusses von Hochdruckwasser oder Gas wirksam Verschleiß widerstehen.
6. Luft- und Raumfahrt sowie Militär
In der Luft- und Raumfahrt werden äußerst hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Festigkeit von Materialien gestellt. Aufgrund ihrer hervorragenden Gesamteigenschaften werden stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben zunehmend in einigen wichtigen Komponenten eingesetzt, beispielsweise:
Verstelleinrichtung für Turbinenschaufeln von Triebwerken: Die Durchflussscheibe dient zur Regelung des Kraftstoff- oder Kühlmitteldurchflusses und muss hohen Temperaturen, hohem Druck und sich schnell ändernden Betriebsbedingungen standhalten.
Präzisionsregelventil: wird im Kraftstoffregelsystem von Raketen oder Flugzeugen eingesetzt und erfordert eine äußerst hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.
7. Lebensmittel- und Pharmaindustrie
In der Lebensmittelverarbeitung und der pharmazeutischen Industrie sind die Korrosivität und der Druck von Flüssigkeiten und Gasen zwar nicht so hoch wie in anderen Bereichen, jedoch gelten strenge Anforderungen an die Hygiene und Verschleißfestigkeit der Ausrüstung. Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben können eingesetzt werden für:
Fluidregelventile in Anlagen zur Lebensmittelverarbeitung: insbesondere für Anlagen, die fest-flüssige Gemische oder stark abrasive körnige Stoffe verarbeiten müssen.
Fluidförderanlagen in pharmazeutischen Betrieben: Im pharmazeutischen Prozess machen die hohen Anforderungen an die Reinheit und Verschleißfestigkeit stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben zur idealen Wahl für viele wichtige Anlagen.

Zusammenfassung
Stahlgebundene Hartmetall-Durchflussscheiben werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit in vielen Bereichen wie Öl und Gas, Bergbaumaschinen, Chemie, Zement, Energie, Luft- und Raumfahrt, Lebensmittel und Pharmazie eingesetzt. Sie können nicht nur unter schwierigen Bedingungen einen effizienten und stabilen Betrieb gewährleisten, sondern auch die Wartungskosten und Stillstandszeiten der Ausrüstung erheblich reduzieren. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Werkstofftechnologie werden die Anwendungsmöglichkeiten stahlgebundener Hartmetall-Durchflussscheiben in Zukunft noch vielfältiger sein.