Zu den üblicherweise für die Beschichtung von Hartmetallen verwendeten Materialien gehören Titannitrid (TiN), Titankohlenstoffnitrid (TiCN), Chromnitrid (CrN) und diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC). Diese Beschichtungen werden aufgrund ihrer Fähigkeit ausgewählt, die tribologischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften der Hartmetalloberflächen zu verbessern, wodurch sie sich für Anwendungen in der Werkzeugherstellung und in Maschinen eignen, bei denen Gleitreibung vorherrscht.
Titannitrid (TiN): Diese Beschichtung wird aufgrund ihrer hohen Härte und ihres goldähnlichen Aussehens häufig verwendet. Sie bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit und wird häufig bei Schneidwerkzeugen und Metallumformungsverfahren eingesetzt.
Titan-Kohlenstoff-Nitrid (TiCN): Dieses Material ist eine Verbindung aus Titan, Kohlenstoff und Stickstoff. Es bietet eine bessere Verschleißfestigkeit und Zähigkeit als TiN und eignet sich daher für Bearbeitungsanwendungen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und harten Materialien.
Chromnitrid (CrN): CrN ist für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturstabilität bekannt und wird häufig bei Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit in korrosiven Umgebungen erforderlich ist.
Diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC): DLC-Beschichtungen werden wegen ihrer hohen Härte, ihres niedrigen Reibungskoeffizienten und ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit geschätzt. Sie werden in der Automobil- und Maschinenindustrie eingesetzt, um den Energieverbrauch in Antriebssträngen, Lagern und anderen Komponenten zu senken. DLC-Beschichtungen können bei relativ niedrigen Temperaturen aufgebracht werden, was für die Unversehrtheit des Trägermaterials von Vorteil ist.
Der Beschichtungsprozess umfasst in der Regel eine sorgfältige Vorbereitung der Karbidoberfläche, die eine Reinigung und eine zweistufige chemische Behandlung beinhaltet, um die Oberfläche aufzurauen und Verunreinigungen wie Kobalt zu entfernen, die das Wachstum von Diamantbeschichtungen hemmen können. Techniken wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und die plasmaaktivierte CVD (PACVD) werden üblicherweise zur Abscheidung dieser Schichten verwendet. Diese Verfahren ermöglichen die Bildung dichter, dünner Schichten, die gut auf dem Substrat haften und die Gesamtleistung und Haltbarkeit der beschichteten Komponenten verbessern.
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Ja, Kohlenstoff kann auf eine Probe gesputtert werden. Die dabei entstehenden Schichten weisen jedoch häufig einen hohen Wasserstoffanteil auf, was das Kohlenstoffsputtern für die REM-Arbeiten unerwünscht macht. Dies liegt daran, dass der hohe Wasserstoffgehalt die Klarheit und Genauigkeit der Abbildung in der Elektronenmikroskopie beeinträchtigen kann.
Beim Kohlenstoffsputtern treffen energiereiche Ionen oder neutrale Atome auf die Oberfläche eines Kohlenstofftargets, wodurch einige der Kohlenstoffatome aufgrund der übertragenen Energie herausgeschleudert werden. Diese herausgeschleuderten Atome lagern sich dann auf der Probe ab und bilden einen dünnen Film. Der Prozess wird durch eine angelegte Spannung angetrieben, die Elektronen in Richtung einer positiven Anode beschleunigt und positiv geladene Ionen in Richtung des negativ geladenen Kohlenstofftargets anzieht, wodurch der Sputterprozess eingeleitet wird.
Trotz seiner Machbarkeit ist der Einsatz des Kohlenstoffsputterns für REM-Anwendungen aufgrund der hohen Wasserstoffkonzentrationen in den gesputterten Filmen begrenzt. Diese Einschränkung ist von Bedeutung, da Wasserstoff mit dem Elektronenstrahl in einer Weise interagieren kann, die das Bild verzerrt oder die Analyse der Probe beeinträchtigt.
Eine alternative Methode zur Herstellung hochwertiger Kohlenstoffschichten für REM- und TEM-Anwendungen ist die thermische Verdampfung von Kohlenstoff im Vakuum. Diese Methode vermeidet die Probleme, die mit einem hohen Wasserstoffgehalt verbunden sind, und kann entweder mit Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffstäben durchgeführt werden, wobei letztere Technik als Brandley-Methode bekannt ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlenstoff zwar technisch auf eine Probe aufgesputtert werden kann, seine praktische Anwendung im REM jedoch aufgrund des hohen Wasserstoffgehalts in den gesputterten Filmen begrenzt ist. Andere Methoden wie die thermische Verdampfung werden bevorzugt, um hochwertige Kohlenstoffschichten in der Elektronenmikroskopie zu erhalten.
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Es gibt verschiedene Arten von Hartmetall-Werkzeugbeschichtungen, darunter Diamantbeschichtungen wie amorpher Diamant, CVD-Diamant und polykristalliner Diamant (PCD) sowie PVD-Beschichtungen (Physical Vapor Deposition).
Amorphe Diamantbeschichtung:
Bei der amorphen Diamantbeschichtung wird eine Schicht aus nichtkristallinem Diamantmaterial auf die Oberfläche von Hartmetallwerkzeugen aufgebracht. Diese Art der Beschichtung bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit und eignet sich daher für verschiedene Schneidanwendungen.Diamantbeschichtung durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
Bei der CVD-Diamantbeschichtung werden mehrere Schichten aus polykristallinem Diamant auf Hartmetallwerkzeuge aufgebracht. Diese Methode erfordert spezielle Temperatur- und Druckbedingungen, um die Bildung einer Diamantmatrix anstelle von Graphit zu gewährleisten. Bei dem Beschichtungsprozess werden Wasserstoffmoleküle von den auf dem Werkzeug abgelagerten Kohlenstoffmolekülen abgespalten. CVD-diamantbeschichtete Schaftfräser haben in der Regel eine Schichtdicke von 8 bis 10 Mikrometern.
Polykristalliner Diamant (PKD):
PCD ist eine weitere Form der Diamantbeschichtung, bei der polykristalliner Diamant auf Hartmetallwerkzeuge aufgebracht wird. Diese Beschichtung bietet eine hohe Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit und ist daher ideal für anspruchsvolle Schneidanwendungen.Physikalische Dampfabscheidung (PVD) Beschichtungen:
Bei PVD-Beschichtungen werden Metallverbindungen verdampft und kondensiert, um sie auf der Oberfläche des Werkzeugs zu fixieren. Dieses Verfahren erhöht die Leistung des Werkzeugs durch verbesserte Härte, Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit. PVD-Beschichtungen können mit zwei Verfahren aufgebracht werden: Bogenionenplattieren und Sputtern.
Hartlöten ist ein Verfahren zum Verbinden von Metallen, bei dem ein Zusatzwerkstoff verwendet wird, um eine feste Verbindung zwischen zwei oder mehr Werkstücken herzustellen. Die Wahl des Lötmaterials hängt von den zu verbindenden Grundmetallen, der erforderlichen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Verbindung sowie den Betriebsbedingungen des Endprodukts ab. Zu den gängigen Werkstoffen, die zum Hartlöten verwendet werden, gehören Aluminium-Silizium-Legierungen, Silberlegierungen, Kupferlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Titanlegierungen, Goldlegierungen, Palladiumlegierungen und amorphe Werkstoffe.
Aluminium-Silizium-Legierungen: Diese werden aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen spezifischen Festigkeit häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Eutektische Aluminium-Silizium-Lote sind aufgrund ihrer guten Benetzbarkeit, Fließfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit sehr beliebt. Es ist besonders für komplexe Aluminiumstrukturen geeignet.
Silberhaltige Legierungen: Hartlote auf Silberbasis haben einen niedrigen Schmelzpunkt und bieten eine hervorragende Benetzungs- und Verstemmungsleistung. Sie sind vielseitig einsetzbar und können zum Löten fast aller Eisen- und Nichteisenmetalle, einschließlich Keramik und Diamantmaterialien, verwendet werden.
Legierungen auf Kupferbasis: Hartlote auf Kupferbasis sind bekannt für ihre gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Sie werden in der Regel zum Löten von Kupfer, Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Hochtemperaturlegierungen verwendet.
Nickel-Basis-Legierungen: Hartlötmaterialien auf Nickelbasis sind aufgrund ihrer ausgezeichneten Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Korrosion für Hochtemperaturanwendungen unerlässlich. Sie werden häufig zum Löten von rostfreiem Stahl, Hochtemperaturlegierungen und Diamantwerkstoffen verwendet.
Legierungen auf Kobaltbasis: Hartlote auf Kobaltbasis eignen sich besonders für das Löten von Kobaltbasislegierungen. Sie bieten hervorragende mechanische Eigenschaften und eine hohe Temperaturbeständigkeit.
Titan-Basis-Legierungen: Hartlote auf Titanbasis werden wegen ihrer hohen spezifischen Festigkeit und hervorragenden Korrosionsbeständigkeit verwendet. Sie eignen sich zum Löten von Titan, Titanlegierungen und anderen Hochleistungswerkstoffen.
Gold-Basis-Legierungen: Hartlote auf Goldbasis werden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften in kritischen Anwendungen wie elektrischen Vakuumgeräten und Flugzeugtriebwerken eingesetzt. Sie eignen sich zum Löten von Kupfer, Nickel und rostfreiem Stahl.
Legierungen auf Palladiumbasis: Hartlötmaterialien auf Palladiumbasis werden in verschiedenen Industriezweigen wie der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Sie sind für ihre Hochtemperatur- und Hitzebeständigkeit bekannt.
Amorphe Werkstoffe: Hierbei handelt es sich um eine neuere Art von Lötmaterial, das durch schnelle Abkühlung und Abschreckung entwickelt wurde. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Lamellenkühler und elektronische Geräte.
Jedes dieser Materialien bietet spezifische Vorteile und wird je nach den spezifischen Anforderungen der Lötanwendung ausgewählt, um eine optimale Leistung und Haltbarkeit der Lötverbindungen zu gewährleisten.
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Der Kohlenstoffgehalt des Aufkohlens führt in der Regel zu einer mit Kohlenstoff angereicherten Oberflächenschicht, die oft Werte zwischen 0,8 % und 1,2 % Kohlenstoff erreicht. Dieses Verfahren dient dazu, die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt zu verbessern, die ursprünglich einen Kohlenstoffgehalt von 0,05 % bis 0,3 % aufweisen.
Zusammenfassung der Antwort:
Durch das Aufkohlen wird der Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht von kohlenstoffarmen Stählen auf 0,8 bis 1,2 % erhöht. Dieser Prozess ist entscheidend für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Stahls, wie Härte und Verschleißfestigkeit.
Ausführliche Erläuterung:Ursprüngliche Stahlzusammensetzung:
Die üblicherweise für das Aufkohlen verwendeten Stähle wie 12L14, 1018 und 8620 haben einen niedrigen Anfangskohlenstoffgehalt (0,05 % bis 0,3 %). Dieser niedrige Kohlenstoffgehalt macht den Stahl duktil und leicht umformbar, aber nicht hart genug für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit oder Ermüdungsfestigkeit erfordern.Verfahren der Aufkohlung:
Beim Aufkohlen werden die Stahlteile in einer kohlenstoffreichen Atmosphäre oder im Vakuum auf hohe Temperaturen erhitzt (in der Regel zwischen 900°C und 1000°C oder 1200F und 1600F). In dieser Umgebung kann der Kohlenstoff in die Stahloberfläche diffundieren und reichert sie mit Kohlenstoff an. Der Prozess wird so gesteuert, dass der Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht zwischen 0,8 % und 1,2 % liegt, was der eutektoiden Zusammensetzung von Stahl (0,8 % Kohlenstoff) nahe kommt.Zweck des erhöhten Kohlenstoffgehalts:
Der erhöhte Kohlenstoffgehalt in der Randschicht verändert das Gefüge und fördert die Bildung von härteren Phasen wie Martensit beim anschließenden Abschrecken. Dies führt zu einer harten, verschleißfesten Oberflächenschicht, während ein weicherer, duktilerer Kern erhalten bleibt. Diese Kombination ist ideal für viele mechanische Anwendungen, bei denen die Teile hohen Belastungen und Abnutzungen standhalten müssen.Kontrolle und Optimierung:
Das Kohlenstoffpotenzial in der Ofenatmosphäre während der Aufkohlung muss sorgfältig kontrolliert werden. Falsche Werte können zu Problemen wie Restaustenit, Korngrenzenoxidation und Oberflächenrissbildung führen. Diese Probleme können die mechanischen Eigenschaften des behandelten Stahls beeinträchtigen.Umwelttechnische und betriebliche Erwägungen:
Moderne Verfahren wie die Vakuumaufkohlung (Niederdruck) bieten Vorteile wie eine geringere Umweltbelastung (keine CO2-Emissionen) und eine bessere Kontrolle über den Aufkohlungsprozess. Bei dieser Methode wird Acetylen als Aufkohlungsgas in einem Vakuumofen verwendet, was zu einer gleichmäßigeren Kohlenstoffverteilung und besseren mechanischen Eigenschaften führen kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Aufkohlen ein kritischer Prozess ist, der den Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht von kohlenstoffarmen Stählen strategisch erhöht, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern und sie für anspruchsvolle Anwendungen geeignet zu machen. Durch die präzise Steuerung der Prozessparameter wird sichergestellt, dass die gewünschten Eigenschaften erreicht werden, ohne die Integrität des Stahls zu beeinträchtigen.
Die Paste zum Hartlöten von Hartmetall besteht in der Regel aus einem Hartlotpulver, Flussmittel und einem Bindemittel, die zu einer Paste vermischt werden. Diese Paste wird auf die zu verbindenden Oberflächen aufgetragen und dann erhitzt, um eine feste Verbindung herzustellen. Das Hartlotpulver, der Hauptbestandteil, macht 80-90 % des Gewichts der Paste aus und dient als Lötmetall, das die Lötverbindung bildet. Die Flussmittelkomponente reinigt die Oberflächen der Schweißteile von Oxid und verbessert die Benetzungseigenschaften und die Ausbreitung des Hartlots. Das Bindemittel sorgt dafür, dass das Legierungspulver und das Flussmittel richtig gemischt werden, um eine Paste mit der gewünschten Viskosität zu bilden, die sich während des Dosiervorgangs leicht an der vorgesehenen Lötstelle verteilen lässt.
Hartlotpaste eignet sich besonders für die automatische Anwendung in großen Mengen und kann mit verschiedenen Lötverfahren wie Induktionslöten, Flammlöten und Reflowlöten verwendet werden, wodurch eine hohe Produktionseffizienz erreicht wird. Die Verwendung von Hartlotpaste ermöglicht eine präzise Dosierung des Auftrags und eignet sich für hochpräzise, massenweise automatische Dosierung und automatische Lötprozesse. Damit ist sie ideal für Industrien, die hohe Qualität und Präzision im Lötprozess erfordern, wie z. B. die Luft- und Raumfahrt, die Herstellung medizinischer Geräte sowie die Gas- und Ölexploration.
Bei der Verwendung von Hartlötpaste ist es wichtig, langsamer zu erhitzen, damit sich die Bindemittel der Paste vollständig verflüchtigen können, bevor die Teile die hohen Temperaturen des Hartlötvorgangs erreichen. Dies trägt dazu bei, echte Probleme während des Lötvorgangs zu vermeiden. Darüber hinaus wird empfohlen, die Menge der verwendeten Paste zu begrenzen, um zu vermeiden, dass unnötige Bindemittel in den Ofen gelangen.
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Hartlöten ist ein vielseitiges Fügeverfahren, das bei einer Vielzahl von Werkstoffen eingesetzt werden kann, darunter verschiedene Metalle und Keramiken. Zu den für das Hartlöten geeigneten Werkstoffen gehören Eisenmetalle wie Kohlenstoff- und legierte Stähle, rostfreie Stähle und Nickelbasislegierungen sowie Nichteisenwerkstoffe wie Aluminium, Titan und Kupfer. Die Wahl des Zusatzwerkstoffs und der Hartlötatmosphäre hängt von den zu verbindenden Grundwerkstoffen ab.
Eisenmetalle und Nichteisenmetalle:
Hartlöt-Zusatzwerkstoffe:
Auswahl der Atmosphäre und des Zusatzmetalls:
Die Wahl der Atmosphäre beim Hartlöten ist entscheidend und kann je nach den zu verbindenden Materialien Vakuum, Wasserstoff, Stickstoff, Argon oder Helium umfassen. Das Lot muss einen niedrigeren Schmelzpunkt haben als die Grundwerkstoffe und so ausgewählt werden, dass eine gute Benetzbarkeit und Verbindungsfestigkeit gewährleistet ist.
sind eine neuere Entwicklung und werden in Anwendungen eingesetzt, die hohe Präzision und Zuverlässigkeit erfordern, wie z. B. in der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beim Hartlöten verwendeten Materialien vielfältig sind und eine Vielzahl von Metallen und Keramiken umfassen. Die Auswahl sowohl der Grundwerkstoffe als auch der Schweißzusatzwerkstoffe ist entscheidend für das Erreichen starker, zuverlässiger Verbindungen. Das Hartlöten kann auf die spezifischen Anforderungen der Werkstoffe und der Anwendung zugeschnitten werden, was es zu einer flexiblen und breit anwendbaren Verbindungstechnik macht.
Zu den für das Hartlöten verwendeten Materialien gehören eine Vielzahl von Metallen und Legierungen, die starke, zuverlässige Verbindungen zwischen Bauteilen herstellen. Die gebräuchlichsten Hartlötmaterialien sind:
Hartlötmaterialien auf Aluminiumbasis: Eutektisches Aluminium-Silizium-Hartlot wird aufgrund seiner guten Benetzbarkeit, Fließfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit häufig verwendet. Es eignet sich besonders für komplexe Aluminiumstrukturen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt.
Hartlötmaterialien auf Silberbasis: Diese Werkstoffe haben einen niedrigen Schmelzpunkt und bieten eine hervorragende Benetzungs- und Verstemmungsleistung. Sie sind vielseitig und können zum Löten fast aller Eisen- und Nichteisenmetalle verwendet werden. Legierungselemente wie Zink, Zinn, Nickel, Kadmium, Indium und Titan werden oft hinzugefügt, um ihre Eigenschaften zu verbessern.
Hartlötmaterialien auf Kupferbasis: Diese basieren auf Kupfer und enthalten Elemente wie Phosphor, Silber, Zink, Zinn, Mangan, Nickel, Kobalt, Titan, Silizium, Bor und Eisen, um den Schmelzpunkt zu senken und die Gesamtleistung zu verbessern. Sie werden in der Regel zum Löten von Kupfer, Stahl, Gusseisen, Edelstahl und Hochtemperaturlegierungen verwendet.
Hartlötmaterialien auf Nickelbasis: Diese Werkstoffe basieren auf Nickel und enthalten Elemente wie Chrom, Bor, Silizium und Phosphor, um die Wärmefestigkeit zu erhöhen und den Schmelzpunkt zu senken. Sie werden häufig zum Löten von rostfreiem Stahl, Hochtemperaturlegierungen und anderen Materialien verwendet, die eine hohe Hitze- und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Hartlötmaterialien auf Kobaltbasis: Diese Werkstoffe, die in der Regel auf Co-Cr-Ni basieren, sind für ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften bekannt und eignen sich besonders für das Löten von Kobaltbasislegierungen.
Hartlötmaterialien auf Titanbasis: Diese Werkstoffe sind für ihre hohe spezifische Festigkeit und hervorragende Korrosionsbeständigkeit bekannt. Sie werden zum Vakuumlöten, Diffusionslöten und Versiegeln verschiedener Materialien wie Titan, Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Graphit und Keramik verwendet.
Hartlötmaterialien auf Goldbasis: Diese Werkstoffe werden zum Hartlöten wichtiger Teile in Branchen wie der Luftfahrt und der Elektronik verwendet. Sie können Kupfer, Nickel, logierbare Legierungen und rostfreien Stahl löten.
Hartlötmaterialien auf Palladiumbasis: Sie werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, darunter in der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt. Sie sind in verschiedenen Formen und Zusammensetzungen erhältlich, um unterschiedlichen Lötanforderungen gerecht zu werden.
Amorphe Hartlötmaterialien: Diese Werkstoffe wurden durch schnelle Abkühlung und Abschreckung entwickelt und werden in verschiedenen Anwendungen wie Lamellenkühlern, Kühlern, Wabenstrukturen und elektronischen Geräten eingesetzt.
Bei der Auswahl einer Hartlötlegierung sind Faktoren wie die Art der Einführung in die Verbindung, die Form der Legierung (z. B. Draht, Blech, Pulver) und das Verbindungsdesign entscheidend. Saubere, oxydfreie Oberflächen sind ebenfalls wichtig, um einwandfreie Lötverbindungen zu erzielen. Das Vakuumlöten ist aufgrund seiner Vorteile bei der Erhaltung der Materialintegrität und der Vermeidung von Verunreinigungen eine bevorzugte Methode.
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Wolframkarbid ist der wichtigste Werkstoff für Schaftfräser, insbesondere in Form von beschichteten Hartmetallfräsern. Dieses Material ist bekannt für seine hohe Härte, Schlag- und Stoßfestigkeit, Verschleißfestigkeit und hohe Festigkeit, was es zu einem der härtesten Werkzeugmaterialien der Welt macht, das nur von Diamant übertroffen wird.
Ausführliche Erläuterung:
Zusammensetzung und Eigenschaften von Wolframkarbid:
Schaftfräser aus Wolframkarbid werden aus Wolframkarbidpulver hergestellt, das mit Bindemitteln wie Kobalt oder Nickel gemischt wird. Diese Kombination ergibt ein extrem hartes und haltbares Material, das hohen Temperaturen und Drücken während der Bearbeitung standhält. Die Härte von Wolframkarbid ist ausschlaggebend für die Schärfe und Präzision der Schneidkanten, die für eine hohe Oberflächengüte und einen effizienten Materialabtrag unerlässlich sind.Beschichtungstechnologien:
In der Referenz wird die Verwendung von CVD-Beschichtungen (Chemical Vapor Deposition) auf Schaftfräsern aus Wolframkarbid erwähnt. Bei der CVD-Beschichtung wird eine dünne Schicht eines Materials auf Diamantbasis auf die Hartmetalloberfläche aufgebracht. Diese Beschichtung ist härter als polykristalliner Diamant (PKD) und bietet eine doppelt so hohe Verschleißfestigkeit. Die CVD-Beschichtung ist besonders vorteilhaft bei der Bearbeitung von Materialien wie langspanenden Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Aluminium mit hohem Siliziumgehalt, Edelmetalllegierungen, Kunststoffen mit abrasiven Füllstoffen, Wolframkarbid selbst und keramischen Grünlingen. Die Beschichtung verbessert die Leistung des Werkzeugs, indem sie den Verschleiß verringert und die Schneidleistung über einen längeren Zeitraum aufrechterhält.
Leistungsvorteile:
Der Text liefert den Beweis für die überlegene Leistung von CVD-diamantbeschichteten Schaftfräsern gegenüber unbeschichteten und TiN-beschichteten Wolframkarbidwerkzeugen. In Zerspanungstests haben CVD-diamantbeschichtete Schaftfräser auch unter hohen Belastungen eine hohe Standzeit und Verschleißfestigkeit gezeigt. Im Gegensatz dazu zeigten unbeschichtete und TiN-beschichtete Werkzeuge bei Schnitttemperaturen von über 900°C einen schnellen Verschleiß und Ausfall. Die CVD-Diamantbeschichtung verlängerte nicht nur die Lebensdauer der Werkzeuge, sondern sorgte auch für eine gleichbleibende Präzision des Bearbeitungsprozesses, wodurch die Häufigkeit der Werkzeugwechsel verringert und die Gesamteffizienz verbessert wurde.
Anwendungen und Vorteile:
Die Kosten für die Aufkohlung können je nach Art des Aufkohlungsprozesses, der Größe und Komplexität der zu behandelnden Teile und den spezifischen Anforderungen der Anwendung erheblich variieren. Die Niederdruck-"Vakuum"-Aufkohlung (LPC) ist ein fortschrittlicheres und oft teureres Verfahren als die herkömmliche Gasaufkohlung, was auf die Präzision und die erforderliche Ausrüstung zurückzuführen ist.
Ausführliche Erläuterung:
Art des Aufkohlungsprozesses:
Größe und Komplexität der Teile:
Spezifische Anwendungsanforderungen:
Materialien und Ausrüstung:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Aufkohlung zwar ein wertvolles Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit von kohlenstoffarmen Stählen ist, die Kosten jedoch von relativ erschwinglich für die einfache Gasaufkohlung in kleinem Maßstab bis hin zu recht teuer für große, komplexe Teile, die im Vakuum aufgekohlt werden, reichen können. Die genauen Kosten müssen auf der Grundlage der spezifischen Anforderungen des Auftrags ermittelt werden, einschließlich der Art des Aufkohlungsprozesses, der Größe und Komplexität der Teile sowie der spezifischen Anwendungsanforderungen.
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Das am häufigsten verwendete Material beim Hartlöten ist das eutektische Aluminium-Silizium-Hartlot, das aufgrund seiner guten Benetzbarkeit, Fließfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit der Lötstellen und Verarbeitbarkeit beim Löten von Aluminiumlegierungen weit verbreitet ist.
Eutektisches Aluminium-Silizium-Hartlot:
Andere beim Hartlöten verwendete Materialien:
Während eutektisches Aluminium-Silizium am weitesten verbreitet ist, werden je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung auch andere Werkstoffe wie Hartlötmittel auf Silber-, Kupfer-, Nickel- und Goldbasis verwendet. So sind beispielsweise Werkstoffe auf Silberbasis vielseitig und können für fast alle Eisen- und Nichteisenmetalle verwendet werden, während Werkstoffe auf Kupferbasis wegen ihrer guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit bevorzugt werden. Werkstoffe auf Nickelbasis eignen sich aufgrund ihrer hervorragenden Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit besonders für Hochtemperaturanwendungen.Auswahl der Lötmaterialien:
Die Wahl des Lötmaterials hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Art des Grundmaterials, die Betriebsumgebung und die mechanischen Anforderungen an die Verbindung. In der Luft- und Raumfahrt zum Beispiel, wo Gewicht und Festigkeit entscheidend sind, werden Aluminium-Silizium-Legierungen bevorzugt. Im Gegensatz dazu sind für Komponenten, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit erfordern oder in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden, Werkstoffe wie Kupfer oder Nickel möglicherweise besser geeignet.
Schlussfolgerung:
Das in der IR-Spektroskopie übliche Lösungsmittel für die Vorbereitung fester Proben ist Dichlormethan (CH2Cl2). Dieses Lösungsmittel wird aufgrund seiner Fähigkeit, eine Vielzahl organischer Verbindungen zu lösen, ausgewählt, so dass es sich für die Herstellung konzentrierter Lösungen der Probe eignet.
Erläuterung:
Löslichkeit: Dichlormethan ist ein vielseitiges Lösungsmittel, das viele organische Verbindungen auflösen kann, was für die Herstellung einer konzentrierten Lösung der Probe entscheidend ist. Diese Löslichkeit gewährleistet, dass die Probe im IR-Spektroskopie-Setup effektiv analysiert werden kann.
Absorptionsbanden: Es ist wichtig zu beachten, dass alle Lösungsmittel, einschließlich Dichlormethan, ihre eigenen charakteristischen Absorptionsbanden im IR-Spektrum haben. Dichlormethan wird jedoch häufig bevorzugt, da seine Absorptionsbanden in der Regel nicht mit den wichtigen Banden der Probe interferieren. Dies ist besonders wichtig, wenn man ein Spektrum des Lösungsmittels als Basislinie erhält, um es automatisch vom Probenspektrum zu subtrahieren und sicherzustellen, dass das resultierende Spektrum klar und interpretierbar ist.
Vermeiden von Wasser: In der Referenz wird darauf hingewiesen, dass wasserhaltige Lösungsmittel vermieden werden sollten, da sie KBr-Platten auflösen oder beschlagen können und die breite Wasserbande wichtige Banden der Verbindung verdecken kann. Dichlormethan ist wasserfrei und eignet sich daher für die IR-Spektroskopie, wenn Wasserinterferenzen ein Problem darstellen.
Praktikabilität: Die Verwendung von Dichlormethan ist auch in der Laborumgebung praktisch. Es ist leicht erhältlich und seine Handhabung ist Chemikern gut bekannt. Außerdem ist die Methode der Probenvorbereitung, bei der man entweder eine kleine Menge direkt auf die Platten gibt und einen Tropfen Lösungsmittel hinzufügt oder die Probe zuerst in einem kleinen Reagenzglas auflöst und die Lösung mit einer Pipette auf die IR-Platten überträgt, einfach und wird häufig verwendet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Dichlormethan das Lösungsmittel ist, das normalerweise in der IR-Spektroskopie für feste Proben verwendet wird, und zwar aufgrund seiner Löslichkeitseigenschaften, der minimalen Interferenz mit dem IR-Spektrum der Probe und der praktischen Erwägungen im Labor.
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