1. Kernpositionierung: Der grundlegende Unterschied zwischen YG und YN
(A) Zusammensetzung durch Nomenklatur enthüllt
- YG-Serie (WC-Co-Hartmetalle): Basierend auf Wolframkarbid (WC) als harter Phase mit Kobalt (Co) als Bindemittel (z. B. enthält YG8 8 % Co), konzipiert für Zähigkeit und Wirtschaftlichkeit.
- YN-Serie (TiC-basierte Hartmetalle): Es gibt zwei Typen: reine TiC-basierte (z. B. YN10 mit Ni-Mo-Bindemittel) oder WC-TiC-Verbundwerkstoffe (z. B. YN6 mit Co-Ni-Bindemittel), optimiert für hohe Härte, Hitzebeständigkeit und Anwendungen in besonderen Umgebungen.
(B) Beurteilung des anfänglichen Anwendungsszenarios
- YG zeichnet sich in weichen Materialien und bei Stoßbelastungen aus: Ideal für Gusseisen, Nichteisenmetalle (Aluminium, Kupfer) und Anwendungen, die Stoßfestigkeit erfordern, wie z. B. geologisches Bohren und Stanzwerkzeuge.
- YN ist auf harte Materialien und extreme Umgebungen spezialisiert: Perfekt für die Endbearbeitung von Kohlenstoffstahl/gehärtetem Stahl, Hochtemperatur-Korrosionsumgebungen (Chemie, Luft- und Raumfahrt) und nichtmagnetische elektronische Bauteile.
2. Detaillierter Vergleich: Von der Zusammensetzung über die Leistung bis zur Anwendung
(A) Zusammensetzung: Der chemische Code der Bindemittel und harten Phasen
1. YG-Serie: Der Zähigkeitschampion des reinen WC-Co-Systems
- Kernformel: 85 % - 94 % WC, 6 % - 15 % Co (z. B. YG15 mit 15 % Co), kein Titan (Ti), Dichte 13,9 - 14,8 g/cm³ (Schwermetalllegierung).
- Mikrostruktureller Vorteil: Die Duktilität von Co verleiht eine ausgezeichnete Biegefestigkeit (YG8 erreicht 2300 MPa). Feinkornsorten (z. B. YG3X) erhöhen die Härte auf 92 HRA durch Verfeinern der WC-Körner, wodurch Verschleißfestigkeit und Ausbruchfestigkeit ausgeglichen werden.
2. YN-Serie: Leistungsdurchbruch bei TiC-basierten Legierungen
- TiC-basierte Legierungen (z. B. YN10): Über 90 % TiC, 10 % Ni-Mo-Bindemittel, Dichte nur 5,5 - 6,0 g/cm³, Härte 92 - 95 HRA, Aufrechterhaltung der Schneidfähigkeit bei 1200℃ mit hervorragender Beständigkeit gegen Kraterverschleiß.
- WC-TiC-Verbundwerkstoff (z. B. YN6): 92 % WC dominant, 2 % Ni + 6 % Co hinzugefügt, integriert die Zähigkeit von YG (1800 MPa Biegefestigkeit) und die Korrosionsbeständigkeit von YN für mittelbelastete Säure-/Alkali-Szenarien.
(B) Leistungsunterschiede: Schlüsselvariablen für die Bearbeitungseffizienz und Werkzeugstandzeit
1. Härte und Verschleißfestigkeit: YN setzt den Maßstab für Präzisionsbearbeitung
- YG-Härte: 89 - 91 HRA (YG3X Feinkorn erreicht 92 HRA), geeignet für Oberflächenverschleiß bei der Grobbearbeitung von Gusseisen.
- YN reine TiC-basierte Härte: 91 - 95 HRA, verlängert die Werkzeugstandzeit um das 3-5-fache im Vergleich zu YG bei der Bearbeitung von gehärtetem Stahl (60 HRC). Geringerer Reibungskoeffizient (0,3 gegenüber 0,5 von YG) reduziert die thermische Beschädigung des Werkstücks.
2. Zähigkeit und Schlagfestigkeit: YG führt beim intermittierenden Schneiden
- Das Kobalt von YG bietet eine Schlagzähigkeit von 4-8 J/cm² (YG20C bei 6 J/cm²), wodurch das Ausbruchrisiko beim intermittierenden Schneiden (z. B. Fräsen von Gusseisen oder Schmiederohlingen) um 40 % reduziert wird.
- YN rein TiC-basiert hat eine geringere Zähigkeit (1500 MPa Biegefestigkeit), aber der Verbundwerkstoff YN15 erhöht die Biegefestigkeit durch Zugabe von WC und Co auf 2000 MPa und erfüllt die Anforderungen an die Schwingungsdämpfung beim kontinuierlichen Schneiden mit geringer Belastung.
3. Hitzebeständigkeit und chemische Stabilität: YN ist Vorreiter bei der Hochtemperaturbearbeitung
- YG Rotgluthärte: 600 - 800℃, wobei Co leicht Bindungen mit Eisenmetallen eingeht, was zu Werkzeugaufbauschneiden führt.
- YN rein TiC-basiert hält 1000 - 1300℃ stand, wobei das Ni-Mo-Bindemittel der Oxidation widersteht. Die geringe Affinität von TiC zu Stahl verbessert die Antihaftleistung beim Bearbeiten von Edelstahl um 60 %, geeignet für Hochgeschwindigkeitszerspanung (lineare Geschwindigkeit ≥ 200 m/min).
(C) Anwendungsszenarien: Die „Multiple-Choice“ für Präzisionsbearbeitungsanforderungen
1. YG-Serie: Kostengünstige Wahl für Nichteisenmetalle und allgemeine Bearbeitung
- Gusseisenbearbeitung: YG6/YG8 zum Schruppen von Grauguss (Vorschub >0,3 mm/U); YG15 zum unterbrochenen Fräsen von duktilem Gusseisen, wodurch die Schlagfestigkeit um 30 % verbessert wird.
- Formenbau: Hoch-Co-Sorten wie YG20C (20 % Co) für Kaltfließpresswerkzeuge, die einer Druckspannung von >2000 MPa standhalten und 5x länger halten als HSS-Formen.
- Geologisches Bohren: YG11C Bohrzähne reduzieren den Gesteinsaufprallbruch um 25 % bei der Schiefergasgewinnung und erhöhen die Bohreffizienz um 15 %.
2. YN-Serie: Leistungsführer für die Stahlendbearbeitung und spezielle Umgebungen
- Präzisionsbearbeitung von gehärtetem Stahl: YN10 Drehmeißel bearbeiten 58 HRC Lagerstahl bei 150 m/min und erreichen eine Oberflächenrauheit von Ra0,4 μm, was der Präzision des Schleifens entspricht.
- Korrosionsbeständige Teile in der chemischen Industrie: YN6 Dichtungsringe zeigen eine Korrosionsrate von nur 0,05 mm/Jahr in 10 % Salzsäure und halten 3x länger als YG-Dichtungen.
- Nichtmagnetische elektronische Bauteile: YN15 nichtmagnetische Legierung (Permeabilität <1,0001) für MRT-Geräteteile, wodurch magnetische Störungen mit einem Präzisionsfehler <0,001 mm vermieden werden.
3. Auswahlhilfe: 4 Schritte zum optimalen Material
(A) Schritt 1: Werkstückmaterialeigenschaften definieren
- Gusseisen/Aluminium/Kupfer/Nichtmetalle → YG priorisieren (YG8 für Wirtschaftlichkeit, YG6X Feinkorn für die Endbearbeitung).
- Kohlenstoffstahl/legierter Stahl/gehärteter Stahl/Edelstahl → YN priorisieren (reines TiC-basiertes YN10 für Hochgeschwindigkeitsendbearbeitung, Verbundwerkstoff YN6 für allgemeine Anwendungen mit mittlerer Belastung).
(B) Schritt 2: Schnittbedingungen bewerten
- Intermittierendes Schneiden/Hochleistungsbearbeitung: YG-Serie (die Biegefestigkeit von YG15 von 2250 MPa bietet 40 % höhere Schlagfestigkeit als YN).
- Kontinuierliche Endbearbeitung/Hochgeschwindigkeitszerspanung: YN-Serie (die Hitzebeständigkeit von YN10 erhöht sich um 50 %, die Schnittgeschwindigkeit erreicht 250 m/min).
(C) Schritt 3: Umweltanforderungen berücksichtigen
- Hochtemperatur-/Korrosions-/nichtmagnetische Umgebungen: YN-Serie (YN15 widersteht 600℃ + Säuren/Basen; YN6 erfüllt die nichtmagnetischen Anforderungen für Elektronik).
- Konventionelle Umgebungen/kostenempfindlich: YG-Serie (20 % - 30 % niedrigere Kosten als YN, ideal für Großeinkäufe).
(D) Schritt 4: Vergleichstabelle für typische Sorten als Referenz
| Anwendungsszenario | Empfohlene Sorte | Kernvorteile | Vergleich der Bearbeitungseffizienz |
|---|---|---|---|
| Schruppen von Gusseisen | YG8 | Schlagfestigkeit + Verschleißfestigkeit, niedrige Kosten | Werkzeugstandzeit >8h bei 0,5 mm/U Vorschub |
| Endbearbeitung von gehärtetem Stahl | YN10 | Hohe Härte + Hitzebeständigkeit, Ra0,8 μm Oberflächengüte | Stabile Präzision bei 200 m/min |
| Korrosionsbeständige chemische Ventilsitze | YN6 | Säure-/Alkalibeständigkeit + mittlere Zähigkeit | Lebensdauer >2 Jahre in korrosiven Umgebungen |
| Hochbelastbare Kaltfließpresswerkzeuge | YG20C | Hohe Co-Zähigkeit, Anti-Ausbruch | >100.000 Stanzzyklen |
4. Fazit: Wählen Sie das richtige Hartmetall, um die Bearbeitungseffizienz zu steigern
YG und YN sind keine gegensätzlichen Optionen, sondern „Präzisionswerkzeuge“ für verschiedene Bearbeitungsszenarien: YG deckt die allgemeine Bearbeitung mit Wirtschaftlichkeit und Zähigkeit ab, während YN mit hoher Leistung Durchbrüche bei schwierigen Materialien und extremen Umgebungen erzielt. Ob es sich um eine stabile Leistung für die Gusseisenbearbeitung, das Präzisionsstreben nach der Endbearbeitung von gehärtetem Stahl oder die langfristige Haltbarkeit in korrosiven Umgebungen handelt, die Klärung der Anforderungen und die Abstimmung der Logik von Zusammensetzung, Leistung und Anwendung maximieren den Wert von Hartmetallen.
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