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Kristallstruktur
Wolframcarbid
Allgemeines
Name Wolframcarbid
Andere Namen

Widia
Verhältnisformel WC
CAS-Nummer 12070-12-1
Eigenschaften
Molare Masse 195,86 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Dichte 15,63 g·cm−3 (15 °C)[1]
Schmelzpunkt 2870 °C[1]
Siedepunkt 6000 °C[1]
Löslichkeit

unlöslich in Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine Gefahrensymbole
R- und S-Sätze R: keine R-Sätze
S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Wolframcarbid ist eine nichtoxidische Keramik und entsteht aus den chemischen Elementen Wolfram und Kohlenstoff. Es handelt sich um Einlagerungsmischkristalle. Dabei lagern sich durch Aufkohlen Kohlenstoffatome zwischen die Gitterplätze des Wolframs ein. Die Reaktion verläuft über W2C zu WC. Wolframcarbid entsteht auch durch Reduktion von Wolframoxiden mit Kohlenstoff. Aus diesem Grund wird zur Herstellung von Wolfram Wasserstoff als Reduktionsmittel angewandt. Wolframcarbid ist sehr hart und wird daher als Material für Werkzeuge eingesetzt.

Geschichte [Bearbeiten]

Wolframcarbid wurde erstmals 1914 hergestellt. Es zeichnet sich durch besondere Härte aus, die beinahe so hoch ist wie die von Diamant. Daher stammt der Markenname Widia für Hartmetallwerkzeug der Fa. Krupp. 1929 wurde Pobedit in der UdSSR von der gleichnamigen Firma entwickelt.

Bearbeitung [Bearbeiten]

Das Bearbeiten von WC-Hartmetallen ist nur durch Schleifen möglich. Für den Einsatz als WC-Hartmetall werden ca. 6 Massen-% Cobalt als Bindephase zugesetzt. Die Korngröße von WC-Hartmetallen mit 6 bis 10 % Cobalt als Bindemittel beträgt ungefähr 0,5 bis 1,2 Mikrometer. Die Verarbeitung von WC-Hartmetall erfolgt durch Mischen, Mahlen, Grünsintern, Brennen oder Heißisostatisches Pressen (HIPen) bei 1600 bar und 1600 °C. In Spezialfällen werden Kugeln aus Hartmetall mittels Laser durchbohrt (Bohrungsdurchmesser kleiner als 0,25 mm).

Eckdaten:

  • Biegebruchfestigkeit > 3500 N/mm2
  • Druckfestigkeit bis 6 · 109 Pa
  • Dichte ca. 16 g·cm−3
  • Mohs-Härte = 9,5

Anwendungen [Bearbeiten]

WC-Hartmetall wird als Werkzeugschneide benutzt (Wendeschneidplatten) und als Werkstoff für hochbelastete Bauteile wie Druckstöcke oder Umformwerkzeuge.

Im Uhrenbau wurde Wolframcarbid für die Marke RADO DiaStar eingesetzt. Aufgrund der Härte des Materials und dem damit verbundenen Arbeitsaufwand wurde die Produktion jedoch wieder eingestellt.

Aus Wolframcarbid bestehen auch die Kugeln in Kugelschreibern.

Darüberhinaus kann es als Neutronenreflektor in Kernwaffen eingesetzt werden, um die kritische Masse herabzusetzen. Des Weiteren fand das Material im Zweiten Weltkrieg sowohl auf Seiten der Alliierten als auch der Achsenmächte Verwendung als Kernmaterial in panzerbrechenden Geschossen (APFSDS), wo es gehärteten Stahl verdrängte. In den 1960er Jahren wurde für diesen Zweck zunehmend abgereichertes Uran eingesetzt.

Gesundheitliche Risiken [Bearbeiten]

Der Umgang mit Hartmetall erfordert besondere Arbeitsschutzmaßnahmen, denn lungengängige Wolframcarbid-Cobalt-Stäube können Lungenfibrose verursachen.

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