Das tribologische Profil von binderlosem NbC und mit 8% bzw. mit 12% Cobalt oder 12% Fe3Al gebundenem NbC wird unter unidirektionaler Gleitreibung (v= 0,1-10 m/s, T= 22°C und 400°C) und unter oszillierender Gleitreibung vergleichend gegenüber Ingenieurkeramiken und Hartmetallen dargestellt. Zusätzlich werden die 4-Punkt-Biegebruchfestigkeit, elastische Eigenschaften (E,G) bis 1.000�C die lastabhängige Mikrohärte sowie die Phasenzusammensetzung und Gefügestrukturen vorgestellt. Die Verschleißkoeffizienten des binderlosen NbC lagen bei T unterhalb von 10-6 mm³/N?m, während diejenigen der cobaltgebundenen NbCs mit ansteigender Gleitgeschwindigkeit von 2-4 10-6 mm³/N?m bei 0,1 m/s auf 5-7 10-7 mm³/N.m bei 10 m/s abnahmen. Die Verschleißkoeffizienten bei 400°C lagen für die NbCs generell unterhalb von 10-6 mm³/N.m. Das tribologische Lasttragevermögen im Trockenlauf, ausgedrückt als PV-Wert, nimmt mit ansteigender Gleitgeschwindigkeit auf 100 W/mm² zu. Bedingt durch die geringe Löslichkeit von NbC in Legierungen offenbarten erste Zerspanversuche mit verschiedenen Stählen eine gegenüber WC-basierten Schneidstoffen signifikant angehobene Zerspanungsvolumina. Somit offenbart NbC in offenen und geschlossenen Tribosystemen Anwendungspotentiale.
The tribological and mechanical properties of niobium carbides (NbC) bonded with cobalt of Fe3Al
(2014)
The tribological and mechanical properties of niobium carbide bonded with 8 vol.-% (NbC-8Co), 12 vol.-% of cobalt (NbC-12Co) or 12 vol.-% of Fe3Al (NbC-12Fe3Al) are presented. Rotating discs made of metal-bonded niobium carbide were mated against alumina (99.7%) under unlubricated (dry) unidirectional sliding tests (0.1 m/s to 12.0 m/s; 22 °C and 400 C) as well as in oscillation tests (f=20 Hz, Δx=0.2 mm, 2/50/98% rel. humidity, n=105/106 cycles). Microstructure and phase compositions were determined as well. The tribological data obtained were benchmarked with different ceramics, cermets, hard metals and thermally sprayed coatings, where NbC bonded with 8% and 12% Co presented above 7 m/s the lowest wear rates so far in such a benchmark. Binderless NbC (HP-NbC1) and the metal-bonded NbCs exhibited low wear rates under dry sliding associated with P·V high load carrying capacities. NbC-based hard metal bonded with 12 vol.-% of Fe3Al resulted in a higher hardness level than for 12 vol.-% cobalt. The tribological profile established revealed a strong position of NbC-bearing materials under tribological considerations and for closed tribosystems against established reference tribo-couples.