Hartmetall

Hartmetalle sind Verbundwerkstoffe aus Metallartigen Carbiden, die mit dem Sinterverfahren hergestellt werden. Sie werden als Schneidstoffe für die zerspanende Bearbeitung in Form von Wendeschneidplatten oder Vollhartmetall Werkzeugen eingesetzt.

Eigenschaften von Hartmetall

Hartmetall besitzt vielseitige Eigenschaften. So verfügt dieser Verbundwerkstoff über eine hohe Warmhärte. Das macht ihn Temperaturbeständig bis etwa 1000°C. Des Weiteren verfügt der Schneidstoff über eine hohe Verschleißfestigkeit, sowie eine hohe Druckfestigkeit. Hartmetall ist für seine chemische Beständigkeit bekannt.

  • Temperaturbeständigkeit bis 1000°C
  • Hohe Verschleißfestigkeit
  • Hohe Druckfestigkeit
  • Chemische Beständigkeit

Herstellung

Die Herstellung von Hartmetall findet in mehreren Arbeitsschritten statt. Dabei werden zunächst die verschiedenen Bestandteile des Hartmetalls in einem mehrstündigen Prozess gemischt und zu einem feinen Pulver zermahlen. Die Hauptbestandteile sind hier meist Wolframcarbid und Kobalt.

Das feine Pulver wird im nächsten Schritt unter hohem Druck in die gewünschte Form gepresst (dem sogenannten Grünling) und für das Backen im Sinterofen vorbereitet. Je nach Sinterverfahren, wird beim Formpressen zusätzlich ein Bindemittel zugeführt um ein aneinanderhaften der Pulverpartikel zu gewährleisten.

Beim nun eigentlichen Sintern, werden die Grünlinge (Rohlinge) in einem Sinterofen, unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffs gebacken. Dieser Vorgang findet unter einer Schutzatmosphäre statt. Beim Sintern nimmt der Grünling an Dichte und Festigkeit zu, wodurch er im Verlauf des Prozesses etwa 50% seiner ursprünglichen Größe verliert.

Im weiteren Arbeitsprozess wird der Rohling geschliffen und auf Maß gebracht. Je nach Anforderung wird das Hartmetallwerkzeug noch beschichtet. Ziel des Beschichten ist es, das Hartmetallwerkzeug verschleißfester und widerstandsfähiger gegen äußere Einflüsse zu machen.

Anwendungsgebiete

Hartmetall findet als Schneidstoff Anwendung in der Zerspanenden Bearbeitung von Metallen und anderen Werkstoffen. Besonders in den drei Bearbeitungsverfahren Drehen, Fräsen und Bohren wird gerne auf Werkzeuge aus Hartmetall zurückgegriffen.

Hier haben sich unterschiedliche Ausführungen etabliert. Eine Variante stellen Drehmeißel, Fräser und auch Bohrer mit Hartmetall Wendeschneidplatten dar. Diese sind sehr beliebt, da sie durch die Möglichkeiten verschlissene Schneiden schnell wechseln zu können, eine wirtschaftliche Alternative zu anderen Schneidstoffen darstellen.

Fräser und Bohrer werden auch als Vollhartmetall Werkzeuge angeboten. Hierbei ist das gesamte Werkzeug aus dem Schneidstoff gefertigt und kann folglich nachgeschliffen werden.

Hartmetall schleifen

Die Vorgehensweise beim Schleifen von Schneiden aus Hartmetall ist anders, da es sich beim dem Verbundwerkstoff um keinen Stahl handelt. Daher wird für den Schleifvorgang eine Schleifscheibe aus Siliziumkarbid benötigt. Diese sollte rund laufen. 

Das Schärfen der Schneide erfolgt im Trockenschliff, da starke  Temperaturschwankungen zur Bildung von Rissen beitragen können und die Schneide unbrauchbar machen. Nur wenn ein gleichbleibender, auf die Schneide gerichteter Kühlstrom gewährleistet werden kann, ist das Nachschleifen im Nassschliff möglich. 

Der Freiwinkel bei Hartmetallschneiden beträgt 6°- 8°.  Dieser sollte unbedingt eingehalten werden. Bei einem kleineren Freiwinkel, besteht die Gefahr, dass die Freifläche an das Werkstück drückt und Funken erzeugt.  

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