Hartmetall - Mischwerkstoffe
Eigenschaften von Hartmetall
Bei Hartmetallen handelt es sich um Verbundwerkstoffe, die in einer reinen Form nicht vorhanden sind.
Erst durch die Mischung mit anderen Stoffen entstehen Hartmetalle. Sie sind Legierungen aus metallischen Hartstoffen und
Bindematerial, meistens in der Form von Kobalt oder Nickel. Bei Hartmetallen handelt es sich nicht um „echte“ Metalle,
sondern um Carbide, die durch das Metall gebunden werden. Aufgrund der Zusammensetzung können Hartmetalle
in drei Gruppen unterteilt werden. „P-Gruppe“, „K-Gruppe“ oder „M-Gruppe“ sind
Unterscheidungen bei den Hartmetallen. Diese Gruppen werden mit Kennzahlen bezeichnet.
Die Zahl beschreibt das Verschleißverhalten und die Zähigkeit. Wenn der Verschleißwiderstand größer ist,
wird das Hartmetall trotzdem mit einer kleineren Zahl gekennzeichnet.
Eine andere Art der Aufteilung wäre in Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetalle,
Hartmetallsorten für die Stahlbearbeitung und Cermets. Bei Cermets handelt es sich um
eine Mischung aus Ceramic und Metall. Hartmetalle sind weniger hart als reine Hartstoffe,
doch sie sind zäher. Im Gegensatz zu gehärtetem Stahl oder
anderen Legierungen sind sie vergleichsweise härter, aber ebenfalls bruchempfindlicher.
Die Dichte von Hartmetallen liegt bei zwischen 12,75 bis 15,20 g/cm³. Zum Vergleich:
Andere Stähle haben eine Dichte von 7,85 g/cm3. Dadurch, dass dieses Material bis zu
900° bearbeitet werden kann, weist es eine hohe Temperaturbeständigkeit auf.
Ausgezeichnet ist es somit durch eine hohe Wärmehärte.
Gewinnung und Verwendung von Hartmetallen
Durch die Verbindung mit anderen Stoffen wie Kobalt oder Nickel entstehen Hartmetalle erst. Im ursprünglichen Zustand liegen sie in kleinen Partikeln vor und werden anschließend durch eine Matrix aus Metall zusammengehalten. Die Herstellung erfolgt in einem mehrstufigen Prozess. Zu Beginn werden die Partikel gemischt, gemahlen
und anschließend zu Granulat gefertigt. Unter Druck findet die Bearbeitung des Pulvers der Komponenten statt. Dies wird durchgeführt, bis es zu einem Granulat wird und seine Form erhält.
Beim Sintern wird es weiterverarbeitet. Als nächstes folgt die Endbearbeitung und die anschließende Beschichtung.
Überwiegend werden die Hartmetalle als Schneidstoff für Werkzeuge in der zerspanenden Bearbeitung angewendet. Darunter zählen Drehen, Fräsen oder Bohren. Ein weiterer Anwendungsbereich findet sich bei verschleißfesten Matrizen, wie beim Umformen- oder Stanzwerkzeug. Dies liegt daran, dass das Material eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aufweist.
Die Folge ist, dass sich die Standzeit der Bauteile und die der Werkzeuge deutlich erhöht.
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