Definition
Hartmetall (HM) ist ein gesinterter Werkstoff aus Wolframcarbid-Körnern (WC) in einer Cobalt-Matrix (Co). Es ist der wichtigste Schneidstoff in der modernen Zerspanung und vereint hohe Härte (bis 93 HRA) mit ausreichender Zähigkeit. Durch Beschichtungen (TiN, TiAlN, AlCrN) lässt sich die Leistungsfähigkeit weiter steigern.
Detaillierte Erklärung
Die Eigenschaften von Hartmetall werden primär durch die WC-Korngröße und den Co-Gehalt bestimmt: Mehr Cobalt = zäher, weniger Cobalt = härter. Feinstkorn-Hartmetall (WC < 0,5 µm) erreicht Härten bis 93 HRA und wird für Mikrowerkzeuge und hochgenaue Schlichtoperationen eingesetzt.
Die ISO 513 klassifiziert Hartmetall-Wendeschneidplatten in sechs Hauptgruppen nach dem zu bearbeitenden Werkstoff: P (Stahl), M (rostfreier Stahl), K (Gusseisen), N (NE-Metalle), S (Superlegierungen), H (harte Werkstoffe). Innerhalb der Gruppen gibt die Zahl (01–50) das Verhältnis von Verschleißfestigkeit zu Zähigkeit an.
Beschichtungen erhöhen die Leistung um 50–200%: CVD-Beschichtungen (TiCN + Al₂O₃ + TiN, 5–20 µm) bieten exzellenten Hitzeschutz für hohe vc. PVD-Beschichtungen (TiAlN, AlCrN, 1–5 µm) ermöglichen schärfere Kanten für unterbrochenen Schnitt und schwer zerspanbare Werkstoffe.
Arten & Varianten
ISO P — Stahl
Für unlegierte bis hochlegierte Stähle. CVD-beschichtet für hohe vc, PVD für ungünstige Bedingungen.
ISO M — Rostfreier Stahl
Austenitische und Duplex-Stähle. Hohe Wärmeentwicklung, Aufbauschneidengefahr.
ISO K — Gusseisen
Grauguss (GJL), Kugelgraphitguss (GJS). Kurzspanend, abrasiver SiC-Verschleiß.
ISO N — NE-Metalle
Aluminium, Kupfer, Messing. Scharfe, polierte Schneidkanten für hohe vc.
ISO S — Superlegierungen
Nickel-/Kobaltbasis, Titan. Höchste Anforderungen an Warmfestigkeit der Schneide.
ISO H — Harte Werkstoffe
Gehärteter Stahl > 45 HRC. CBN oder Keramik neben Hartmetall einsetzbar.
CVD-Beschichtung
Chemical Vapor Deposition bei 800–1200°C. TiCN + Al₂O₃ + TiN, 5–20 µm. Ideal für hohe vc (ISO P, K).
PVD-Beschichtung
Physical Vapor Deposition bei 400–600°C. TiAlN, AlCrN, 1–5 µm. Schärfere Kanten (ISO M, S).
Feinstkorn-Hartmetall
WC-Korngröße < 0.5 µm für maximale Härte und Schneidkantenqualität.
Formel
Normen & Standards
Klassifikation und Anwendung von Hartmetallen — Gruppen P, M, K, N, S, H.
Hartmetalle — metallographische Bestimmung der Mikrostruktur.