Welches Hartmetall sollte verwendet werden?

Hartmetalle sind äußerst wichtige Werkstoffe, die häufig für die Herstellung von Schneidwerkzeugen und verschleißfesten Komponenten verwendet werden. Sie kombinieren Karbidpartikel mit hoher Härte mit einer zähen Metallmatrix, um eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Schneidfähigkeit zu gewährleisten, was sie weithin einsetzbar macht.

Wolfram-Kobalt-Karbide.

Wolfram-Kobalt-Karbide (WC-Co, ISO P) gehören zu den am häufigsten verwendeten Wolfram-Kobalt-Karbiden. Diese Legierung besteht in erster Linie aus Wolframkarbid (WC)-Partikeln, die mit Kobalt (Co) als Bindemittel gebunden sind. Sie hat bei Raumtemperatur eine Härte von 89 bis 91 HRA und ist hitzebeständig bis 800 bis 900°C. Wolframkobaltkarbide bieten eine gute Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit und eignen sich daher zum Schneiden spröder Werkstoffe sowie zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen. Sie weisen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf, was sie für die Herstellung von Formen und Schneidwerkzeugen geeignet macht, wie z. B. Stanzwerkzeugteile, Strangpresswerkzeuge, Bohrer, Fräser und Drehwerkzeuge.

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Wolfram-Titan-Kobalt-Karbide.

Wolfram-Titan-Kobalt-Karbide (WC-TiC-Co, ISO K) sind typische Vertreter der Wolfram-Titan-Kobalt-Karbide. Sie ähneln den Wolframkobaltkarbiden, enthalten jedoch Titankarbid (TiC), um die Hochtemperaturleistung der Legierung und die Stabilität der Schneidkanten zu verbessern. Diese Art von Hartmetall enthält 5% bis 30% TiC. Da TiC im Vergleich zu WC eine höhere Härte und einen höheren Schmelzpunkt hat, weisen Wolfram-Titan-Kobalt-Karbide eine höhere Härte, Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit im Bereich von 900 bis 1000 °C auf. Allerdings sind ihre Biegefestigkeit und Kerbschlagzähigkeit geringer. Wolfram-Titan-Kobalt-Hartmetalle eignen sich vor allem für die Bearbeitung von Kunststoffen, da sich Stahl und seine Legierungen bei der Bearbeitung stark plastisch verformen, was zu höheren Schnitttemperaturen führt, die eine bessere Wärme- und Verschleißbeständigkeit des Werkzeugmaterials erfordern. Ein höherer TiC-Gehalt verbessert die Verschleißfestigkeit und die Wärmebeständigkeit, verringert jedoch die Festigkeit und erhöht die Sprödigkeit. Sorten mit niedrigerem TiC-Gehalt werden für die Schruppbearbeitung bevorzugt, während Sorten mit höherem TiC-Gehalt für die Fertigbearbeitung bevorzugt werden. Mit steigendem TiC-Gehalt nimmt jedoch die Wärmeleitfähigkeit der Legierung ab, was sie anfällig für Risse beim Schweißen und Schleifen macht. Daher ist bei der Verwendung besondere Vorsicht geboten. Wolfram-Titan-Kobalt-Hartmetalle werden häufig für die Herstellung von Schneid- und Hobelwerkzeugen verwendet.

Wolfram-Titan-Tantal-(Niob-)Karbide.

Wolfram-Titan-Tantal-(Niob-)Karbide (WC-TiTa, ISO M) enthalten als Hauptbestandteil Wolfram-Titan-Karbid (W,Ta)C-Partikel, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen. Sie eignen sich nicht nur für die Herstellung von Schneidwerkzeugen, sondern auch für verschleißfeste Teile wie Bohrer, Bergbauwerkzeuge und Bohrgeräte. Wolfram-Titan-Tantal-(Niob-)Karbide weisen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf und eignen sich daher für die Bearbeitung harter und verschleißfester Werkstoffe wie Gusseisen, legierter Stahl, Quarz und Keramiken.

Andere Karbide.

Neben den oben genannten gängigen Hartmetallsorten gibt es noch einige Speziallegierungen wie Wolfram-Molybdän-Hartmetalle (WC-Mo, ISO N) und Wolfram-Eisen-Hartmetalle (WC-Fe, ISO S). Wolfram-Molybdän-Karbide weisen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf und eignen sich daher für die Bearbeitung harter und verschleißfester Werkstoffe. Wolfram-Eisen-Karbide besitzen eine hohe Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit und eignen sich daher zum Schneiden spröder Werkstoffe.

Wie wählt man Hartmetalle aus?

Die Wahl des geeigneten Hartmetalls hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen und Arbeitsbedingungen ab. Im Folgenden sind einige Faktoren aufgeführt, die bei der Auswahl von Hartmetallen zu berücksichtigen sind:

1. Material des Werkstücks: Verschiedene Hartmetallsorten eignen sich für die Bearbeitung unterschiedlicher Materialien. Wählen Sie die entsprechende Hartmetallsorte anhand der Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit des Werkstückmaterials aus.
2. Bearbeitungsvorgang: Wählen Sie geeignete Hartmetallwerkzeuge oder verschleißfeste Komponenten je nach den spezifischen Bearbeitungsvorgängen wie Schneiden, Bohren, Fräsen usw. Berücksichtigen Sie Faktoren wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Schnittverfahren.
3. Arbeitsbedingungen: Berücksichtigen Sie die Temperatur-, Druck- und Schmierungsbedingungen der Arbeitsumgebung. Bestimmte Karbide weisen eine bessere Hitze- und Korrosionsbeständigkeit auf und sind daher für Hochtemperatur- oder korrosive Arbeitsumgebungen geeignet.
4. Kostenfaktoren: Verschiedene Hartmetallsorten haben unterschiedliche Preise. Wählen Sie ein wirtschaftlich sinnvolles Hartmetall auf der Grundlage des Budgets und der Leistungsanforderungen.
5. Herstellerempfehlungen: Es ist ratsam, sich auf die Empfehlungen und technischen Spezifikationen der Hartmetallhersteller. Sie können detailliertere Anleitungen für spezifische Anwendungen anbieten.

Bei der Auswahl des geeigneten Hartmetalls müssen also zahlreiche Aspekte wie Materialeigenschaften, Bearbeitungsanforderungen, Arbeitsumgebung und wirtschaftliche Faktoren berücksichtigt werden. Im Zweifelsfall oder bei spezifischen Anforderungen empfiehlt es sich, mit Hartmetallherstellern oder Branchenexperten Rücksprache zu halten, die Ihnen maßgeschneiderte Empfehlungen auf der Grundlage Ihrer spezifischen Anforderungen geben können.