Hartmetall – Werkstoff für höchste Präzision und Belastbarkeit
Hartmetall ist ein Verbundwerkstoff, der aus Wolframcarbid (WC) und einem metallischen Bindemittel – meist Kobalt, seltener Nickel – besteht. Diese Kombination macht Hartmetall zu einem der härtesten und verschleißfestesten Materialien, die industriell genutzt werden. Es vereint extreme Härte mit einer gewissen Zähigkeit und ist daher ideal für Werkzeuge, Schneidplatten und Präzisionsbauteile, die unter hohen Belastungen und Temperaturen arbeiten müssen.
Einflussfaktoren auf die Eigenschaften von Hartmetall
Die Leistungsfähigkeit von Hartmetall wird durch mehrere Parameter bestimmt:
Korngröße des Wolframcarbids
Die Korngröße beeinflusst direkt die Härte und Verschleißfestigkeit.
- Ultrafein (<0,8 µm): Höchste Härte und Verschleißfestigkeit, ideal für Anwendungen mit extremem Abrieb.
- Fein bis submikron: Gute Balance zwischen Härte und Zähigkeit.
- Grob (>3 µm): Weniger hart, aber deutlich höhere Bruchfestigkeit und Risszähigkeit – ideal für schwere Belastungen
Bindemittelanteil (Kobalt oder Nickel)
Das Bindemittel sorgt für Zähigkeit.
- Niedriger Anteil (3–6 %): Maximale Härte, aber spröder.
- Hoher Anteil (15–22 %): Mehr Zähigkeit, weniger Härte – für Anwendungen mit Stoßbelastung.
Härte und Verschleißfestigkeit
Hartmetall erreicht Härtewerte von 890 bis 2000 HV30 (Vickers-Härte). Je feiner die Körnung und je geringer der Binderanteil, desto härter und verschleißfester ist das Material.
Biegebruchfestigkeit und Risszähigkeit
Diese Werte bestimmen die Widerstandsfähigkeit gegen Bruch. Typische Biegebruchfestigkeit liegt zwischen 3.400 und 4.500 N/mm², die Risszähigkeit zwischen 8 und >20 N/mm²·m½.
Nickelgebundenes Hartmetall – die nichtmagnetische Alternative
Neben Kobalt wird in speziellen Hartmetallsorten auch Nickel als Bindemittel eingesetzt. Nickelgebundene Hartmetalle sind nicht magnetisch und zeichnen sich durch eine höhere Korrosionsbeständigkeit aus. Dadurch eignen sie sich ideal für Anwendungen in der Medizintechnik, der Lebensmittelindustrie oder überall dort, wo Magnetismus und Korrosion ein Problem darstellen könnten.