Hartmetall ist kein natürlich vorkommendes Metall, sondern eine Legierung, die aus einem metallischen Hartstoff und einem Bindemetall besteht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Metalllegierungen werden beim Hartmetall die Bestandteile als Pulver zu einem sogenannten Grünling zusammengepresst und später gesintert. 1923 wurde das erste Patent für gesintertes Hartmetall von Karl Schröter und Heinrich Baumhauer angemeldet, welches dann an die Firma Osram verkauft wurde. Zwar hatten Lohman und Voigtländer schon 1914 ein Patent für gegossenes Hartmetall angemeldet, doch erst das Verfahren des Sintern brachte den Durchbruch für das Hartmetall. Sintern ist ein Prozess, bei dem unter Abschluss von Sauerstoff mit hohen Temperaturen bis zu 1.500 °C und Druck die Bestandteile des Hartmetalls miteinander verbunden werden. Dabei verbinden sich der Hartstoff und das jeweilige Bindemetall zu einer festen Metallmatrix. Dadurch sind Hartmetalle deutlich härter und verschleißfester als gewöhnliche Metalle und Legierungen, aber auch bruchempfindlicher.
Bestandteile von Hartmetall
Hartmetall besteht immer aus der Verbindung eines Hartstoffs, auch als Carbid bezeichnet, mit einem Bindemetall. Als Hartstoff verwendet man meistens Wolframcarbid (WC). Weitere Hartstoffe können aber auch z.B. Titan (TiC), Tantal (TaC) oder Chrom (CrC) sein. Das häufigste Bindematerial ist Kobalt (Co). Ne nach gewünschten Eigenschaften wie z.B. eine höhere Korrosionsbeständigkeit oder ein nicht magnetisches Hartmetall, können auch Nickel (Ni), Eisen (Fe) und Nickel-Chrom (NiCr) zum Einsatz kommen.
Einsatz von Hartmetall
Hartmetalle werden hauptsächlich für die Werkzeugherstellung von z.B. Bohrern oder Fräsern verwendet. Dank der besonderen Härte des Metalls und der hohen Temperaturbeständigkeit eignet sich Hartmetall in besonderem Maße für den Einsatz als spanendes Werkzeug. Um Kosten zu sparen und die Effektivität der Werkzeuge zu erhöhen, kommen häufig auch Wendeschneidplatten aus Hartmetall zum Einsatz. Wendeschneidplatten sind kleine Platten, die meistens mehrere Schneidkanten besitzen und an einem Werkzeughalter angebracht werden. Diese können nach Verschleiß der Kanten gewendet oder ausgetauscht werden.
Bearbeitung von Hartmetall
Hartmetall kann je nach Zusammensetzung über unterschiedliche Härten verfügen. Man unterscheidet deshalb grundsätzlich zwischen weichen Sorten und hochverschleißfesten Sorten. Die Härte des Metalls wird in Vickers gemessen und mit dem Vickers-Eindruck-Verfahren bestimmt. In jedem Fall setzt die besondere Härte des Metalls aber eine spezielle Bearbeitungsform voraus. Deshalb wird Hartmetall in den meisten Fällen mit Diamantwerkzeugen geschliffen oder mittels Funkenerosion bearbeitet.
Beim Schleifen von Hartmetall kann es passieren, dass das Bindemittel Kobalt aus dem Metall ausgewaschen wird. Da Kobalt aber ein gesundheitsgefährdender Stoff ist, der vom Körper nicht abgebaut werden kann, sollte unbedingt ein spezieller Kühlschmierstoff verwendet werden, der durch Zugabe besonderer Inhaltstoffe diese Kobalt Auswaschung (Kobalt-Leaching) verhindert.
