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Hartmetallwerkzeuge -HM

Hartmetallwerkzeuge - HM

 

Unter Hartmetallen versteht man gesinterte Carbidhartmetalle. Kennzeichnend für die Hartmetalle sind sehr hohe Härte, Verschleißfestigkeit und besonders die hohe Warmhärte. Sie finden daher eine ausgedehnte Anwendung in der Bestückung von Werkzeugen und Teilen für die Zerspanung, spanlose Formgebung und bei reibendem Verschleiß. Hartmetall gehört den Verbundwerkstoffen an.
Hartmetall besteht meistens aus 90–94 % Wolframcarbid (Verstärkungsphase) und 6–10 % Cobalt (Matrix, Bindemittel, Zähigkeitskomponente). Die Wolframcarbidkörner sind durchschnittlich etwa 0,5–1 Mikrometer groß. Das Cobalt füllt die Zwischenräume.
Gegossenes Hartmetall, das noch sehr viel in der Bearbeitung von frischem Holz verwendet wird, bezeichnet man als Stellite. Der Vorteil von Stellite bei einer Holzsägeanwendung ist, dass es vergleichsweise einfach auf den Sägengrundkörper aufzulöten ist. Anschließend kann es mit kostengünstigen Schleifscheiben in die gewünschte Geometrie geschliffen werden. Stellitsägen können öfter geschärft werden als Hartmetallsägen.
Hartmetalle sind nicht so zäh wie Schnellarbeitsstähle (HS, alte Bez. S), ertragen aber viel höhere Schnitttemperaturen (Temperaturbeständigkeit 1100–1200 °C) und damit noch höhere Schnittgeschwindigkeiten (~40–350 m/min) als Schnellarbeitsstähle. Sie sind im Gegensatz zu Schnellarbeitsstahl nur durch Schleifen bearbeitbar. Sie haben hohe Druckfestigkeit (4000–5900 N/mm² bzw. MPa), mittlere Biegefestigkeit (800–2200 N/mm² bzw. MPa), hohe Dichte (6,0–15,0 kg/dm³) und E-Moduli von 430.000 bis 630.000 N/mm² bzw. 430 bis 630 GPa. Durch ihre hohe Härte (Vickershärte HV30: 1300–2400) sind Hartmetalle spröde, d. h. empfindlich gegen Schlag und Stoß sowie gegen plötzliche Temperaturwechsel (sogenannte Thermoschock-Empfindlichkeit).
Zur Optimierung verringert man die Korngrößen, was höheren Aufwand zur Herstellung der Vormaterialien voraussetzt und die Kosten in die Höhe treibt. Eine kleinere Korngröße führt zu höherer Zähigkeit, höherer Härte und höherer Bruchdehnung. Faustformel: 1/4 der ursprünglichen Korngröße ergibt doppelt so hohe Bruchdehnungen. Leider sind dieser Möglichkeit von der Strukturmechanik her bei etwa 50 nm Grenzen gesetzt.
Hartmetalle haben beim Heimwerken eher eine untergeordnete Bedeutung, es sein denn man bearbeitet viel Metall oder sehr harte Holz. In der Metallverarbeitung ist es allerding nicht mehr wegzudenken

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