Hartmetall
Hartmetall ist ein hochleistungsfähiges Material, das sich durch seine außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit auszeichnet. Besonders in der Industrie hat sich dieses Material als unverzichtbar erwiesen. Unternehmen wie die HAILTEC GmbH nutzen Hartmetall für verschiedene Bearbeitungsverfahren, um hochpräzise Metallkomponenten herzustellen.
Was ist Hartmetall?
Hartmetall ist ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff, bestehend aus extrem harten Hartstoffen (meist Wolframcarbid) und einer metallischen Bindematrix (z. B. Kobalt oder Nickel). Diese Werkstoffkombination sorgt für eine außergewöhnliche Härte bei gleichzeitiger Zähigkeit, wodurch sich Hartmetall optimal für Hochleistungsanwendungen eignet.
Geschichte und Entwicklung von Hartmetall
Die ersten Forschungen zu Hartmetall begannen bereits im späten 19. Jahrhundert mit der Entdeckung von Wolframcarbid. In den 1920er Jahren wurde erstmals ein Verfahren entwickelt, um durch Sintern formstabile und belastbare Hartmetall-Werkstoffe herzustellen. Heute kommt das Material in verschiedensten Industrien zum Einsatz, darunter Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik.
Herstellung von Hartmetall
Sinterverfahren
Die gebräuchlichste Methode zur Herstellung von Hartmetall ist das Sinterverfahren. Dabei werden Pulver aus Hartstoffen und Bindemetallen unter hohem Druck gepresst und anschließend bei hohen Temperaturen gesintert. Dies führt zur Bildung eines homogenen, hochfesten Materials.
Alternative Herstellungsverfahren
Neben der klassischen Sintertechnik gibt es Verfahren wie die Heißisostatische Pressung und Gusshartmetalle, die je nach Anwendungsbereich Vorteile bieten. Diese Technologien ermöglichen es, die Eigenschaften von Hartmetall gezielt anzupassen.
Eigenschaften von Hartmetall
Härte und Verschleißfestigkeit
Mit einer Härte von bis zu 2200 HV30 ist Hartmetall eines der härtesten industriell verwendeten Materialien. Es widersteht extremem mechanischen und thermischen Verschleiß, wodurch es ideal für Schneid- und Fräswerkzeuge ist.
Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit
Hartmetall weist trotz seiner Härte eine beachtliche Zähigkeit auf, was es gegen plötzliche Belastungsspitzen widerstandsfähig macht. Die Biegebruchfestigkeit liegt typischerweise zwischen 2000 und 4000 MPa.
Dichte und Temperaturbeständigkeit
Die Dichte von Hartmetall variiert zwischen 12,75 und 15,2 g/cm³. Zudem hält das Material Temperaturen von bis zu 900 °C stand, was den Einsatz in Hochtemperaturbereichen ermöglicht.
Anwendungsbereiche von Hartmetall
Werkzeug- und Formenbau
Hartmetall wird häufig für Schneidwerkzeuge, Fräser und Stanzen verwendet. Seine Langlebigkeit und Härte ermöglichen präzise Bearbeitungen, einschließlich fortschrittlicher Technologien wie dem Laserschneiden.
Maschinenbau
Im Maschinenbau wird Hartmetall für hochbelastete Komponenten wie Lager oder Ventilsitze genutzt. Besonders relevant ist der Einsatz im Maschinenbau, wo höchste Präzision erforderlich ist.
Bergbau und Bohrtechnik
In der Bohrindustrie werden hochresistente Bohrköpfe aus Hartmetall verwendet, die extremen Druck- und Verschleißbedingungen standhalten.
Automobilindustrie
Moderne Automobilhersteller setzen Hartmetall für Komponenten mit hohen mechanischen Belastungen ein – insbesondere für Präzisionsteile wie Einspritzsysteme und Ventile.
Medizintechnik
Hartmetall kommt in der Medizintechnik für chirurgische Instrumente und Instrumentenführungen zum Einsatz. Besonders gefragt sind hochpräzise Materialien, wie sie die Medizintechnik-Laserschneidtechnologie von HAILTEC ermöglicht.
Luft- und Raumfahrt
Überall dort, wo hohe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturen und Belastungen gefragt ist, findet man Hartmetall auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Vergleich: Hartmetall vs. Andere Werkstoffe
| Eigenschaft | Hartmetall | Vergleichsweise Stahl |
|---|---|---|
| Härte (HV30) | Bis zu 2200 | Max. 900 |
| Verschleißfestigkeit | Extrem hoch | Mittel |
| Temperaturbeständigkeit (°C) | Bis zu 900 | Bis zu 600 |
| Zähigkeit | Mittel bis hoch | Hoch |
Vorteile und wirtschaftliche Aspekte
Die hohe Standzeit von Hartmetall-Werkzeugen führt zu geringeren Betriebskosten. Gleichzeitig sorgt es für eine verbesserte Produktqualität dank präziserer Bearbeitung. Gerade in Branchen, in denen hochpräzise Prototypen gefragt sind, ist sein Einsatz unverzichtbar.
Zukunft und Nachhaltigkeit
Durch neue Recyclingverfahren lassen sich gebrauchte Hartmetallprodukte wiederverwerten. Auch moderne Hochleistungsbeschichtungen und innovative Sintertechnologien tragen dazu bei, die Effizienz weiter zu steigern.
FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Hartmetall
Was sind die Hauptanwendungen von Hartmetall?
Hartmetall wird in der Werkzeugherstellung, im Maschinenbau, in der Luftfahrt- und Automobilindustrie sowie in der Medizintechnik eingesetzt.
Warum ist Hartmetall so hart?
Die Härte resultiert aus der Verbindung von Wolframcarbid mit metallischen Bindern, welche eine extrem widerstandsfähige Struktur schaffen.
Kann man Hartmetall recyceln?
Ja, Hartmetall kann recycelt und für neue Produkte wiederverwendet werden, was besonders nachhaltig ist.
Welche Alternativen gibt es zu Hartmetall?
Alternativ gibt es Hochleistungskeramiken oder gehärtete Stähle, allerdings erreichen diese nicht dieselben Verschleißresistenzen.
Wie wird Hartmetall bearbeitet?
Hochpräzise Bearbeitungsmöglichkeiten wie Laserschneiden oder CNC-Fräsen ermöglichen die Bearbeitung von Hartmetall mit minimalem Materialverlust.