Hartmetall Schneidstoffe - Zerspanung

Hartmetall Schneidstoffe

Hartmetall wird in zunehmendem Maß als Schneidstoff für rotierende Werkzeuge, insbesondere Bohrer und Fräser, eingesetzt. Selbstverständlich wird die Bedeutung auch für Werkzeuge in anderen Anwendungsbereichen der Zerspanung zB Senker, Gewindebohrer, Rotierfräser bzw. Frässtifte und Reibahlen immer größer. Gegenüber den traditionell in diesem Bereich verwendeten Schnellarbeitsstählen weisen sie folgende Vorteile auf:

- Höhere Härte und Verschleißfestigkeit
- höhere Warmhärte
- höhere Steifigkeit (2,5- bis 3-fach größerer Elastitzitätsmodul als Schnellarbeitsstahl)
- schärfere Schneidkanten (keine Gratbildung beim Schleifen).

Hartmetalle sind gesinterte Schneidstoffe. Sie bestehen aus Kobalt, das als Bindemittel dient und Hartstoffen auf Karbidbasis, zB Wolframkarbid, Titankarbid und Tantalkarbid. Die Eigenschaften der Hartmetall werden im Wesentlichen durch das Verhältnis von Bindemetallanteil zu Hartstoffanteil, die Korngröße der Hartstoffe sowie die Sinterbedingungen bestimmt. Mit zunehmendem Kobaltgehalt steigen die Zähigkeit und die Biegebruchfestigkeit, zugleich sinken die Härte und Druckfestigkeit. Der Kobaltgehalt variiert bei üblichen Hartmetallsorten zwischen 4% und 14%. Bei der Entwicklung moderner Hartmetalle zielt man vor allem auf eine Verringerung der Korngröße ab. Hierdurch wird es möglich, ein günstigeres Verschleißverhalten zu erzielen und schärfere Schneidkanten mit einer geringeren Schartigkeit herzustellen.

Anwendungsgrupppen

Hartmetall ist in Zerspanungs-Anwendungsgruppen eingeteilt. Diese stellen die Materialeigenschaften sicher und geben die Eignung bestimmter Kombinationen aus Werkstoff, Bearbeitungsverfahren und Zerspanbedingungen an. Die Kennzeichnung erfolgt durch einen Buchstaben mit einer nachgestellten Zahl zB K10 oder P40. Kleine Zahlen bedeuten hohe Härte und Verschleißfestigkeit, aber geringe Zähigkeit, während große Zahlen für hohe Zähigkeit, aber geringe Härte und Verschleißfestigkeit stehen. Feinkornhartmetalle werden von einigen Werkzeugherstellern durch ein angehängte >F< gekennzeichnet.

Beispiele für Zerspanungs-Anwendungsgruppen (Zerspanungs-Hauptgruppe K: Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetalle)

Werkstoffbezeichnung

Co-Gehalt (%)

Korngröße

Härte (HV)

K10

6%

Normal (1,5 µm)

1.650

K20F

6-7%

Fein (1µm)

1.650 – 1.850

K30F

10%

Feinst (0,7 – 0,8µm)

1.550

K44XF

12%

Ultra-fein (0,5µm)

1.700

Welche Hartmetallsorten gibt es?

K10 – Hartmetall
K10
 – Co6% – Korngröße normal (1,5 μm) – Härte 1.650 HV
Feinstkornsorte zur spanenden Bearbeitung von NE-Metallen, Alu-Legierungen, faserverstärkten Kunststoffen, Graphit, Gusswerkstoffen niedriger und mittlerer Härte, Hartguss, gehärteten Stählen.

K20F Hartmetall
K20F – Co 6-7% – Korngröße fein (1 μm) – Härte 1.650 – 1.800 HV
Feinstkornsorte zur spanenden Bearbeitung von Grauguss, Temperguss, unlegierten Stählen, Superlegierungen, Titan und Titanlegierungen, NE-Metallen, hochwarmfesten Stählen, Kunststoffen.

K30F Hartmetall
K30F – Co 10% – Korngröße feinst (0,7-0,8 μm) – Härte 1.550 HV
Feinstkornsorte zur spanenden Bearbeitung von rost-, säure- und hitzebeständigen Stählen, Chrom-, Nickel-Kobalt legierten Stählen, Titanlegierungen, und Kunststoffen.

K44XF Hartmetall
K44XF – Co 12% – Korngröße ultrafein (0,5 μm) – Härte 1.700 HV
Ultra-Feinstkornsorte mit idealer Verbindung von Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Besonders für alle rundlaufenden Werkzeuge im Bereich der HSC-Technologie und der Bearbeitung von gehärteten Stählen bis 64 HRC geeignet.

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