5.1 WC-Co-Hartmetalle

Hartmetalle dieses Legierungstyps bestehen aus 2 Phasen (Abb. 3), dem WC und dem eutektischen Co. Sie weisen die größte Sorten- und Eigenschaftsvielfalt auf, so daß sich ihr Einsatz auf fast alle Anwendungsfelder; erstreckt:

  

·       spanende Metallbearbeitung (Guß)

·       Verschleißschutz

·       Umformtechnik

·       Bergbau, Straßenbau und Gesteinsbearbeitung

·       Holz- und Kunststoffbearbeitung

 

Mit steigendem Co-Anteil steigen Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit.

 

Gefüge von WC-Co-Hartmetallen (TRIBO Sorte V20)

Im Gegensatz dazu führt geringerer Co-Gehalt und höherer WC-Anteil zu hoher Härte, Verschleißfestigkeit und hoher Druckfestigkeit. Der Co-Gehalt variiert zwischen 3% und 30%. Bei speziellen Anwendungen werden Bindemetallgehalte bis herunter zu 0,5% verwendet.

  

5.2 WC-Ni-Cr-Hartmetalle

  

Die Eigenschaft des Hartmetalls als Funktions- und Verschleißelement mit hoher Härte und Abriebfestigkeit machen es auch für solche Anwendungen interessant, wo korrosive Medien wirken. Im allgemeinen weisen die Hartstoffe (WC, TiC, TaC, NbC) eine sehr gute chemische Resistenz auf, während das hauptsächlich als Bindemetall verwendete Kobalt nicht nur durch Säuren angegriffen wird. Für den Einsatz von Verschleiß- und Funktionselementen in aggressiven Medien, insbesondere in der chemischen Industrie wurden Hartmetalle auf der Basis von Nickel und Chrom als Binderlegierung entwickelt, die hervorragende Korrosionsfestigkeit bei praktisch vergleichbaren Härte- und Zähigkeitseigenschaften aufweisen. Die für diesen Bereich entwickelten Hartmetalle zeichnen sich durch eine feinkörnige Gefüge-struktur aus, die für sehr gute Verschleißschutzeigenschaften im Zusammenspiel mit der sehr hohen Korrosionsbeständigkeit der Binderlegierung sorgt.

  

  

·       Verschleißteile im Pumpen- und Anlagenbau für Wasserstrahlreinigungs- und Wasserstrahlschneidanlagen

·       Verschleißteile für Prozesspumpen in der chemischen Industrie

·       Teile für Anlagen der Lebens- und Genussmittelindustrie

·       Anlagenteile unter stark korrosiver und erosiver Belastung

·       Werkzeuge im Bereich Grünholzbearbeitung

  

Die entsprechenden Korrosionstests zeigen die Überlegenheit dieser Hartmetalle im Vergleich gegenüber normalen WC-Co-Hartmetallen recht deutlich.

  

  

  

       

Ergebnisse Korrosionstest nach DIN 50905 Teil 4

  

5.3 WC-TiC-(Ta,Nb)C-Co-Hartmetalle

 

Der Zusatz kubischer Hartstoffe wie TiC und (Ta,Nb)C führt zu dreiphasigen Hartmetallen, mit WC, ternärem (WC-TiC-TaC-NbC)-Mischkristallen und der eutektischen Co-Binderlegierung als Gefügebestandteile.

  

Gefüge von WC-TiC-TaNbC-Co-Hartmetallen (TRIBO Sorte S25)

Titankarbid (TiC) verbessert die Oxidationsbeständigkeit und Härte und verringert die Kolkbildung, während (TaNb)C das Kornwachstum des WC hemmt und in signifikanter Weise die Temperaturwechselbeständigkeit erhöht.

Hartmetalle dieser Zusammensetzung dienen im wesentlichen der Stahlzerspanung und werden teilweise noch unbeschichtet, aber weitaus häufiger mit entsprechender Beschichtung eingesetzt.

·       spanende Metallbearbeitung von Stahl; Einsatzkriterien entsprechend

DIN ISO 513:2004 ff.

  
Auch werden durch gezielte Behandlungen von WC-TiC-TaNbC-Co-Hartmetallen in stickstoffhaltiger Atmosphäre während oder nach der Sinterung, bzw. durch den Vorgang der inneren Nitridierung mischkarbidfreie Oberflächenrandzonen ausgebildet, die einen hohen Rissausbreitungswiderstand besitzen und so die Zähigkeit beträchtlich verbessern.  

 

 

Graduiert gesintertes Hartmetall mit Mehrfachbeschichtung

  

Zusammen mit der auf die Anwendungsbereiche zugeschnitten Beschichtung werden damit Schneidhartmetalle mit höchsten Zerspanungsleistungen hergestellt.

Für die verschiedenen Anwendungsgebiete werden entsprechende Hartmetallsorten durch abgestimmte Zusammensetzungen und Gefügeausbildungen angeboten.

  

5.4 Beschichtete Hartmetalle

  

Bei der Zerspanungsarbeit werden an den Schneidstoff stets besonders extreme mechanische und thermische Anforderungen gestellt. Einerseits wird im kontinuierlichen Schneideinsatz die Kontaktstelle der Schneide bis zu 1200 °C erhitzt, andererseits führt z.B. der unterbrochene Schnitt beim Fräsen durch die schnellen Wechsel von Schnittdruck und Temperatur zu erhöhter Zähigkeitsbeanspruchung durch Schläge und Temperaturschocks.

Für diese Anforderungen ist ein Schneidstoffprogramm vorhanden, das durch teilweise auch mehrlagig beschichtete Hartmetalle geprägt ist und für die Dreh- bzw. Fräsbearbeitung optimiert wurde. Die dafür verwendeten Hartmetallsubstrate basieren zum Teil auf speziell angepassten Legierungen.

 

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