H LEXIKON

Hartmetall

Hochharter Schneidstoff aus Wolframcarbid (WC) und Cobalt-Binder für CNC-Werkzeuge.

Definition

Hartmetall (HM) ist ein gesinterter Werkstoff aus Wolframcarbid-Körnern (WC) in einer Cobalt-Matrix (Co). Es ist der wichtigste Schneidstoff in der modernen Zerspanung und vereint hohe Härte (bis 93 HRA) mit ausreichender Zähigkeit. Durch Beschichtungen (TiN, TiAlN, AlCrN) lässt sich die Leistungsfähigkeit weiter steigern.

Detaillierte Erklärung

Die Eigenschaften von Hartmetall werden primär durch die WC-Korngröße und den Co-Gehalt bestimmt: Mehr Cobalt = zäher, weniger Cobalt = härter. Feinstkorn-Hartmetall (WC < 0,5 µm) erreicht Härten bis 93 HRA und wird für Mikrowerkzeuge und hochgenaue Schlichtoperationen eingesetzt.

Die ISO 513 klassifiziert Hartmetall-Wendeschneidplatten in sechs Hauptgruppen nach dem zu bearbeitenden Werkstoff: P (Stahl), M (rostfreier Stahl), K (Gusseisen), N (NE-Metalle), S (Superlegierungen), H (harte Werkstoffe). Innerhalb der Gruppen gibt die Zahl (01–50) das Verhältnis von Verschleißfestigkeit zu Zähigkeit an.

Beschichtungen erhöhen die Leistung um 50–200%: CVD-Beschichtungen (TiCN + Al₂O₃ + TiN, 5–20 µm) bieten exzellenten Hitzeschutz für hohe vc. PVD-Beschichtungen (TiAlN, AlCrN, 1–5 µm) ermöglichen schärfere Kanten für unterbrochenen Schnitt und schwer zerspanbare Werkstoffe.

Arten & Varianten

ISO P — Stahl

Für unlegierte bis hochlegierte Stähle. CVD-beschichtet für hohe vc, PVD für ungünstige Bedingungen.

ISO M — Rostfreier Stahl

Austenitische und Duplex-Stähle. Hohe Wärmeentwicklung, Aufbauschneidengefahr.

ISO K — Gusseisen

Grauguss (GJL), Kugelgraphitguss (GJS). Kurzspanend, abrasiver SiC-Verschleiß.

ISO N — NE-Metalle

Aluminium, Kupfer, Messing. Scharfe, polierte Schneidkanten für hohe vc.

ISO S — Superlegierungen

Nickel-/Kobaltbasis, Titan. Höchste Anforderungen an Warmfestigkeit der Schneide.

ISO H — Harte Werkstoffe

Gehärteter Stahl > 45 HRC. CBN oder Keramik neben Hartmetall einsetzbar.

CVD-Beschichtung

Chemical Vapor Deposition bei 800–1200°C. TiCN + Al₂O₃ + TiN, 5–20 µm. Ideal für hohe vc (ISO P, K).

PVD-Beschichtung

Physical Vapor Deposition bei 400–600°C. TiAlN, AlCrN, 1–5 µm. Schärfere Kanten (ISO M, S).

Feinstkorn-Hartmetall

WC-Korngröße < 0.5 µm für maximale Härte und Schneidkantenqualität.

Formel

ISO 513 Notation: z.B. P10 = hohe Verschleißfestigkeit, P40 = hohe Zähigkeit. Zusammensetzung: 85–94% WC + 6–15% Co (+ TiC, TaC)

Normen & Standards

§
ISO 513

Klassifikation und Anwendung von Hartmetallen — Gruppen P, M, K, N, S, H.

§
DIN ISO 4499

Hartmetalle — metallographische Bestimmung der Mikrostruktur.

Häufige Fragen

Was bedeuten die ISO-Buchstaben P, M, K bei Wendeschneidplatten?
Sie kennzeichnen den zu bearbeitenden Werkstoff: P = Stahl, M = rostfreier Stahl, K = Gusseisen, N = NE-Metalle, S = Superlegierungen, H = harte Werkstoffe.
Was ist besser: CVD- oder PVD-Beschichtung?
CVD für hohe Schnittgeschwindigkeiten und langen, kontinuierlichen Schnitt. PVD für unterbrochenen Schnitt, scharfe Kanten und schwer zerspanbare Werkstoffe.
Warum wird Hartmetall beschichtet?
Beschichtungen erhöhen die Standzeit um 50–200% durch besseren Hitzeschutz, geringere Reibung und höhere Oxidationsbeständigkeit.

Relevante Werkzeuge