Hartmetall-Schneidwerkzeuge, insbesondere Wendeschneidplatten, sind die am weitesten verbreiteten Produkte in der CNC-Bearbeitung. Seit den 1980er Jahren hat sich die Vielfalt an Voll- und Wendeschneidplatten aus Hartmetall in verschiedenen Anwendungsbereichen der Zerspanung deutlich erweitert. Wendeschneidplatten haben sich dabei von einfachen Drehwerkzeugen und Planfräsern zu einer breiten Palette an Präzisions-, komplexen und Umformwerkzeugen weiterentwickelt.
(1) Arten von Hartmetallwerkzeugen
Auf der Grundlage ihrer primären chemischen Zusammensetzung können Hartmetalle in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Hartmetalle auf Wolframcarbidbasis und Hartmetalle auf Titancarbonitridbasis (TiC(N)).
Zu den Hartmetallen auf Wolframcarbidbasis gehören drei Typen:
Wolfram-Kobalt (YG)
Wolfram-Kobalt-Titan (YT)
Solche mit zusätzlichen seltenen Karbiden (YW)
Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Die Hauptbestandteile sind Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC), Tantalcarbid (TaC), Niobcarbid (NbC) und andere, wobei Kobalt (Co) das am häufigsten verwendete Metallbindemittel ist.
Hartmetalle auf Titancarbonitridbasis bestehen hauptsächlich aus TiC, wobei einige Varianten zusätzliche Carbide oder Nitride enthalten. Als Bindemittel werden üblicherweise Molybdän (Mo) und Nickel (Ni) verwendet.
Die Internationale Organisation für Normung (ISO) klassifiziert Hartmetalle, die zum Schneiden verwendet werden, in drei Kategorien:
Klasse K (K10 bis K40): Entspricht der chinesischen Klasse YG (hauptsächlich WC-Co).
P-Klasse (P01 bis P50): Entspricht der chinesischen YT-Klasse (hauptsächlich WC-TiC-Co).
Klasse M (M10 bis M40): Entspricht der chinesischen Klasse YW (hauptsächlich WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Jede Güteklasse wird durch Zahlen von 01 bis 50 gekennzeichnet, die ein Spektrum von Legierungen von hoher Härte bis maximaler Zähigkeit repräsentieren.
(2) Leistungsmerkmale von Hartmetallwerkzeugen
① Hohe Härte
Hartmetallwerkzeuge werden pulvermetallurgisch hergestellt, indem Hartmetalle mit hoher Härte und hohem Schmelzpunkt (die sogenannte Hartphase) mit metallischen Bindemitteln (der sogenannten Bindungsphase) kombiniert werden. Ihre Härte liegt zwischen 89 und 93 HRA und übertrifft damit die von Schnellarbeitsstahl deutlich. Bei 540 °C beträgt ihre Härte noch 82 bis 87 HRA und ist damit vergleichbar mit der Härte von Schnellarbeitsstahl bei Raumtemperatur (83–86 HRA). Die Härte von Hartmetall variiert je nach Art, Menge und Korngröße der Hartmetalle sowie dem Anteil der metallischen Bindungsphase. Im Allgemeinen nimmt die Härte mit steigendem Anteil der Bindungsphase ab. Bei gleichem Anteil der Bindungsphase weisen YT-Legierungen eine höhere Härte auf als YG-Legierungen, und Legierungen mit Zusätzen von TaC oder NbC bieten eine überlegene Hochtemperaturhärte.
② Biegefestigkeit und Zähigkeit
Die Biegefestigkeit gängiger Hartmetalle liegt zwischen 900 und 1500 MPa. Ein höherer Anteil an metallischer Bindungsphase führt zu einer höheren Biegefestigkeit. Bei gleichbleibendem Bindemittelgehalt weisen YG-Legierungen (WC-Co) eine höhere Festigkeit auf als YT-Legierungen (WC-TiC-Co), wobei die Festigkeit mit steigendem TiC-Gehalt abnimmt. Hartmetall ist ein spröder Werkstoff, und seine Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur beträgt nur 1/30 bis 1/8 derjenigen von Schnellarbeitsstahl.
(3) Anwendungen von gängigen Hartmetallwerkzeugen
YG-Legierungen:Sie werden hauptsächlich zur Bearbeitung von Gusseisen, Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen eingesetzt. Feinkörnige Hartmetalle (z. B. YG3X, YG6X) bieten eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit als mittelkörnige Varianten mit gleichem Kobaltgehalt. Sie eignen sich für die Bearbeitung von Spezialwerkstoffen wie Hartgusseisen, austenitischem Edelstahl, hitzebeständigen Legierungen, Titanlegierungen, Hartbronze und verschleißfesten Isoliermaterialien.
YT-Legierungen:YT-Legierungen zeichnen sich durch hohe Härte, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und überlegene Härte und Druckfestigkeit bei hohen Temperaturen im Vergleich zu YG-Legierungen sowie durch gute Oxidationsbeständigkeit aus. Für Werkzeuge, die hohe Hitze- und Verschleißbeständigkeit erfordern, werden Legierungen mit höherem TiC-Gehalt empfohlen. YT-Legierungen eignen sich ideal für die Bearbeitung von Kunststoffen wie Stahl, sind jedoch nicht für Titan- oder Silizium-Aluminium-Legierungen geeignet.
YW-Legierungen:Die Kombination der Eigenschaften von YG- und YT-Legierungen bietet hervorragende Gesamtleistung. Sie sind vielseitig einsetzbar und eignen sich für die Bearbeitung von Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetallen. Durch eine gezielte Erhöhung des Kobaltgehalts erreichen YW-Legierungen eine hohe Festigkeit und sind daher ideal für die Schruppbearbeitung und das unterbrochene Schneiden verschiedener schwer zerspanbarer Werkstoffe geeignet.
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Veröffentlichungsdatum: 29. Juli 2025




