mav 01.2024

SPECIAL Vollhartmetall-Werkzeuge
Werkzeugrevolution vor mehr als 100 Jahren
Vollhartmetallwerkzeuge –
eine Erfolgsgeschichte
Im Jahr 2023 hat sich die Erfindung des Hartmetalls, einer Werkstoffgruppe,
die für ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen
Temperaturen und schnellen Bearbeitungsprozessen bekannt ist
und die Grundlage vieler moderner Werkzeuge bildet, zum 100. Mal
gejährt. R&D Manager Rickard Sundström blickt auf die lange Geschichte
des Hartmetalls und seine Bedeutung für Sandvik Coromant
zurück und gibt einen Ausblick auf die nächsten 100 Jahre.
Mit der steigenden Nachfrage nach Massenfertigung,
insbesondere in Branchen wie der Automobilindustrie,
wurde jedoch deutlich, dass der Werkzeugstahl
nicht Schritt halten konnte. Seine begrenzte Hitzebeständigkeit
führt zu einer Erweichung bei hohen Temperaturen,
insbesondere an der Schnittstelle zwischen
Werkzeug und Werkstück, was die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
erschwert.
In der Folge wurden HSS-Stähle entwickelt, die mehr
Kobalt enthielten als Werkzeugstähle. Das zusätzliche
Kobalt verlieh dem Schnellarbeitsstahl eine höhere
Warmfestigkeit und ermöglichte so wesentlich höhere
Schnittgeschwindigkeiten. Die schnellere Zerspanung
erhöhte die Produktivität, senkte die Gesamtproduktkosten
und war letztlich einer der Faktoren, die dazu
beitrugen, dass Fahrzeuge für die Allgemeinheit bezahlbarer
wurden.
Die Einführung von Hartmetall
Mit Blick auf die zukünftige
Verfügbarkeit von
Rohstoffen will Sandvik
Coromant seine Nachhaltigkeitsprogramme
weiter verbessern.
Bild: Sandvik
■■■■■■ Die Entwicklung der ersten kommerziellen
Stahllegierung wird häufig dem britischen Metallurgen
Robert Forester Mushet zugeschrieben, der 1868 entdeckte,
dass die Zugabe von Wolfram zu Stahl dessen
Härte auch nach dem Abkühlen erhöht. Diese Ent -
deckung bildete die Grundlage für die Entwicklung von
Metalllegierungen und führte zur Verwendung von
Werkzeugstählen. Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts
war es eine Kunst, Metalle zu formen und zu bearbeiten,
und hochqualifizierte Handwerker nutzten Werkzeugstahl
als Schneidstoff.
Der Erfolg des Schnellarbeitsstahls führte zu einer Weiterentwicklung
der Industrie, die in der Erfindung des
Hartmetalls mündete. Am 30. März 1923 meldete Karl
Schröter, der damalige Leiter von Forschung und Entwicklung
beim deutschen Leuchtmittelhersteller Osram,
das erste Patent mit dem Titel „Gesinterte harte Metalllegierung
und Verfahren zu ihrer Herstellung“ an. Ursprünglich
war das Material für Zieheisen in der Glühbirnenindustrie
gedacht, doch später wurde Hartmetall
für Zerspanungswerkzeuge entwickelt und getestet. Als
solches wurde es 1927 auf einer Ausstellung in Leipzig
vorgestellt. Zur Herstellung von Hartmetall werden feine
Carbidteilchen mit einem Metallbindemittel zu einem
Verbundstoff verarbeitet. Zu den gebräuchlichsten Carbiden
gehören Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC)
und Tantalcarbid (TaC), wobei häufig Kobalt und Nickel
als Bindemetalle verwendet werden.
So wie die Einführung des Schnellarbeitsstahls den
Fertigungsmarkt revolutionierte, ermöglichte die Erfindung
des Hartmetalls eine noch schnellere Bearbeitung,
sodass Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 150 Meter
pro Minute möglich wurden.
In dieser Zeit begann Sandvik mit der Entwicklung
von Hartmetallwerkzeugen und die Marke Sandvik
36 Februar 2024