Werkzeuge aus Hartmetall sind hart, verschleißfest und hitzebeständig und haben eine hohe Standzeit. Voraussetzung dafür ist die optimale Kombination aus Substrat, Geometrie und Beschichtung. Die Zusammensetzung eines Hartmetalls ist entscheidend für dessen Beschichtbarkeit mit Diamantschichten. Hartmetall für Zerspanungswerkzeuge besteht hauptsächlich aus Wolframkarbid (WC) als Hartstoff und einem Bindermetall, in der Regel Kobalt (Co). Das Wolframkarbid sorgt für die Härte und das Kobalt für die Zähigkeit. „Früher war die Haftung der Diamantbeschichtung auf dem Hartmetall nicht so gut wie heute. Deswegen haben wir – CemeCon und Extramet – schon in den 1990ern eng zusammengearbeitet, um die Zusammensetzung des Hartmetalls anzupassen“, sagt Bruno Süess, Verwaltungsrat der Extramet AG.
Diamant-Beschichtungen für Hartmetallwerkzeuge
Für eine gute Beschichtbarkeit ist es wichtig, dass das Korn nicht zu fein ist und dass nicht zu viel Kobalt im Hartmetall enthalten ist. Gerade wenn es um die Beschichtung mit Diamant geht, hat der Kobaltanteil eine besondere Bedeutung, da das Kobalt im Beschichtungsprozess aus der Oberfläche des Hartmetalls gelöst wird. Ist sein Anteil zu gering, halten die WC-Körner nicht mehr zusammen. Die Folge ist Versprödung. ist der Anteil zu hoch, entsteht eine graphitische Phase anstelle der harten Diamant-Beschichtung. Deswegen führt CemeCon Eignungsprüfungen durch, bei denen das Hartmetall auf seine Beschichtbarkeit getestet wird.
Premium-Beschichtungen durch hochwertiges Hartmetall
Die Homogenität und somit die Qualität eines Hartmetalls hat einen erheblichen Einfluss auf das Beschichtungsergebnis und damit auch auf die Performance des Präzisionswerkzeugs. Mit hochwertigen Hartmetallen wird sowohl eine gute Haftung als auch eine gleichmäßig beschichtete Oberfläche erzielt. „Das Pulver sollte möglichst kurz einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt sein, um Oxidation zu verhindern“, erklärt Bruno Süess.
Wichtig ist die Kohlenstoffkonzentration im Sinterprozess
Ein weiterer Faktor für die Qualität – selbst innerhalb einer Charge – liegt im Sinterprozess. Wird bei diesem ein Teil der Grünlinge einer höheren Kohlenstoffkonzentration ausgesetzt als der andere, variiert der Kohlenstoffanteil der Hartmetall-Rohlinge und letztlich auch des geschliffenen Werkzeugs. Diese Unterschiede können zu einer schlechten oder ungleichmäßigen Haftung der Diamant-Beschichtung führen.
REACH als Herausforderungen für die Zukunft
Zu den großen Herausforderungen, denen die Hartmetallindustrie gegenübersteht, zählt REACH. Denn die Verordnung zwingt die Hersteller, Kobalt und Nickel in der Hartmetallzusammensetzung zu minimieren. Die Forschung konnte in den vergangenen Jahren erfreuliche Resultate erzielen, doch gerade bei Lösungen für Zerspanwerkzeuge genügen die neuen Hartmetalle bisher noch nicht den gewünschten mechanischen Anforderungen.