Hårdmetall

Vad är hårdmetall?

Hårdmetall är ett kompositmaterial framställt genom pulvermetallurgi, bestående av partiklar av volframkarbid som binds samman med ett koboltrikt bindemedel. Detta material erbjuder en utmärkt kombination av hårdhet och seghet, vilket gör det till ett populärt verktygsmaterial för en mängd olika bearbetningsoperationer.

Egenskaper hos hårdmetall

Egenskaperna hos hårdmetall gör det till ett förstahandsval för många typer av skärande verktyg. Typiska egenskaper hos hårdmetall inkluderar:

• Hårdhet: Motståndskraftig mot flanknötning och deformation.
• Seghet: Tål tuffa driftsförhållanden utan att gå sönder.
• Motståndskraft mot kemiska reaktioner: Reagerar inte med bearbetade material.
• Kemisk stabilitet: Motståndskraftig mot oxidation och diffusion.
• Motståndskraft mot snabba temperaturväxlingar: Behåller form och prestanda vid varierande temperaturer.

Tillverkningsprocess för hårdmetall

Hårdmetall tillverkas med pulvermetallurgiska metoder enligt följande steg:

• Framställning av metalliskt volframpulver från malm
• Framställning av volframkarbid: Tillverkning av volframkarbidpartiklar.
• Produktion av övriga legerade karbider
• Tillsats av kobolt: För att skapa olika pulvertyper.
• Tillsats av pressmedel
• Pressning
• Försintring
• Formning
• Slutsintring
• Het isostatisk pressning

Efter sintring kan detaljerna behöva efterbearbetas, till exempel genom polering eller blästring.

Volframkarbids kornstorlek i hårdmetall

Volframkarbids kornstorlek är en av de viktigaste faktorerna som påverkar hårdheten och segheten hos hårdmetall. Kornstorleken i hårdmetall kan variera från grov till semigrov och bidrar till en överlägsen kombination av hög och temperaturbeständig hårdhet samt seghet. Fina eller mycket fina kornstorlekar ger istället bättre skärpa och slitstyrka vid mekanisk och värmebehandling.

Bindemedlets egenskaper i hårdmetall

Kobolten som används som bindemedel i hårdmetall påverkar materialets seghet och motstånd mot plastisk deformation avsevärt. En högre andel bindemedel ökar segheten men kan minska motståndskraften mot plastisk deformation. Optimala egenskaper uppnås genom att balansera rätt halt av kobolt med lämplig volframkarbids kornstorlek.

Gradient-sintrade hårdmetaller

Syftet med gradientsintring är att förbättra materialets motståndskraft mot plastisk deformation och eggens seghet. Detta åstadkoms genom att koncentrera kubiska karbonitrider vid stålets egg, vilket förbättrar varmhårdheten där det behövs mest. Denna teknik är särskilt användbar vid många primära svarvningsoperationer av stål och rostfria stål.

Användningsområden för hårdmetall

Belagd hårdmetall är förstahandsvalet för ett brett spektrum av användningsområden. Beläggningar som CVD och PVD ger förbättrad slitstyrka och seghet, vilket gör dem lämpliga för nästan alla typer av bearbetning. Vanliga användningsområden inkluderar:

• Solida hårdmetallborr och frässtål
• Avsticknings- och spårverktyg
• Finsvarvnings- och fräsgrader

Obelagda kvaliteter av hårdmetall är ovanligare, men de används särskilt för bearbetning av värmebeständiga superlegeringar och titanlegeringar samt för svarvning av härdade material vid låga skärhastigheter.

Sammanfattning

Hårdmetall är ett mycket mångsidigt och slitstarkt verktygsmaterial med ett brett användningsområde inom metallbearbetningsindustrin. Kombinationen av hårdhet, seghet och kemisk resistens gör det till ett idealiskt material för tillverkning av olika typer av skärverktyg. Tillverkningsprocessen för hårdmetall är komplex, men de färdiga produkterna har överlägsna egenskaper som förbättrar effektiviteten och kvaliteten i bearbetningsprocesserna.