Wir feiern 100 Jahre Hartmetall

Jun 21, 2023

Wussten Sie, dass sich im Jahr 2023 die Erfindung des Hartmetalls zum 100. Mal jährt? Diese Legierungsklasse, die für ihre Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und schnelle Bearbeitung bekannt ist, ist die Grundlage vieler moderner Werkzeugmaschinen. Hartmetall hat eine reiche Geschichte, sowohl für die Industrie als auch fürSandvik Coromant . Was könnten die nächsten 100 Jahre sein?halten?

Viele bemerkenswerte Perioden der Geschichte sind durch das Material der Zeit geprägt – die Steinzeit, die Eisenzeit und so weiter. Die Kennzeichnung dieser Zeiträume anhand von Werkzeugmaterialien zeigt, wie wichtig sie für die Gesellschaft waren und wie unser menschlicher Drang ist, uns ständig zu verbessern und bessere Methoden zu finden. Die Anwendung und die Verfeinerung von Werkzeugen haben sich im Laufe der Jahrhunderte erheblich verändert, sind aber auch heute noch von entscheidender Bedeutung, um unsere Welt am Laufen zu halten.

Erste SchritteDie Entwicklung dererster kommerzieller Stahl Die Legierung wird oft Robert Forester Mushet zugeschrieben, der 1868 entdeckte, dass die Zugabe von Wolfram zu Stahl dessen Härte erhöht, selbst nach Luftkühlung. Diese Erkenntnis bildete die Grundlage für die Legierungsentwicklung, die zur Verwendung von Werkzeugstählen führte. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war die Formung und Bearbeitung von Metallen noch eine große Kunstfertigkeit; Hochqualifizierte Handwerker verwendeten Werkzeugstahl als Schneidwerkzeugmaterial.

Doch als die Nachfrage nach Massenproduktion zu steigen begann, insbesondere mit dem Aufschwung in Branchen wie der Automobilbranche, wurde klar, dass Werkzeugstahl nicht mithalten konnte. Seine begrenzte Hitzebeständigkeit führte bei höheren Temperaturen zu einer Erweichung, insbesondere an der Schnittstelle zwischen Fräser und Werkstück, was das Hochgeschwindigkeitsschneiden erschwerte.

Infolgedessen wurde Schnellarbeitsstahl entwickelt, der mehr Kobalt als Werkzeugstahl enthält. Das zusätzliche Kobalt verlieh Schnellarbeitsstahl eine verbesserte Warmhärte und ermöglichte deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten. Das schnellere Schneiden führte zu einer Produktivitätssteigerung, senkte die Gesamtproduktkosten und trug letztendlich dazu bei, Fahrzeuge für die Öffentlichkeit zugänglicher und erschwinglicher zu machen.

Einführung in Hartmetall Der Erfolg des Schnellarbeitsstahls führte zu einer Weiterentwicklung der Industrie und führte zur Erfindung des Hartmetalls. Feine Karbidpartikel werden mit einem Metallbindemittel zu einem Verbundwerkstoff verklebt, um Hartmetall herzustellen. Zu den gebräuchlichsten Karbiden gehören Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC) und Tantalkarbid (TaC), wobei häufig Kobalt und Nickel als Bindemetalle verwendet werden.

Am 30. März 1923 meldete Karl Schröter, der damalige Forschungs- und Entwicklungsleiter bei Osram, das erste Patent „Gesinterte harte Metallegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung“ (DE420689) an. Das Material war ursprünglich für Ziehmatrizen in der Glühbirnenindustrie gedacht, später wurde jedoch Hartmetall entwickelt und für Schneidwerkzeuge getestet. Als solches wurde es 1927 auf einer Ausstellung in Leipzig vorgestellt.

So wie die Einführung von Schnellarbeitsstahl den Fertigungsmarkt revolutionierte, ermöglichte die Erfindung von Hartmetall eine noch schnellere Bearbeitung. Stahlschnittgeschwindigkeiten von bis zu150 Meter pro Minutewurde möglich, fast viermal schneller als Schnellarbeitsstahl.

Hier begann Sandvik mit der Entwicklung von Hartmetallwerkzeugen. Der Markenname Sandvik Coromant wurde 1942 mit dem alleinigen Ziel gegründet, moderne Schneidwerkzeuge auf der Basis von Hartmetall anzubieten. Die ersten Hartmetallwerkzeuge von Sandvik Coromant für die Metallzerspanung wurden im folgenden Jahr, 1943, hergestellt und als die Industrialisierung in den 1950er und 1960er Jahren begann, wuchs die Nachfrage weiter.

Im Jahr 1969 war Sandvik Coromant der erste Hersteller, der keramikbeschichtete Hartmetall-Wendeschneidplatten anbot. Die keramische „Gamma-Beschichtung“ verbesserte sowohl die Verschleiß- als auch die Hitzebeständigkeit der Werkzeuge erheblich und steigerte die Zerspanungsleistung um bis zu 50 %. Sandvik Coromant entwickelte sein Angebot an Hartmetallen weiter und entwickelte neue Sorten und Bohrer für eine Vielzahl von Branchen. Die Hartmetallsorte GC 4225 wurde 2005 zur weltweit meistverkauften Sorte.

Endliche Materialien Aber wie sieht es mit der Zukunft von Hartmetallen aus? Von zentraler Bedeutung für die Herstellung von Hartmetallen sind Metalle wie Wolfram und Kobalt, diese Ressourcen sind jedoch begrenzt. Kobalt beispielsweise ist ein häufiger Bestandteil in Lithium-Ionen-Batterien und trägt zur Verlängerung der Batterielebensdauer bei. Aber die steigende Nachfrage in Kombination mit den Herausforderungen im Bergbau bedeutet, dass es zu Engpässen kommen könnteschon 2028.

Um diese endlichen Ressourcen zu schützen, ist es unerlässlich, dass Hersteller und Zulieferer ihren Teil dazu beitragen, nachhaltig zu arbeiten. Dies könnte durch die Reparatur und Aufarbeitung alter Werkzeuge geschehen, um ihnen ein zweites oder sogar ein drittes Leben zu geben. Völlig unbrauchbare Werkzeuge können über Rückkaufprogramme verkauft werden, wobei der Ausschuss zu neuem Material recycelt wird. Sandvik Coromant bietet beide Dienstleistungen an, wobei sein neuestes Sortiment an Stahldrehsorten mindestens 40 % recyceltes Material enthält. Die Berücksichtigung von Versorgung und Nachhaltigkeit bereits bei der Konstruktion des Werkzeugs trägt außerdem dazu bei, sicherzustellen, dass nur die erforderliche Materialmenge verwendet wird.

Vorausschauen Die Verfügbarkeit von Rohstoffen wird ein Faktor für die Zukunft von Hartmetallen sein. Bei Sandvik Coromant wird der Schwerpunkt darauf liegen, Nachhaltigkeitsprogramme weiter zu verbessern und das Beste daraus zu machen. Insbesondere der Sortieraspekt des Recyclingprozesses dürfte ein zentraler Entwicklungsbereich sein, da dieser im Hinblick auf die benötigten Energieressourcen immer noch eine Herausforderung darstellt.

Trotz großer Innovationssprünge spielen ältere Schneidstoffe wie Schnellarbeitsstahl immer noch eine wichtige Rolle im Gesamtmarkt. Es ist klar, dass Hartmetall auch im 100. Jahr seines Bestehens immer noch ein wichtiger Schneidstoff für viele Branchen ist. Aber es gibt immer Raum für Verbesserungen, und wenn sich Anwendungen ändern und neue auftauchen,Sandvik Coromantwird immer vor der Herausforderung stehen, neue und bessere Lösungen zu finden.