Hardmetalen

Hardmetalen, ook wel cemented carbides genoemd, vormen een groep samengestelde materialen bestaande uit tungstencarbide (WC) korrels die zijn gebonden met een metaalbindmiddel, meestal kobalt (soms nikkel of ijzer). De verhouding tussen WC-korrelgrootte en bindmiddel bepaalt de balans tussen hardheid, slijtvastheid en taaiheid. Hardmetalen bieden een uitzonderlijk hoge slijtvastheid en hittebestendigheid vergeleken met veel andere metalen, terwijl ze sterker zijn dan puur keramiek bij toepassingen met impact en belasting.

Productie vindt plaats via poedermetallurgie: WC-poeder wordt gemengd met binderpoeder, in vorm geperst en vervolgens gesinterd bij hoge temperatuur in een inert atmosfeer. Na het sinteren kunnen coatings worden toegepast, bijvoorbeeld TiN of TiC, om de slijtvastheid en thermal shock-bestendigheid verder te verbeteren. Nabewerking zoals frezen en draaien zorgt voor de gewenste geometrie.

Eigenschappen: hardmetalen combineren hoge hardheid en slijtvastheid met goede warmtebestendigheid. Ze vertonen een hoge modulus en stompen verschuiving onder belastingen, maar zijn over het algemeen brosser dan veel metalen en vereisen zorgvuldige montage en koeling tijdens gebruik.

Toepassingen: vooral bekend als snij-, boor- en freesgereedschappen; ook toegepast in mining- en olie- en gasindustrie, evenals in vorm- en bekledingstoepassingen. Door coatings en varianten worden prestaties aangepast aan specifieke temperatuur- en slijtageomstandigheden.

Geschiedenis: cemented carbides werden in de jaren twintig van de twintigste eeuw ontwikkeld in Duitsland en daarna wereldwijd geïntroduceerd. Vandaag vormen hardmetalen een fundamentele groep gereedschapsmaterialen in de moderne industrie.