Hartmetallsorten

Die zwei Stellschrauben jeder Sorte: Korngröße und Bindemetall

Jede Sorte in der obigen Tabelle wird durch zwei Zahlen definiert. Korngröße stellt Härte gegen Zähigkeit: feine und ultrafeine Körner (0,2–1,0 µm) maximieren Härte, Druckfestigkeit und Schneidkantenschärfe, während grobe Körner (2,5–5 µm) Schlagbeanspruchung über dickere Bindemetallschichten abfangen. Bindemittelgehalt justiert dasselbe Gleichgewicht: 6–8 % Kobalt begünstigen Härte und Erosionsbeständigkeit, 9–12 % bilden den ausgewogenen Mittelbereich, und 13–30 % werden spezifiziert, wenn Schlag- und Bruchfestigkeit wichtiger sind als Verschleißfestigkeit.

Ein einfaches Merkbild: abrasiver Verschleiß greift die Oberfläche Korn für Korn an, daher widerstehen kleine, harte Körner ihm am besten. Schlagbeanspruchung breitet sich über Mikrorisse aus, die große Körner und mehr Bindemetall unterbrechen und absorbieren. Zu erkennen, welcher Mechanismus in Ihrer Anwendung dominiert, ist der erste Schritt der Sortenauswahl.

Die Sorte am Verschleißmechanismus ausrichten

• Abrieb (Sand, Erz, gleitende Partikel): feines bis mittleres Korn, 6–12 % Co, Härte an erster Stelle.
• Schlag (Brechen, Fräsmeißel, Fehlzuführung beim Stanzen): gröberes Korn, 12–20 % Co, Zähigkeit an erster Stelle.
• Erosion (Wasserstrahl, Suspension, Strahldüsen): feines Korn mit niedrigem Bindemetallanteil oder Nano-/binderfreie Sorten, wenn zur Erosion auch Korrosion kommt.
• Metall-auf-Metall-Gleitung (Ziehen, Walzen, Umformen): feines bis mittleres Korn, polierte Oberfläche, 10–12 % Co.

Sorten-Zuordnung und Kornklassen

Nur zur Orientierung. Die Kornklassen folgen der Hartmetall-Konvention: N <0,2 | U ultrafein 0,2–0,5 | S Submikron 0,5–0,8 | F fein 0,8–1,3 | M mittel 1,3–2,5 | C grob 2,5–6,0 | E extragrob > 6,0 µm. Die HV30-Werte sind typische Umrechnungen gemäß dem Hinweis unter der Haupttabelle. Sie benötigen ein Äquivalent zu einer Bezeichnung eines anderen Herstellers oder einer nationalen Norm? Senden Sie sie uns – unsere Ingenieure antworten innerhalb von 24 Stunden.

ISO 513 K-Klassen erklärt

Wer vergleicht Hartmetallsorten erfüllt zwei Benennungssysteme gleichzeitig: die ISO 513-Anwendungsklassen, die in internationalen Zeichnungen verwendet werden, und die chinesischen YG-Bezeichnungen, die in asiatischen Lieferketten verwendet werden. Die K-Serie umfasst Gusseisen, Nichteisenmetalle, nichtmetallische Werkstoffe und Verschleißteile. Niedrigere K-Werte bedeuten härtere, feinere Sorten mit geringerem Bindemittelgehalt; Höhere K-Zahlen bedeuten härtere Sorten mit höherem Bindemittelgehalt. Betrachten Sie dies als Sortenvergleich nach Anwendungsklasse und nicht als Materialspezifikation.

ISO 513-Definitionen beschreiben Anwendungsklassen, keine garantierten Eigenschaften. P- und M-Serien (Stahl- und Edelstahlbearbeitung) fallen nicht in den Geltungsbereich dieser Verschleißteiltabelle.

YG-Sorten: ISO-Äquivalente und was die Zahl bedeutet

Im chinesischen YG-System YG bezeichnet ein WC-Co-Hartmetall und die Zahl gibt den ungefähren Gewichtsanteil von Kobalt an: YG6 ≈ 6 % Co, YG8 ≈ 8 % Co und so weiter. Da Kobalt die Zähigkeit erhöht und die Härte verringert, stellt die Zahl allein bereits einen Grad auf der Härte-Zähigkeits-Kurve dar. In der Tabelle unten sind gängige YG-Bezeichnungen mit ihren ungefähren ISO-Anwendungsklassen und den entsprechenden YATECH-Qualitäten in der Haupttabelle oben aufgeführt.

Nur ungefähre Äquivalente. YG-Bezeichnungen verschiedener Hersteller sind nicht gleichwertig: Korngröße, Sinterweg und Zusatzstoffe verändern Härte und TRS deutlich. Überprüfen Sie immer die zertifizierte Dichte, HRA/HV30 und TRS auf dem Chargendatenblatt, bevor Sie eine gleichwertige Sorte ersetzen. Benötigen Sie einen Querverweis auf eine nationale Norm oder die Bezeichnung eines anderen Lieferanten? Senden Sie es an unsere Techniker – wir antworten innerhalb von 24 Stunden.

HRA vs. HV30: Lesen der Härtespalten

Beide Spalten beschreiben dasselbe Material in unterschiedlichen Maßstäben. HRA ist Rockwell A (Diamant-Eindringkörper, 60 kgf); HV30 ist die Vickers-Härte bei einer Belastung von 30 kgf. Die Werte in der Haupttabelle reichen von 77,5 bis 94,0 HRA und von 420 bis 2010 HV30, während bindemittelfreie Sorten getrennt nach gemessener HV (2400 und 2700 HV) aufgeführt sind.

Die Umrechnung zwischen Härteskalen erfolgt ungefähr – Hartmetall reagiert bei jeder Belastung unterschiedlich elastisch, daher gibt es keine genaue Eins-zu-eins-Formel. Bei den HV30-Werten handelt es sich hier um typische Werte, die von HRA umgerechnet und auf die nächsten 10 HV gerundet wurden. Verwenden Sie für die Abnahmeprüfung die gemessenen, zertifizierten HRA-/HV-Werte im Chargendatenblatt und nicht eine umgerechnete Zahl.

Typische Anwendungen und empfohlene Sortenfamilien

Die Sortenfamilien beziehen sich auf die oben aufgelisteten YATECH-Sorten; unsere Ingenieure passen die endgültige Sorte an Ihre Einsatzbedingungen an.

Ein fünfstufiges Auswahlkonzept

1. Schadensursache priorisieren – Abrasion, Schlag, Erosion oder Materialanhaftung? Eine verschlissene Oberfläche verrät es: poliert = Abrasion, ausgebrochen = Schlag, Fließrinnen = Erosion.
2. Härte- und Zähigkeitsbedarf bewerten (je 1–5) – hohe Härte: feines Korn, wenig Bindemetall; hohe Zähigkeit: grobes Korn, mehr Kobalt; beides hoch: Submikron mit 10–12 % Co.
3. Temperatur berücksichtigen – ab etwa 500 °C TaC/NbC-Zusätze oder feines Korn mit kontrolliertem Bindemetall vorsehen, um dem Warmfestigkeitsverlust zu widerstehen.
4. Korrosion berücksichtigen – saure oder salzhaltige Medien greifen zuerst das Kobalt-Bindemetall an; Nickelbindemetall oder binderfreie Sorten sind die Antwort.
5. Anhand der Datenblätter verifizieren – Dichte, Härte, TRS und Porositätsklasse vergleichen und das Sinterverfahren bestätigen (HIP-gesintertes Material zeigt messbar weniger Fehler).

Einen ausführlichen Leitfaden mit Rechenbeispielen finden Sie hier: So wählen Sie Wolframcarbid-Sorten für Verschleißteile aus.

Drei Fehler, die die Hartmetall-Lebensdauer verkürzen

• Nur die Härte vorgeben – eine Sorte mit 94 HRA kann im Steinbrecher am dritten Tag brechen. Lesen Sie die Härte immer zusammen mit der TRS.
• Kobalt als Sicherheitsmarge überdosieren – überschüssiges Bindemetall verdoppelt oft die Verschleißrate und löst ein Bruchproblem, das eine bessere Prozesskontrolle hätte vermeiden können.
• Das Sinterverfahren außer Acht lassen – dieselbe nominelle Sorte kann sich zwischen Vakuum- und HIP-Sinterung um 2 HRA und 500 MPa TRS unterscheiden.

Mehr als Standard-WC-Co

Für korrosive Suspensionsdüsen und Hochglanzbauteile erreichen unsere bindemittelfreies Wolframcarbid Sorten 93–94 HRA ohne korrodierbare Bindemetallphase. Für kombinierte Verschleiß- und Schlagbeanspruchung liefern Submikron-Sorten über 93 HRA bei TRS über 3000 MPa – Eigenschaften, die vor einem Jahrzehnt noch unvereinbar waren. Für chemische und Bohrloch-Umgebungen ersetzen Nickelbindemetall-Sorten das Kobalt, wo Korrosionsbeständigkeit zwingend ist.