Vad är hårdmetall?
Cementerad karbid är en särskilt hård metall som är känd för att kunna hantera tuffa material, snabba maskinvarvtal och höga temperaturer. Materialet är också känt som harmetal, Widia ™ eller volframkarboltkobolt. Det används ofta vid tillverkning av artiklar som rostfritt stål eller kolstål.
Modern hårdmetall är vanligtvis en kombination av partiklar av volframkarbid och metallisk kobolt eller tantalkarbid och metalliskt nickel med kobolt. Dessa material är bundna samman i en process som kallas sintring, eller mindre vanligt, varm isostatisk pressning (HIP), där smält kobolt blandas med fasta korn av volframkarbid. Den slutliga produktens styrka och hållbarhet kan variera mycket beroende på mängden av varje ingrediens i blandningen.
Två av de mest tydliga svagheterna med hårdmetall är dess inneboende sprödhet och den höga kostnaden för att producera materialet. Även om kobolten ger ytterligare hållbarhet, är verktyg gjorda av detta material fortfarande benägna att brytas eller flisas. Ofta kommer en hårdare metall, såsom kolverktygsstål, att användas som ett skaft i vilket en karbidspets kan sättas in. Detta kan sänka kostnaderna genom att både minska den totala kostnaden för att tillverka verktyget och ersätta kostnaden för hårdmetallstycket.
Cementerade hårdmetallinsatser kan också förstärkas med speciella beläggningar, såsom titankarbid-nitrid, titan-aluminiumnitrid eller diamantliknande kol. Dessa beläggningar kan bidra till att öka smörjningen av verktyget. Beläggning kan också förlänga en skärs livslängd genom att sänka temperaturen under skärning och därmed minska slitaget.
Den första hårdmetallen utvecklades i slutet av 1800-talet av Henri Moissan, en fransk kemist. Moissan hade avsett att skapa diamanter, men hans experiment ledde till utvecklingen av en porös, spröd version av modern volframkarbid. Tyskarna Karl Schroeter och Heinrich Baumhauef upptäckte att materialet kunde göras starkare och mer lämpligt för industriellt bruk, såsom skärning, med tillsats av kobolt.
Kommersiell användning av hårdmetall började i Tyskland i slutet av 1920-talet. Det banbrytande varumärket var Widia ™, som är en version av wie diament , en tysk fras som betyder "som diamant". Detta varumärke har uthärdat som ett slags generiskt ben för hårdmetall.
På 1930-talet hjälpte ersättningen av volframkarbid till en bunden blandning av tantalkarbid och metalliskt nickel att skapa en mer hållbar form av hårdmetall. Nu är materialet tillverkat med flera olika varianter av de traditionella och moderna blandningarna. Den ena konstanten har varit att blandningen typiskt består av en del smält material bundet med kornen i ett annat element.