Bei dem Begriff ?Hartmetall“ handelt es sich um einen Verbundwerkstoff aus Hartstoffpartikeln mit einer metallischen Matrix. Dies impliziert, dass Hartmetall eine Legierung aus einem Hartstoff [wie zumeist Wolframkarbid (WC)] und einem Bindermetall, üblicherweise aus der Eisengruppe (Eisen, Kobalt, Nickel), darstellt. Gerade moderne Hartmetalle sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken, da sie in all unseren Lebensbereichen zum Einsatz kommen und durch verschiedene Hartmetallqualit?ten Enormes leisten.

Hartmetalle basieren auf verschiedenen Erzen in Pulverform, die mit speziellen Verfahrenstechniken in Form gepresst werden. Wir sprechen daher auch von ?Pulvermetallurgie“, also der Herstellung von Metallen aus Pulver. Hartmetall verfügt über eine Temperaturbest?ndigkeit bis etwa 900°C , weshalb es im Zerspanungsprozess h?here Schnittgeschwindigkeiten als beispielsweise HSS (Schnellarbeitsstahl) erm?glicht. Neben der Temperaturbest?ndigkeit führt auch seine immense H?rte zu einem hohen abrasiven Verschlei?widerstand. Hartmetall ist n?mlich h?rter als HSS und z?her als Werkstoffe aus PKD (polykristalliner Diamant).

Für den optimalen Zerspanungsprozess ist die Auswahl von Schneidstoff und Sorte einer der wichtigsten Faktoren, wonach ebenfalls der zu bearbeitende Werkstoff, das Werkstück und die Maschinenbedingungen in den Blick genommen werden müssen. Aufgrund der eigenen Hartmetall-Herstellung kann Gühring die Hartmetallsorten für seine Zerspanungswerkzeuge perfekt auf die Situationen abstimmen, in denen sie bei den Kunden zum Einsatz kommen.

Als Ihr Partner für Zerspanungsl?sungen der Premium-Leistungsklasse, der maximale Standzeiten und h?chste Prozesssicherheit gew?hrleistet, helfen wir Ihnen gerne weiter. Kontaktieren Sie uns einfach!

Hartmetall Herstellung: Wie wird Hartmetall hergestellt?

Als Hersteller seines eigenen Hartmetalls ist Gühring in der Lage, für die VHM-Bohrwerkzeuge anwendungsspezifische Hartmetallsorten auszulegen. So produziert und vertreibt Gühring rund 1400 Tonnen Hartmetall pro Jahr.

Ausgangspunkt bei der Herstellung von Hartmetall sind zwei Pulver: Der Binder (CO) und der H?rtetr?ger (WC). Diese werden mit Additiven vermischt und in Mühlen feinstgemahlen. Das so entstandene Pulver wird getrocknet, gesiebt und zu Grünlingen gepresst. Dabei stehen drei verschiedene Pressverfahren zur Auswahl: Beim monostatischen Pressen wird die Pulvermischung in eine Matrize gefüllt und von oben und unten gepresst. Beim Strangpressen wird Pulver in eine gewünschte Form gepresst. Hier k?nnen auch Kühlkan?le eingebracht werden. Beim Isostatischen Verfahren erfolgt der Druck von mehreren Seiten. Dabei sind gro?e Dimensionen und besonders regelm??ige Dichteverteilungen m?glich.

Die Hartmetall-Rohlinge werden gesintert, das hei?t unter der Schmelzgrenze der Carbide erhitzt und verbacken. Das Sintern beginnt mit der Entbinderungsphase, bei der der Bindstoff ausgedampft wird. W?hrend der Heizphase wird mit Hilfe von Argon ein hoher Druck erzeugt. In der letzten Phase wird der Rohling von 1500 Grad auf Null Grad heruntergekühlt. Die HM-Produkte verlieren w?hrend des gesamten Sinterprozesses bis zu 25 Prozent an Volumen. Der entstandene Grünling ist nach dem Sintern brüchig und wird erst durch das Backen hart. Es folgt eine Trockenzeit von 3 bis 5 Wochen (Schwund von ca. 30%). Dann kann der Rohling zu Werkzeugen weiterverarbeitet werden.

Die Erforschung von Hartmetall rei?t nie ab

 

Wie l?sst sich aus den bergm?nnisch abgebauten Wolframerzen Wolframkarbid gewinnen – das Material, das für die H?rte in Hartmetallen sorgt?

Für die Gewinnung von Wolframkarbid müssen die Erze zun?chst einige chemische Prozesse durchlaufen. In einem ersten Schritt werden die Wolframerze von unerwünschten metallischen Verunreinigungen getrennt – bis Wolframit und Scheelit konzentriert und in Pulverform vorliegen.
Aus diesen Konzentraten kann man Ammoniumparawolframat gewinnen. Das ist ein farbloses kristallines Wolfram-Salz und die weltweit allgemein übliche Handelsform für wolframhaltige Rohstoffe.
Durch anschlie?endes Glühen bei ca. 500° bis 700° entstehen verschiedene Wolframoxide, die bei Raumtemperatur entweder braun oder intensiv gelb sind.
Im n?chsten Schritt kommen noch h?here Temperaturen zum Einsatz. Bei bis zu 1.200° entsteht aus den Wolframoxiden reines Wolframpulver.
Das Wolframpulver wird im letzten Schritt mit Ru? oder Grafit gemischt. Temperaturen von 1.400° bis 2.000° sorgen unter anderem dafür, dass sich Wolfram mit Kohlenstoff zu Wolframkarbid (WC) verbindet.

Diese fünf Schritte finden sich in allen Herstellungsprozessen: Mischen, Mahlen, Sieben, Pressen und Sintern.
Am Anfang jedes Hartmetallwerkzeugs steht das Mischen, Mahlen und Sieben des Rohstoffs in Pulverform. Zuerst werden Wolframkarbid, Kobalt und verschiedene Dotierkarbide nach speziellen Rezepturen vermischt. Die Korngr??e des Hartstoffs Wolframkarbid und der Anteil des Bindemetalls Kobalt definieren die gewünschte H?rte. Um Verunreinigungen zu vermeiden, hat Sauberkeit in diesen ersten Schritten oberste Priorit?t.
Nach dem Mischen und Mahlen kommt das zukünftige Hartmetall zur Trocknung in den Sprühturm und wird anschlie?end gesiebt. So lassen sich gr??ere Bestandteile entfernen, die den Produktionsprozess st?ren k?nnten.
Nach dem Sieben ist das Granulat fertig für das Pressen. Beim Direktpressen wird das aufbereitete Granulat unter Druck in Formen, sogenannten Matrizen, verdichtet. In Sekundenschnelle pressen Stempel und Matrize Teile verschiedenster Geometrien. Vorteile des Direktpressens: Die leistungsf?higen Pressautomaten fertigen mehrere Teile gleichzeitig. Der automatische Transport beschleunigt den Prozess zus?tzlich. Auf diese Weise lassen sich pro Stunde 1500 Werkteile herstellen.
Das Direktpressen eignet sich damit für kurze Produktionszeiten, hohe Stückzahlen und verschiedenste Geometrien.

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Seinen Ursprung hat Hartmetall zu Beginn des 20. Jahrhunderts, da zu dieser Zeit verschiedene deutsche Patente hinsichtlich der Erzeugung von Wolframkarbid und deren Verwendung im Bereich der Werkzeugtechnologie erteilt wurden. Der Fertigungsprozess zur Hartmetallherstellung wirkt sich in gro?em Ma?e auf die Qualit?t des Endprodukts aus. So konnten Hartmetalle durch kontinuierliche Entwicklungen seit ca. 1925 im gro?en Umfang wirtschaftlich eingesetzt werden. Die Firma Gühring stellt Hartmetalle für viele Bereiche und Industrien her. Pro Jahr sind es circa 2.500 Tonnen, das entspricht etwa 1.800 Autos. Das macht Gühring zu einem der gr??ten Hartmetall-Hersteller der Welt.

Kennzeichnend für Hartmetall sind eine sehr hohe H?rte, seine Verschlei?festigkeit und besonders die hohe Temperaturbest?ndigkeit. Sie finden daher eine ausgedehnte Anwendung in der Bestückung von Werkzeugen und Teilen für die Zerspanung, spanlose Formgebung und bei reibendem Verschlei?. So wundert es nicht, dass bei Gühring die Produktion von Werkzeug-Rohlingen aus Hartmetall den gr??ten Einsatzbereich bilden: Sowohl für spanabhebende Werkzeuge als auch für spanlose Werkzeuge. Zur ersten Gruppe geh?ren beispielsweise Bohrer, Fr?ser und Reibahlen. Spanlose Werkzeuge sind etwa Stempel, Walzen und Messer.

Abschlie?end kann festgehalten werden, dass der Berg- und Tunnelbau mit seinen gro?en und schweren Ger?ten ebenfalls einen gr??eren Einsatzbereich bildet, in dem viel Hartmetall ben?tigt wird. Weitere Bereiche sind der Medizin- und Gesundheitssektor, der Transport und Mobilit?tssektor, die Zerkleinerungsbranche, der allgemeine Maschinenbau, der Energiesektor und das Baugewerbe. Auch zur Genuss- und Nahrungsmittel-Herstellung ist Hartmetall notwendig – sowie in den vielen sonstigen Einsatzbereichen: von Pr?zisionsmessinstrumenten bis hin zu kunstvollen Schmuckstücken.

Vor ca. 35 Jahren entschloss sich Dr. J?rg Gühring für den Aufbau einer eigenen Hartmetallfertigung, obwohl das Unternehmen damals noch überwiegend Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl herstellte. Sehr früh hatte er erkannt, welche Bedeutung das Hartmetall haben würde. Der Gesch?ftsbereich Hartstoffe produziert seitdem verschiedene Hartmetallqualit?ten unter anderem für die Anwendungsbereiche Luftfahrt, Automobil, Maschinenbau und Unterhaltungselektronik. Die Zerspanungswerkzeuge rücken dabei in den Fokus: V?llig gleichgültig, ob Rohlinge für rotierende Werkzeuge oder speziell auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnittene Geometrien: Dank unserer modernen, fortschrittlichen und teilautomatisierten Strang- und Trockenpressen in Verbindung mit der flexiblen Formgebung erm?glicht Gühring selbst anspruchsvollste Form- und Bauteile. Haben Sie Fragen? Unsere Spezialisten freuen sich auf einen kompetenten Dialog.

Was ist Hartmetall?

Der Begriff Hartmetall beschreibt allgemein eine Werkstoffgruppe, die durch hohe H?rte und metallische Eigenschaften gekennzeichnet ist. Gegossenes Hartmetall wurde im Jahr 1914 von Lohman und Voigtl?nder zum Patent angemeldet, jedoch bew?hrte es sich aufgrund seiner Spr?dheit nicht. Erst einige Jahre sp?ter konnte Hartmetall im Jahr 1923 von Karl Schr?ter und Heinrich Baumhauer zum Patent angemeldet werden. Hartmetall geh?rt zu den Verbundwerkstoffen, da Hartmetall meistens aus 90–94 % Wolframcarbid (Verst?rkungsphase) und 6–10 % Kobalt (Matrix, Bindemittel, Z?higkeitskomponente) besteht. Die Wolframkarbidk?rner sind durchschnittlich etwa 0,5–1 Mikrometer gro?. Das Kobalt füllt die Zwischenr?ume, dient sozusagen als Bindemittel. Demnach werden Hartmetalle zumeist aus Wolframkarbid und Kobalt hergestellt (WC +CO), aber auch andere Additive, wie Titancarbid, Tantalcarbid, Chromcarbid oder Vanadiumcarbid dienen als Bindemittel. Dennoch kann festgehalten werden, dass sich durch die Kombination von Wolframkarbid (WC) als harte Karbidphase und Kobalt (Co) als Metallbinder (Binderphase) die besten physikalischen und mechanischen Eigenschaften erzielen lassen.
Hierbei handelt es sich um Legierungen aus metallischen Hartstoffen (Karbide) und einem Bindemetall.

Hartmetall ist in seiner Verwendung au?erordentlich flexibel einsetzbar und bietet zahlreiche Vorteile. Dazu z?hlen haupts?chlich:

• Verschlei?festigkeit
• H?rte
• hohe Temperaturbest?ndigkeit
• Druckfestigkeit

 

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Hartmetall besteht aus Wolframkarbid (meistens aus 90-94%, Verst?rkungsphase) und 6-10% Kobalt (Bindemittel, Matrix, Z?higkeitskomponente). Im Durchschnitt sind die Wolframkarbidk?rner ca. 0,5-1 Mikrometer gro?. Das Kobalt füllt die Zwischenr?ume. Wir bei Gühring machen uns sowohl der H?rte von Wolframkarbid als auch der Z?higkeit von Kobalt zunutze. Dabei gilt die Faustregel: Je h?rter das Hartmetall umso verschlei?- und abriebfester, aber auch spr?der und schlagempfindlicher ist es. Nimmt die H?rte hingegen ab, steigt die Z?higkeit zu und das Hartmetall bekommt mehr Elastizit?t und Biegefestigkeit. Die Rohstoffe, welche für die Produktion von Hartmetall ben?tigt werden, werden h?ufig in Massenproduktion verarbeitet und hinsichtlich Qualit?t und Quantit?t standardisiert.

Bei Wolfram handelt es sich um ein chemisches Element mit dem Elementsymbol W und der Ordnungszahl 74. Damit z?hlt es zu den übergangsmetallen, im Periodensystem steht es in der 6. Nebengruppe (Gruppe 6) oder Chromgruppe. Wolfram kommt in reinem Zustand als ist ein wei?gl?nzendes, spr?des Schwermetall mit hoher Dichte und Festigkeit vor. Die gr??ten Lagerst?tten für Wolfram finden sich in China, Russland, USA, Kanada, Korea, Bolivien, Kasachstan, ?sterreich und Portugal. Die sicheren und wahrscheinlichen Weltvorkommen betragen derzeit 2,9 Mio. Tonnen reines Wolfram. Die wichtigsten mineralischen Wolframerze liegen in der Natur als Wolframit und Scheelit vor.

Bei Erzen handelt es sich um Mineralaggregate von wirtschaftlichem Interesse, aus denen durch Bearbeitung ein oder mehrere Wertbestandteile extrahiert werden k?nnen. Grunds?tzlich k?nnen Erze bergm?nnisch abgebaut werden, um die darin enthaltenen Metalle zu gewinnen.

Kobalt ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Co und der Ordnungszahl 27. Damit z?hlt Kobalt zu den ferromagnetischen übergangsmetallen aus der 9. Gruppe oder Kobaltgruppe des Periodensystems. Kobalt ist ein gl?nzendes, silbergraues Metall, das sich insbesondere durch H?rte, Festigkeit und Z?higkeit auszeichnet. Aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften findet Kobalt in vielen unterschiedlichen Bereichen Anwendung. Als ferromagnetisches Schwermetall kommt Kobalt haupts?chlich in Afrika vor. Die demokratische Republik Kongo deckt mit ihren Bergwerken den gr??ten Teil des Weltkobaltbedarfs ab.

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Was ist ein Grünling?

Pulver oder Pulvermischungen werden meist unter Zusatz eines Bindemittels in Form gebracht. Demnach ist der Grünling, ein sich im Kreidezustand befindliche Pulverpressling. Schon in dieser Phase des Herstellungsprozesses weist der Grünling s?mtliche geometrischen Eigenschaften des gewünschten Bauteils auf. Im n?chsten Schritt, demnach w?hrend des Sintervorgangs, verringern sich Porosit?t und Volumen deutlich und der Grünling nimmt die endkonturnahe Form des Bauteils an.

Am Anfang jedes Zerspanungswerkzeugs aus Hartmetall steht das Mischen, Mahlen und Sieben des Rohstoffs in Pulverform, bevor sie gepresst und gesintert werden. Die Produktionsschritte des isostatischen Pressens gleichen denen des monostatischen Pressens. Lediglich der Pressvorgang unterscheidet sich. Genau wie das monostatische Pressen erm?glicht das isostatische Pressen die Realisierung sehr gro?er Geometrien – mit dem Unterschied, dass diese sich nicht auf Stabdimensionen beschr?nken. Das isostatische Pressen erm?glicht einen sehr gro?en Pressbereich mit Durchmessern bis zu 400 mm und einem Gewicht von 200 kg. Anwendungsbeispiele für das isostatische Pressverfahren sind die Herstellung von Erodierbl?cken, Tabak- oder Hygienewalzen. ?hnlich wie beim monostatischen Pressen wird der Rohling bei 1.800 bar gleichm??ig gepresst, jedoch erfolgt der Druck hier von allen Seiten, auch den Stirnseiten.

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Zur Fertigung von Hartmetall wird das Material (nach dem Mischen, Mahlen und Sieben) mechanisch verdichtet, bevor es im Anschluss gesintert wird. Beim monostatischen Pressen werden die Werkteile demnach noch vor dem Sintern bearbeitet. Eine Finalisierung erfolgt nach dem Sintern durch das Schleifen, um eventuelle Ma?abweichungen auszugleichen. Das monostatische Pressen eignet sich für die Herstellung von Stab-Dimensionen bis zu einem Durchmesser von 60mm und der L?nge von 450mm. Das Granulat wird in eine flexible Stabform gefüllt, auf die der Pressautomat von au?en einen kontinuierlichen Druck von 1.800 bar auf den Umfang ausübt. Dadurch erh?lt der Pressling eine sehr gleichm??ige Dichteverteilung.

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Grunds?tzlich wird Hartmetall in einem Sinterprozess hergestellt. Dies impliziert, dass die feingemahlenen Pulver der Komponenten gemischt, gepresst und abschlie?end erhitzt werden. Im Produktionsprozess selbst wird der Druck hoch gehalten, sodass das Pulvergranulat sich zu einem homogenen Stück formt.

1. Mischen
   Zuerst werden Wolframkarbid, Kobalt und verschiedene Dotierkarbide nach speziellen Rezepturen vermischt. Die Korngr??e des Hartstoffs Wolframkarbid und der Anteil des Bindemetalls Kobalt definieren die gewünschte H?rte. Um Verunreinigungen zu vermeiden, hat Sauberkeit in diesen ersten Schritten oberste Priorit?t. Wolframkarbid (WC), das für die H?rte in Hartmetallen sorgt, macht je nach Sorte 73-94 % aus. Kobalt ist dementsprechend mit 6-27 % enthalten und sorgt für Z?higkeit. Das ist wichtig, um einen Bruch des Materials unter Biegebelastung zu vermeiden. Kobalt (Co) bezeichnet man in diesem Kontext deswegen auch als ?Binder“ oder das ?Bindemetall“.
2. Mahlen
   In diesem Produktionsprozess werden Hartstoff und Binder geprüft. Erste Priorit?t hat in diesem Schritt die Sauberkeit, um die Materialien nicht zu verunreinigen. Durch die Korngr??e des Wolframkarbids und den Anteil des Kobalts wird die gewünschte H?rte definiert. Das Mischen und Mahlen erfolgt über mehrere Stunden in Kugelmischern, sogenannten Attritoren.
3. Sieben
   Das zukünftige Hartmetall kommt nach der Trocknung im Sprühturm in spezielle Beh?lter zum Trocknen und wird anschlie?end gesiebt. Gr??ere Bestandteile, die den Produktionsprozess st?ren k?nnten, werden so ausgeschlossen.
4. Pressen
   Anschlie?end erfolgt die Formgebung des pulvrigen Werkstoffs durch eine Verdichtung mit verschiedenen Pressverfahren. Je nach Anforderung an das Material und das sp?tere Produkt stehen vier Pressverfahren zur Auswahl: direktes Pressen, Strangpressen, monostatisches oder isostatisches Pressen. Diese haben auch eine Auswirkung auf die Produktionsschritte im Detail.
5. Bearbeiten
   Nach dem Pressen kann eine erste Bearbeitung erfolgen. Beim direkten Pressen ist das zum Beispiel nicht erforderlich, da der Werkstoff direkt in seine gewünschte Endform gepresst wird.
6. Sintern
   Die Werkteile sind nun in ihrer gewünschten Form und fertig für den letzten Produktionsschritt: Das Sintern. Das Sintern ist das Herzstück jeder Produktion und verbindet die Stoffe miteinander. Zu diesem Zweck werden die Werkteile in speziellen Sinter?fen unter Druck stark erhitzt. Dieser Vorgang nennt sich Hei?isostatisches Pressen. Dabei schmilzt das Kobalt und verbindet sich fest und ohne Zwischenr?ume mit dem Wolframkarbid. Deswegen gilt Hartmetall auch als ?Verbundwerkstoff“. Das Sintern dauert insgesamt über 36 Stunden und l?uft in drei Phasen ab. Dabei erreichen die ?fen Temperaturen über 1300°C. Der Pressling ver?ndert sich durch das Sintern deutlich. Klicken Sie auf die Abbildung, um sich das Werkteil nach dem Sintern anzusehen.
   Die gr??te Herausforderung beim Sintern ist die Schrumpfung des Rohlings: Durch das Sintern wird der Hartmetallrohling erheblich kleiner. Der L?ngen- und Durchmesserschwund liegt bei 15-25% und bezieht sich auf die geometrischen Werte. Der Volumenschwund betr?gt etwa 50%, wodurch sich die Dichte des Rohlings etwa verdoppelt. Der Pressling muss demnach um einiges gr??er als die gewünschte finale Form hergestellt werden, um nach dem Sintern die richtige Gr??e zu erzielen.
7. Schleifen (optional)
   Abschlie?endes Schleifen des fertigen Hartmetallprodukts stellt einen optionalen letzten Arbeitsschritt im Produktionsprozess dar. Wie bereits erw?hnt, ver?ndert sich der Rohling durch das Sintern. Dadurch k?nnen minimale Abweichungen vom Zielzustand entstehen. Um diese auszugleichen, stehen automatisierte Schleifmaschinen zur Verfügung. Damit lassen sich die Werkstücke sowohl flach- als auch rundschleifen. Für gro?e Serien gleicher Teile bietet sich das Spitzenlos-Schleifen an.

Was ist Sintern?

Hartmetall besteht immer aus der Verbindung eines Hartstoffs (Karbid), mit einem Bindemetall. Als Hartstoff verwendet man meistens Wolframkarbid (WC). Weitere Hartstoffe k?nnen aber auch z.B. Titan (TiC), Tantal (TaC) oder Chrom (CrC) sein. Das h?ufigste Bindematerial ist Kobalt (Co). Unter dem Begriff „Sintern“ versteht man eine Temperaturbehandlung, demnach einen thermischen Prozess unter Sauerstoffausschluss, der die Wolframkarbide in einer Bindermatrix einbindet. Hierbei wird der Binder im Grünling in einer Sinteranlage bis zur Flüssigphase erhitzt. Sinteranlagen für Hartmetalle sind doppelwandige, wassergekühlte Kessel?fen aus Stahl. Je nach Hartmetallsorte liegt die Sintertemperatur bei 1300 bis 1500°C. Die Bindermetallanteile des Hartmetalls gehen dabei in die schmelzflüssige Phase über, wodurch Poren bzw. Zwischenr?ume ausgefüllt werden. Der Sintervorgang erfolgt aufgrund der temperaturabh?ngigen Reaktionsfreudigkeit der Hartmetallrohstoffe mit dem Luftsauerstoff unter Vakuum. Man unterscheidet zwischen einem ?normalen“ Sinterprozess und einem Sinter-HIP Verfahren. Beim Sinter-HIP Verfahren wird nach dem Erreichen der Flüssigphase unter hohem Druck Argon eingepresst. Dadurch wird das Hartmetall nochmals verdichtet und garantiert eine homogene, porenfreie Struktur.

Grunds?tzlich l?sst sich Hartmetall mit pulvermetallurgischen Verfahren herstellen. Hartmetall zeichnet sich durch extreme H?rte und einen hohen Widerstand gegen abrasiven, mechanischen oder thermischen Verschlei? aus. Deshalb garantieren Werkzeuge und Verschlei?teile aus Hartmetall eine l?ngere Standzeit und steigern die Produktivit?t. Auch sind bei Hartmetallwerkzeugen die Geometriefreiheiten sehr gro?, da hier ein Rohling vorliegt, aus dem komplexe Geometrien geschliffen werden k?nnen. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel spiralisierte oder geradegenutete Fr?ser, Raspelfr?ser oder Kompressionsfr?ser herstellen. Diese Werkzeuge k?nnen dann wiederum mit einer Beschichtung versehen werden, welche noch h?rter als das Hartmetall ist. Der Fertigungsprozess zur Hartmetallherstellung wirkt sich ganz erheblich auf die Qualit?t des Endprodukts aus. Eine hohe Qualit?t hat bei Gühring oberste Priorit?t. Deswegen begleiten geometrische Tests und metallurgische Analysen den Fertigungsprozess.

Metallurgische Analysen zur Qualit?tssicherung geben Aufschluss über:

• Dichte
• H?rte
• Sortenanalyse
• Geometrische Tests zur Qualit?tssicherung im Rahmen von:
  • Ultraschall
  • Vermessungen
  • Steigungen
  • Visuelle Prüfung

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Wir helfen Ihnen gerne: Kontaktieren Sie uns einfach.

Das Strangpressen z?hlt zu den druckumformenden Fertigungsverfahren und dient der Herstellung metallischer Profile mit verschiedenen Geometrien. Dabei wird das Rohmaterial mit einem Stempel durch die genutzte Matrize gedrückt, damit das Material die gewünschte Form annimmt. Das Verfahren wird in der metallverarbeitenden Industrie und in der Bauindustrie unter anderem zur Herstellung von Hohlprofilen genutzt. Das Strangpressen eignet sich zur Herstellung von St?ben oder Leisten. Zu diesem Zweck presst ein Stempel den Werkstoff kontinuierlich durch eine formgebende ?ffnung. Dieser Vorgang nennt sich auch Extrusion.
Durch dieses Pressverfahren lassen sich auch sehr kleine Durchmesser fertigen – bis zu 0,9 mmr sind m?glich. Eine Besonderheit beim Strangpressen zur Herstellung von Werkzeug-Rohlingen ist die M?glichkeit, Kühlkan?le einzubringen. Realisierbar sind bis zu fünf verschiedene Kühlkan?le zentraler, paralleler oder verdrallter Anordnung.

Haben Sie Fragen? Unsere Spezialisten freuen sich auf einen kompetenten Dialog.

Zur Fertigung von Hartmetall wird das Material (nach dem Mischen, Mahlen und Sieben) mechanisch verdichtet, bevor es gesintert wird. Demnach erfolgt nach dem Pressvorgang die Sinterung. Jedoch muss der Grünling nach dem Pressvorgang trocknen, bevor er weiterbearbeitet werden kann. Nach dem Pressen kommen die St?be zun?chst in eine Klimakammer und dann in einen Trockenofen.
Die Trockenzeit richtet sich nach dem Durchmesser des Grünlings. Als Faustregel gilt: Ein Tag / Millimeter Durchmesser. Demnach braucht ein Stab von 10 mm Durchmesser eine Trockenzeit von 10 Tagen.

Hartmetallwerkzeuge haben fast die doppelte H?rte verglichen mit HSS-Werkzeugen. Deshalb lassen sich mit ihnen bis zu 30% h?here Vorschübe pro Umdrehung und mindestens dreimal h?here Standzeit realisieren. Durch die h?here Steifigkeit der Hartmetallwerkzeuge erreichen sie au?erdem bessere Bohrungsqualit?ten. Auch im Hinblick auf die Bohrungsgeradheit gibt es gro?e Unterschiede zwischen Hartmetall und Schnellarbeitsstahl.

Hartmetallbohrer, bzw. Vollhartmetallbohrer (VHM-Bohrer) stehen für kurze Bearbeitungszeiten, h?here Schnittwerte und hervorragende Standzeiten.
Der Grund dafür liegt darin, dass Hartmetall über die doppelte H?rte sowie eine h?here Warmh?rte im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl (HSS) verfügt.
Hartmetallbohrer kommen bei Bearbeitungsaufgaben zum Einsatz, welche hohe Verschlei?festigkeit und Effizienz fordern. Hartmetallbohrer werden vorwiegend in automatischen Werkzeugmaschinen (CNC-Maschinen) oder Bearbeitungszentren mit stabiler Aufspannung eingesetzt.

Als Entwickler und Hersteller von hochwertigen Hartmetallsorten und hochperformanten Schneidstoffen bietet Gühring eine enorme Bandbreite an Hartmetallbohrern.
Das für den RT 100 XF von Gühring entwickelte Hartmetall schafft die optimale Gratwanderung zwischen H?rte und Z?higkeit. Durch das spezielle Gefüge besitzt diese Gühring-eigene Hartmetallsorte einen Nachsch?rfeffekt. Ausbrüche, die den Verschlei? am Werkzeug beschleunigen, finden nicht mehr statt.
Darüber hinaus erm?glicht die kombinierte Optimierung aller Werkzeugparameter des RT 100 XF extreme Vorschübe und gewaltige Zeitspanvolumen. Das Inhouse-High-End-Finishing sorgt bei diesem Hartmetallbohrer für maximale Ausreizung der Performance und es kommt zu einer Taktzeitverkürzung bei schwer zerspanbaren Werkstoffen und speziellen Anwendungsf?llen in der Serienfertigung.

überzeugen Sie sich von unserem Vollhartmetallbohrer RT 100 XF.

Universalfr?ser?oder Hochleistungsfr?ser aus Vollhartmetall kommen auf modernen CNC-Maschinen zum Einsatz. Sie eignen sich besonders für die Serienfertigung. Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten machen sie sehr leistungsf?hig. Zudem erreichen sie hohe Standzeiten sowie Schnitttiefen und Schnittbreiten.

Das Fr?sen ist eines der h?ufigsten Fertigungsverfahren in der Zerspanung.

Steht dabei vor allem die Geschwindigkeit im Vordergrund, kommt das HPC-Fr?sen (engl. „High Performance Cutting“) oder auf Deutsch die Hochleistungszerspanung zum Einsatz. Ziel dabei ist innerhalb von kürzester Zeit, so viel Material wie m?glich zu entfernen. Im Werkzeug- und Formenbau wird dieses Verfahren deshalb vorrangig zum Schruppen angewendet.

Vergleich man einen Hochleistungsfr?ser, der beim HPC-Fr?sen zum Einsatz kommt, mit einem herk?mmlichen Fr?ser, so ist mit einem Hochleistungsfr?ser ein sehr viel gr??eres Zerspanvolumen pro Minute m?glich. Im Rahmen eines Fr?sprozesses bedeutet das, dass beim HPC-Fr?sen mit anderen Schnittdaten gearbeitet wird: h?here Schnittgeschwindigkeiten, gr??ere Vorschübe pro Zahn und gr??ere Schnitttiefen.
Durch die Fertigung der Werkstücke mit einem maximalen Zeitspanvolumen je erfolgtem Schnitt, erlaubt das HPC-Fr?sen die Bearbeitung von Werkstücken verschiedener Arten von hochfestem Stahl. Diese Materialien stellen erh?hte Anforderungen an die Werkzeuge.

Der Hochleistungsfr?ser RF 100 Speed von Gühring z?hlt zu den besonders leistungsstarken HPC-Fr?sern auf dem Markt. Er zeichnet sich durch eine hohe Spirale von 48° und seine ungleiche Schneidenteilung für einen weichen, ruhigen Schnitt aus. Der RF 100 Speed verfügt über eine optimierte Eckfase und Stirnkorrektur. So wird die Schneidecke, als empfindlichster Teil des Werkzeugs von zwei Seiten geschützt. Auf diese Weise h?lt die Schneide auch schweren Schubbelastungen gut stand. Die Fr?ser sind in verschiedenen Ausführungen erh?ltlich. Die lange Ausführung des HPC Fr?ser RF 100 Speed besitzt Spanteiler, um die Sp?ne kurz zu brechen und gew?hrleistet so eine reibungslose Spanabfuhr bei der HPC-Bearbeitung. überzeugen Sie sich von seinen Eigenschaften.

Zum Programm der Hochleistungsfr?ser von Gühring geh?ren im Bereich HPC-Fr?sen au?erdem verschiedene Bohrnutfr?ser. Diese Werkzeuge aus VHM (Vollhartmetall) unterscheiden sich von anderen Schaftfr?sern durch tauchf?hige Zentrumsschneiden auf der Stirnseite. Zum Kopierfr?sen bietet Gühring zudem Torusfr?ser an.
Bohrnutenfr?ser, Torusfr?ser sowie unterschiedlichste Werkzeuge finden Sie in unserem Gühring-Onlineshop.

Was ist HPC Fr?sen?

Das HPC Fr?sen (engl. ?High Performance Cutting“, dt. ?Hochleistungszerspanung“) hat im Rahmen einer Fr?soperation zum Ziel innerhalb von kürzester Zeit, so viel Material wie m?glich vom Werkstück zu entfernen.
Vergleich man ein Fr?swerkzeug, das beim HPC Fr?sen zum Einsatz kommt, mit einem herk?mmlichen Fr?ser, so ist mit einem Hochleistungsfr?ser ein sehr viel gr??eres Zerspanvolumen pro Minute m?glich. Damit gelingt beim HPC Fr?sen der Einsatz anderer Schnittdaten, was h?here Schnittgeschwindigkeiten, gr??ere Vorschübe pro Zahn und gr??ere Schnitttiefen zur Folge hat.

Der Hochleistungsfr?ser RF 100 Speed von Gühring z?hlt zu den besonders leistungsstarken HPC Fr?sern auf dem Markt. Er zeichnet sich durch eine hohe Spirale von 48° und seine ungleiche Schneidenteilung für einen weichen, ruhigen Schnitt aus. Der RF 100 Speed verfügt über eine optimierte Eckfase und Stirnkorrektur. So wird die Schneidecke, als empfindlichster Teil des Werkzeugs von zwei Seiten geschützt. Dadurch h?lt die Schneide auch schweren Schubbelastungen gut stand. Die Fr?ser sind in verschiedenen Ausführungen erh?ltlich. Die lange Ausführung des RF 100 Speed besitzt Spanteiler, um die Sp?ne kurz zu brechen und gew?hrleistet so eine reibungslose Spanabfuhr bei der HPC Bearbeitung. überzeugen Sie sich von seinen Eigenschaften.

Im Bereich der Hochgeschwindigkeitszerspanung (HZG), bzw. beim High Speed Cutting Fr?sen (HSC-Fr?sen) existieren, wie die Bezeichnung schon verr?t, wesentlich h?here Schnittgeschwindigkeiten und Vorschubgeschwindigkeiten. Um das Zeitspanvolumen maximal zu optimieren werden demnach extrem hohe Werkzeugdrehzahlen und Vorschubgeschwindigkeiten erreicht, welche um ein vielfaches h?her sind als bei normalen Zerspanungen.

Das HSC-Fr?sen unterscheidet sich vom HPC-Fr?sen (engl. „High Performance Cutting“ )?durch die gew?hlten Schnittdaten: Beim HPC-Fr?sen wird ein maximales Zeitspanvolumen pro Schnitt erzielt, w?hrend bei HSC-Fr?sen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten bei kleinen Zustellungen mit extremen Vorschüben gearbeitet wird.

Die VHM-Fr?ser GF 300 und GF 500 von Gühring werden beispielsweise beim HSC-Fr?sen eingesetzt.

Die Vorteile:

• Absolut pr?zise Durchmesser-Toleranzen
• enge Radiustoleranzen
• der Radiusanschliff mit konstanter Helixkorrektur, Zylinder- und Radiusbereiche (die im One-pass-Verfahren geschliffen sind)
• und Schleifverfahren für h?chste Oberfl?chenqualit?ten.

überzeugen Sie sich jetzt in unserem Gühring Online-Shop.

Was ist HSC Fr?sen?

Das HSC Fr?sen (engl. ?High Speed Cutting Fr?sen“, dt. HZG, ?Hochgeschwindigkeitszerspanung“) bietet im Vergleich zu konventionellen Fr?sbearbeitungen eine weitaus h?here Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit. Dadurch k?nnen schnell und effizient hochpr?zise Werkstücke von hervorragender Oberfl?chengüte gefertigt werden. Das HSC Fr?sen unterscheidet sich vom HPC Fr?sen (engl. ?High Performance Cutting“) durch die gew?hlten Schnittdaten: Beim HPC Fr?sen wird ein maximales Zeitspanvolumen pro Schnitt erzielt, w?hrend bei HSC Fr?sen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten bei kleinen Zustellungen mit extremen Vorschüben gearbeitet wird. Wenn demnach im Rahmen einer Fr?soperation die Kombination aus hohem Zeitspanvolumen und die Bearbeitung von hoch komplexen Bauteilen gefordert sind, z?hlt das HSC Fr?sen als unumg?ngliche Alternative. Aus diesem Grund ist dieses Verfahren zu einer wichtigen Basistechnologie im Werkzeug- und Formenbau, in der Medizintechnik und in der Luft- und Raumfahrt geworden.

Was ist HSS Stahl?

Schnellarbeitsstahl, auf Englisch?High Speed Steel (HSS), bezeichnet eine Gruppe hochlegierter Werkzeugst?hle. Diese werden als Schneidstoff für spanende Werkzeuge genutzt. Die H?rte erh?lt HSS durch sein Grundgefüge, das haupts?chlich aus Eisen und Kohlenstoff besteht. Hinzu kommen Legierungszus?tze von mehr als 5 Prozent. Dazu kommt die W?rmebehandlung des Stahls, der bei über 1.200 °C geglüht und danach abgeschreckt wird. All das führt dazu, dass mit HSS im Vergleich zu Kaltarbeitsst?hlen, drei- bis viermal h?here Schnittgeschwindigkeiten?und damit?hohe Anwendungstemperaturen?erreichen werden.

 

Wie wird HSS hergestellt?

Zwei unterschiedliche Verfahren werden bei der Herstellung von HSS haupts?chlich angewandt:

Schmelzmetallurgische Herstellung von HSS

Hier wird Stahl bei 1550 Grad geschmolzen und Legierungselemente zugesetzt. Die flüssige Schmelze wird in Barrenform gegossen. Bei 900 Grad erfolgt eine W?rmebehandlung, das Blockglühen, um die Stoffe zu homogenisieren. Es folgt das Walzen und Schmieden bei 1200 Grad und schlie?lich das Weichglühen. Der fertige Schneidstoff ist nun bereit für die spanende Bearbeitung.

Pulvermetallurgische Herstellung von HSS

Auch hier wird der Stahl bei 1550 Grad geschmolzen und mit Legierungselementen versehen. Diese Schmelze wird zu einem Pulver verdüst und in Kapseln gefüllt. Beim Hei?isotonischen Pressen (HIP) werden Pulver und Feststoffe, besonders Keramik und Metalle, gleichzeitig hei? gepresst und gesintert (gebacken). Dabei verbindet sich das lose Gefüge der einzelnen Stoffe, was die Dichte erh?ht. Nachdem der entstandene Stoff geschmiedet und gewalzt wurde, kann die spanende Bearbeitung erfolgen.

 

Wie hart ist HSS Stahl?

Bei Raumtemperatur liegt die H?rte von HSS zwischen 800 und 900 HV (Vickersh?rte), bzw. etwa 65 HRC (Rockwell). Somit ist HSS ?hnlich hart wie gew?hnlicher geh?rteter Stahl. Allerdings erreicht HSS eine Warmh?rte von bis zu 600 Grad. Die Warmh?rte gibt darüber Aufschluss, bei welcher Temperatur der Schneidstoff seine H?rte verliert. Gew?hnlicher Werkzeugstahl verliert seine H?rte bereits ab etwa 200 Grad.

 

HSS-Bohrer Bedeutung: Was bedeutet HSS beim Bohrer?

Der Verschlei?widerstand, die Druckfestigkeit und die Korrosionsbest?ndigkeit sind bei HSS-Bohrern hoch. Auch bei instabilen Aufspannungen oder Maschinenbedingungen gew?hrleisten HSS-Bohrer eine hohe Prozesssicherheit ohne Werkzeugbruch, was an der Z?higkeit des Werkstoffs liegt. Die Anschaffungskosten für den Kunden sind niedrig, aufgrund der deutlich geringeren Kosten bei der Herstellung. Daher bieten Spiralbohrer aus HSS bei einer Bearbeitung von kleinen oder mittleren Losgr??en oftmals das beste Preis-Leistungs-Verh?ltnis.

 

Wie erkennt man HSS Bohrer?

Im direkten Vergleich zu VHM-Bohrer sind Spiralbohrer aus HSS deutlich leichter aufgrund der geringeren Dichte des Schneidstoffs.

 

Extra lange HSS Bohrer

Extra lange HSS Bohrer?als Standard mit einer Spannutl?nge von 850 mm und einer Gesamtl?nge von 1000 mm bei einem Durchmesser von 10 mm werden beispielsweise im Formen-, Werkzeug- und Gesenkbau eingesetzt.

 

HSS Bohrer mit Innenkühlung

Diese Werkzeuge mit zylindrischen Sch?ften oder mit Morsekegelsch?ften werden zum Beispiel für die Bearbeitung von Stahlbautr?gern eingesetzt.

 

HSS Bohrer mit Morsekegelschaft bis ? 98,42 mm

geh?ren ebenfalls zu Gührings Standard-Produktpalette und sind im Gro?motorenbau, vor allem im Schiffsbau, unverzichtbar.

Bei dem Begriff HSS handelt es sich um einen legierten Werkzeugstahl, der für ?High Speed Steel“ (Schnellarbeitsstahl oder Hochleistungschnellarbeitsstahl) steht.
Das HSS-Fr?sen umfasst die pr?zise und effiziente Bearbeitung der Oberfl?chen von Stahl, Kunststoff oder anderen weichen Werkstoffen. HSS-Fr?ser (oder nach neuer Normung HS-Fr?ser) haben gegenüber VHM-Fr?sern (Vollhartmetall- oder Hartmetall-Fr?sern) nicht nur einen preislichen Vorteil sondern auch eine h?here Z?higkeit und Kantenfestigkeit, weshalb sie in der Serienfertigung eingesetzt werden. ?

Beim HSS- Fr?sen müssen aber auch (im Gegensatz zum VHM-Fr?sen) die geringe Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie die geringe Standzeit in den Fertigungsprozess einkalkuliert werden.
Mithilfe von HSS-Fr?sern lassen sich besonders dünnwandige oder weiche Werkstücke bearbeiten. Aufgrund der enorm guten Formgebungsm?glichkeiten des HSS, besteht die M?glichkeit daraus nahezu alle erdenklichen Fr?ser anzufertigen.
Je nach Anwendungsfall k?nnen sie mit verschiedenen Hartstoffbeschichtungen versehen sein.

Sie haben Interesse am HSS-Fr?sen? Eine umfangreiche Auswahl an verschiedenen und innovativen HSS-Fr?sern erhalten Sie in unserem Gühring Online-Shop.