Verfahren zum Verbinden von Hartmetall mit anderen Materialien
Beim Verbinden von Hartmetall mit anderen Materialien müssen die besonderen Eigenschaften von Hartmetall berücksichtigt werden:
Löten von Hartmetall
Um Hartmetall mit Stahl zu verlöten, benötigt man Temperaturen von >450 °C. Lötverbindungen zeichnen sich durch hohe thermische und mechanische Stabilität aus. Flussmittel werden zum Verlöten in oxidierender Atmosphäre eingesetzt. Sie lösen Oxidschichten an der Hartmetalloberfläche auf und verbessern das Benetzungsvermögen. Die Oberflächen von Hartmetall und Stahl sollten grundsätzlich sauber sein und keinerlei Öl- oder Fettrückstände aufweisen, um eine optimale Benetzung mit dem Lötmetall zu gewährleisten. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Hartmetall kann es durch innere Spannungen zu Verformungen oder Rissbildung kommen. Interne Spannungen lassen sich nach dem Löten zum Teil durch plastisches Verformen der Lötverbindung reduzieren.
Schrauben aus Hartmetall
Durchgehende Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben sind bei Hartmetall kein Problem. Das Anbringen eines Gewindes ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Eine gute Alternative sind Gewindebuchsen aus Stahl – sie werden an der Hartmetalloberfläche festgelötet oder -geklebt. Untersuchungen von CERATIZIT haben ergeben, dass sich die maximale Zugbelastung von Schrauben in Hartmetall-Innengewinden (M4 bis M10) nach der Zugfestigkeit des Schraubenmaterials richtet. Außengewinde aus Vollhartmetall sind anfällig für Kerbenbildung und können bei großer Torsionsbelastung mit sehr großem Drehmoment brechen.
Verfahren zum Verbinden von Hartmetall mit anderen Materialien
Das Kleben ist ein unkompliziertes, schnelles und kostengünstiges Fügeverfahren. Die Qualität einer Klebeverbindung und ihre Belastbarkeit hängen entscheidend von der Aufbereitung der Klebeflächen ab:
Es gibt verschiedene Arten von Klebstoffen:
Die Bruchfestigkeit von Klebeverbindungen liegt bei <25–35 MPa und sie können Temperaturen von <150–250 °C standhalten. Außerdem kann der Klebstoff durch Flüssigkeiten ausgewaschen werden. Die Klebeverbindung muss also entsprechend geschützt werden.
Schrumpftechnik mit Hartmetall
Mit dem Schrumpfverfahren kann eine Hartmetallmatrize in Stahl eingefügt werden. Der Hartmetallkern wird durch Einschrumpfen und Heiß- oder Kaltpressen in das Stahlelement eingepasst. Nachdem der Hartmetallkern in das erhitzte Stahlelement eingeschrumpft wurde, entsteht einerseits durch die Übergröße des Hartmetallkerns eine Kraft, die den Kern in dem Stahlelement hält, und andererseits erzeugt der abkühlende Stahl ebenfalls eine Kraft, die den Kern in der Aufnahme hält. Die maximal zulässige Klebetemperatur darf beim Erwärmen nicht überschritten werden, damit nicht die Härte des Stahls abnimmt. Andererseits muss die Temperatur hoch genug sein, damit sich der Innendurchmesser des Stahlbeschlags ausreichend ausdehnt.