{"id":1869,"date":"2020-03-11T11:19:36","date_gmt":"2020-03-11T10:19:36","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=1869"},"modified":"2025-08-20T11:49:37","modified_gmt":"2025-08-20T09:49:37","slug":"hartmetall-beschichten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/hartmetall-beschichten\/","title":{"rendered":"Hartmetall beschichten"},"content":{"rendered":"<h2>\u00ab Ihre M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung \u00bb<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Der Begriff Hartmetallbeschichtung hat zwei Bedeutungen: die Oberfl\u00e4chenbeschichtung von normalen Metallen durch Hartmetalle und die Beschichtung von Hartmetall durch hochabriebfeste Stoffe. Hartmetalle bestehen aus einem metallischen Werkstoff und harten nichtmetallischen Zus\u00e4tzen. Das Metall dient dabei als Bindemittel und wird als Matrix bezeichnet. Die Zus\u00e4tze erh\u00f6hen die Verschlei\u00dffestigkeit des Materials. Sie sind die Hartstoffe in diesen Verbundwerkstoffen.<\/strong><\/p>\n<h2>Was versteht die Werkstoffwissenschaft unter H\u00e4rte?<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Der Geologe Friedrich Mohs sortierte vor etwa 200 Jahren die ihm bekannten Mineralien in der Reihenfolge, in der sich ein Stein durch einen anderen anritzen l\u00e4sst. Der Stein, der auf jedem anderen einen Ritz erzeugte, ist der Diamant. Er ist das h\u00e4rteste nat\u00fcrliche Material. Der Stein, der der nirgends einen Ritz hinterlie\u00df, ist Talk.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die H\u00e4rte ist also die Materialeigenschaft, die die F\u00e4higkeit beschreibt, Widerstand gegen das Eindringen eines festen Stoffes zu leisten.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">F\u00fcr eine genauere Bestimmung der H\u00e4rte eines Werkstoffes wird ein genormter Pr\u00fcfk\u00f6rper mit einer festgelegten Kraft in die Oberfl\u00e4che gedr\u00fcckt. Je kleiner der Abdruck ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist die H\u00e4rte. Eine hohe Werkstoffh\u00e4rte ist allerdings meistens mit einer hohen Spr\u00f6digkeit verbunden, die besonders bei sto\u00dfartiger Belastung schnell zum Bruch f\u00fchrt. Hartmetall vereint die ben\u00f6tigte H\u00e4rte mit der erforderlichen Z\u00e4higkeit.<\/p>\n<h2>Wie entstehen Hartmetall und Hartmetallbeschichtungen?<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Um den Verbund aus einem Metall und festen Hartstoffen herzustellen, werden die pulverf\u00f6rmigen Hartstoffe in die Metallschmelze gemischt oder es wird eine Mischung aus Metallpulver und Hartstoff in Form gepresst und anschlie\u00dfend gesintert. Um Hartmetall zu beschichten, nutzt die <a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/oberflaechenvorbehandlung\/\">Oberfl\u00e4chentechnik<\/a> haupts\u00e4chlich die chemische oder die physikalische Gasphasenabscheidung.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/oberflaechenvorbehandlung\/\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-1874 size-full\" title=\"Oberfl\u00e4chenvorbehandlung | sch\u00fctzt Metalloberfl\u00e4chen vor Korrosion | sorgt f\u00fcr eine lange Werthaltigkeit\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/oberflaechenvorbehandlung-1.jpg\" alt=\"oberflaechenvorbehandlung-hartmetall-beschichten\" width=\"800\" height=\"553\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/oberflaechenvorbehandlung-1.jpg 800w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/oberflaechenvorbehandlung-1-300x207.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/oberflaechenvorbehandlung-1-768x531.jpg 768w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/oberflaechenvorbehandlung-1-110x75.jpg 110w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Metalloberfl\u00e4chen lassen sich zum Beispiel mit einer Hartmetallbeschichtung ausstatten<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">Plasma-Pulver-Auftragschwei\u00dfen,<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Hochgeschwindigkeitsflammspritzen<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Lichtbogenspritzen oder<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Laserspritzen<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Welche Teile aus Hartmetall sind zu beschichten?<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hartmetall ist von Natur aus sehr verschlei\u00dffest. Deshalb werden stark beanspruchte Teile wie zum Beispiel Werkzeuge f\u00fcr die Metallbearbeitung oder Einbauteile f\u00fcr Ventile aus diesem Material hergestellt. Die Schneiden von Werkzeugen haben einerseits einen entscheidenden Einfluss auf die Ma\u00df- und Formgenauigkeit und auf die Oberfl\u00e4chenrauigkeit der Werkst\u00fccke und sind andererseits aufgrund ihrer geometrischen Form besonders anf\u00e4llig f\u00fcr Verschlei\u00df. Um wirtschaftlich einigerma\u00dfen vertretbare Standzeiten zu erreichen, werden diese Bereiche mit Schneidstoffen beschichtet. Hauptanwendungsgebiet ist die Oberfl\u00e4chenbeschichtung von Wendeschneidplatten f\u00fcr Werkzeuge zum Drehen und Fr\u00e4sen.<\/p>\n<h2>Hartmetall beschichten mit der chemischen Gasphasenabscheidung<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition) ist ein Verfahren der Oberfl\u00e4chentechnik, das auf der Reaktion eines gasf\u00f6rmigen Stoffgemisches mit der Werkstoffoberfl\u00e4che beruht. Als Ergebnis bilden sich feste Stoffe, die sich mit der Oberfl\u00e4che verbinden. Die Reaktionen laufen bei Temperaturen von 900 \u00b0C bis 1100 \u00b0C im Vakuum ab. Es entstehen sehr d\u00fcnne, gleichm\u00e4\u00dfige und fest haftende Schichten aus den Stoffen Titannitrid, Aluminiumoxid oder Titankarbonitrid. Das Verfahren eignet sich sehr gut f\u00fcr die Beschichtung von Teilen mit komplizierten geometrischen Formen. Da die hohe W\u00e4rmebelastung zu Verformungen der Werkst\u00fccke und zu Gef\u00fcge\u00e4nderungen f\u00fchren kann, wird f\u00fcr die Beschichtung von Hartmetallen h\u00e4ufiger die physikalische Gasphasenabscheidung eingesetzt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1880\" aria-describedby=\"caption-attachment-1880\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1880 size-full\" title=\"Sichtfenster eines Vakuumabscheidungssystems\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Sichtfenster-eines-Vakuumabscheidungssystems.jpg\" alt=\"Sichtfenster eines Vakuumabscheidungssystems Hartmetall beschichten\" width=\"800\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Sichtfenster-eines-Vakuumabscheidungssystems.jpg 800w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Sichtfenster-eines-Vakuumabscheidungssystems-300x225.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Sichtfenster-eines-Vakuumabscheidungssystems-768x576.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1880\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Yulia \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Hartmetall beschichten mit der physikalischen Gasphasenabscheidung<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung (physical vapour deposition, PVD) werden die schichtbildenden Stoffe verdampft und anschlie\u00dfend auf der Oberfl\u00e4che der Teile im Vakuum kondensiert. Beim weiteren Abk\u00fchlen entsteht die geplante Schicht aus Titannitrid, Aluminiumoxid oder Titankarbonnitrid. Die Temperaturen liegen bei diesem Verfahren im Bereich von 400 \u00b0C bis 600 \u00b0C. Durch die Zeit, die f\u00fcr die Schichtbildung vorgesehen ist, l\u00e4sst sich die Schichtdicke steuern. Sie kann im Nanometerbereich liegen oder wenige Mikrometer betragen. Der Schichtdicke sind allerdings Grenzen gesetzt, wird sie zu hoch, k\u00f6nnen sich die Beschichtungen abl\u00f6sen.<\/p>\n<h2>Hartmetallbeschichtung metallischer Werkstoffe<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Metalle lassen sich durch thermische Verfahren mit Hartmetallen beschichten. Dabei werden pulverf\u00f6rmige Gemische aus einem Metall und Hartstoffen oder Hartmetall-Halbzeuge erhitzt und auf der Metalloberfl\u00e4che aufgebracht. Auf diese Weise lassen sich preisg\u00fcnstige Grundmaterialien wie Stahl oder Aluminium mit hochwertigen verschlei\u00df- und korrosionsfesten Schutzschichten versehen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1876\" aria-describedby=\"caption-attachment-1876\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1876 size-full\" title=\"T-Stahl Tr\u00e4ger in der Fertigung\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/T-Stahl-Traeger-in-der-Fertigung.jpg\" alt=\"T-Stahl Traeger in der Fertigung Hartmetall beschichten\" width=\"800\" height=\"500\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/T-Stahl-Traeger-in-der-Fertigung.jpg 800w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/T-Stahl-Traeger-in-der-Fertigung-300x188.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/T-Stahl-Traeger-in-der-Fertigung-768x480.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1876\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Anja \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Metall beschichten mit dem Plasma-Pulver-Auftragschwei\u00dfen<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beim Plasma-Pulver-Auftragschwei\u00dfen (plasma-transferred-arc, PTA) erzeugt ein Lichtbogen die f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung erforderliche W\u00e4rme. Der Lichtbogen bildet sich in einem Edelgas (Neon, Argon) zwischen zwei Elektroden aus. Die W\u00e4rme verwandelt das Gas in ein Plasma, ein Gemisch aus Elektronen, Gasionen und Gasatomen. Die Energie reicht aus, die Metalloberfl\u00e4che an- und das Hartmetallpulver aufzuschmelzen. Als Ergebnis entsteht eine Oberfl\u00e4chenschicht, die fest mit dem Grundmaterial verschwei\u00dft ist. Vorteile des Verfahrens sind der hohe Automatisierungsgrad und hohe Auftragsraten, die bis zu 20 kg\/h betragen.<\/p>\n<h2>Metall beschichten durch Hochgeschwindigkeitsflammspritze<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (high-velocity-oxygen-fuel, HVOF) ist ein Verfahren, bei dem in einer Brennkammer Kraftstoff unter hohem Druck mit Sauerstoff verbrannt wird. Dabei entstehen sehr hohe Temperaturen (\u00fcber 3000 \u00b0C), bei denen das Hartmetallpulver oder St\u00e4be aus Hartmetall schmelzen. Die Schmelze wird in einer D\u00fcse auf Geschwindigkeiten von bis zu 550 m\/s beschleunigt. Mit dieser Geschwindigkeit trifft die Schmelze auf die Oberfl\u00e4che des Grundmaterials auf.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Dabei lassen sich Metalle mit sehr gut haftenden und extrem dichten Schutzschichten versehen, die eine Dicke von wenigen Zehntelmillimetern haben. Da sich das Grundmaterial beim Beschichten nur bis auf ca. 200 \u00b0C erw\u00e4rmt, bleibt dessen Gef\u00fcge unbeeinflusst.<\/p>\n<\/blockquote>\n<h2>Beschichtung von Metallen durch Lichtbogenspritzen<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Lichtbogenspritzen ist ein Verfahren der Oberfl\u00e4chentechnik, bei dem der drahtf\u00f6rmige Spritzwerkstoff als Material f\u00fcr Elektroden eingesetzt wird, zwischen denen ein Lichtbogen brennt. Bei der dadurch erzeugten Temperatur von ca. 4000 \u00b0C schmelzen die Drahtspitzen ab. Die Schmelze wird durch einen Gasstrom zerst\u00e4ubt und auf die Metalloberfl\u00e4che geblasen. F\u00fcr die Erzeugung von Hartstoffschichten werden besondere Hohldr\u00e4hte verwendet, die mit dem Hartstoff gef\u00fcllt sind. Die entstehenden, 0,2-20 mm dicken Schichten sind deutlich por\u00f6ser als die, die beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen entstehen. Vorteilhaft sind beim Lichtbogenspritzen sehr hohe Auftragsraten.<\/p>\n<h2>Beschichtung von Metallen durch Laserspritzen<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beim Laserspritzen erhitzt ein Laserstrahl einen \u00f6rtlich begrenzten Teil des Grundwerkstoffs, dessen Oberfl\u00e4che an dieser Stelle zu schmelzen beginnt. Durch eine D\u00fcse gelangt das Hartmetallpulver in die Schmelzzone. Dort verschwei\u00dfen Grundwerkstoff und Hartmetall miteinander. Auf diese Weise gelingt es beispielsweise, an Werkzeugschneiden Schichten mit exakt definierten Umrissen herzustellen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1885\" aria-describedby=\"caption-attachment-1885\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1885 size-full\" title=\"Mann schwei\u00dft mit einem Laser und einem Mikroskop ultrapr\u00e4zise Kleinteile\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Mann-schweisst-mit-einem-Laser-und-einem-Mikroskop-ultrapraezise-Kleinteile.jpg\" alt=\"Mann schweisst mit einem Laser und einem Mikroskop ultrapraezise Kleinteile\" width=\"800\" height=\"534\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Mann-schweisst-mit-einem-Laser-und-einem-Mikroskop-ultrapraezise-Kleinteile.jpg 800w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Mann-schweisst-mit-einem-Laser-und-einem-Mikroskop-ultrapraezise-Kleinteile-300x200.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Mann-schweisst-mit-einem-Laser-und-einem-Mikroskop-ultrapraezise-Kleinteile-768x513.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1885\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 dizfoto1973 \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00ab Ihre M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung \u00bb Der Begriff Hartmetallbeschichtung hat zwei Bedeutungen: die Oberfl\u00e4chenbeschichtung von normalen Metallen durch Hartmetalle und die Beschichtung von Hartmetall durch hochabriebfeste Stoffe. 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