Die Entwicklung der ersten kommerziellen Stahllegierung wird häufig dem britischen Metallurgen Robert Forester Mushet zugeschrieben, der 1868 entdeckte, dass die Zugabe von Wolfram zu Stahl dessen Härte auch nach dem Abkühlen erhöht. Diese Entdeckung bildete die Grundlage für die Entwicklung von Metalllegierungen und führte zur Verwendung von Werkzeugstählen. Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts war es eine Kunst, Metalle zu formen und zu bearbeiten, und hochqualifizierte Handwerker nutzten Werkzeugstahl als Schneidstoff.
Mit der steigenden Nachfrage nach Massenfertigung, insbesondere in Branchen wie der Automobilindustrie, wurde jedoch deutlich, dass der Werkzeugstahl nicht Schritt halten konnte. Seine begrenzte Hitzebeständigkeit führt zu einer Erweichung bei hohen Temperaturen, insbesondere an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück, was die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erschwert.
In der Folge wurden HSS-Stähle entwickelt, die mehr Kobalt enthielten als Werkzeugstähle. Das zusätzliche Kobalt verlieh dem Schnellarbeitsstahl eine höhere Warmfestigkeit und ermöglichte so wesentlich höhere Schnittgeschwindigkeiten. Die schnellere Zerspanung erhöhte die Produktivität, senkte die Gesamtproduktkosten und war letztlich einer der Faktoren, die dazu beitrugen, dass Fahrzeuge für die Allgemeinheit bezahlbarer wurden.
Die Einführung von Hartmetall
Der Erfolg des Schnellarbeitsstahls führte zu einer Weiterentwicklung der Industrie, die in der Erfindung des Hartmetalls mündete. Am 30. März 1923 meldete Karl Schröter, der damalige Leiter von Forschung und Entwicklung beim deutschen Leuchtmittelhersteller Osram, das erste Patent mit dem Titel „Gesinterte harte Metalllegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung“ an. Ursprünglich war das Material für Zieheisen in der Glühbirnenindustrie gedacht, doch später wurde Hartmetall für Zerspanungswerkzeuge entwickelt und getestet. Als solches wurde es 1927 auf einer Ausstellung in Leipzig vorgestellt. Zur Herstellung von Hartmetall werden feine Carbidteilchen mit einem Metallbindemittel zu einem Verbundstoff verarbeitet. Zu den gebräuchlichsten Carbiden gehören Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC) und Tantalcarbid (TaC), wobei häufig Kobalt und Nickel als Bindemetalle verwendet werden.
So wie die Einführung des Schnellarbeitsstahls den Fertigungsmarkt revolutionierte, ermöglichte die Erfindung des Hartmetalls eine noch schnellere Bearbeitung, sodass Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 150 Meter pro Minute möglich wurden.
In dieser Zeit begann Sandvik mit der Entwicklung von Hartmetallwerkzeugen und die Marke Sandvik Coromant wurde 1942 mit dem alleinigen Ziel gegründet, moderne Zerspanungswerkzeuge aus Hartmetall anzubieten. Die ersten Hartmetallwerkzeuge von Sandvik Coromant für die Metallzerspanung wurden im darauffolgenden Jahr hergestellt, und mit der zunehmenden Industrialisierung in den 1950er und 1960er Jahren stieg die Nachfrage weiter an.
1969 war Sandvik Coromant das erste Unternehmen weltweit, das keramikbeschichtete Hartmetall-Wendeschneidplatten anbot. Die keramische „Gamma Beschichtung“ verbesserte die Verschleiß- und Hitzebeständigkeit der Werkzeuge erheblich und steigerte die Zerspanungsleistung um bis zu 50 Prozent. Das Unternehmen baute sein Hartmetallsortiment weiter aus und entwickelte neue Sorten und Bohrer für eine Vielzahl von Branchen. Im Jahr 2005 wurde die Sorte GC 4225 zur weltweit meistverkauften Hartmetallsorte.
Ein Blick in die Zukunft
Die Verfügbarkeit von Rohstoffen wird über die Zukunft der Hartmetalle entscheiden. Bei Sandvik Coromant wird die weitere Verbesserung der Nachhaltigkeitsprogramme ein Schwerpunkt sein. Insbesondere der Sortieraspekt des Recyclingprozesses wird ein wichtiger Entwicklungsbereich sein, da er im Hinblick auf die benötigten Energieressourcen nach wie vor eine Herausforderung darstellt.
Trotz großer Innovationssprünge spielen ältere Schneidstoffe wie Schnellarbeitsstahl immer noch eine wichtige Rolle im Gesamtmarkt. Und Hartmetall ist zweifellos auch im hundertsten Jahr seines Bestehens ein enorm wichtiger Schneidstoff für viele Branchen. Aber es gibt immer Raum für Verbesserungen, und da sich die Anwendungen ändern und neue hinzukommen, bleibt die Herausforderung, immer bessere Lösungen zu finden.
Sandvik Coromant
www.sandvik.coromant.com
