HSS vs. Hartmetall (Wolframstahl): Wichtige Unterschiede erklärt

Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS)

Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) ist ein Werkzeugstahl mit hoher Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit – auch Windstahl oder Frontstahl genannt, da er an der Luft abschreckend aushärtet und sehr scharf ist. Auch „Weißstahl“ genannt.

HSS ist ein legierter Stahl komplexer Zusammensetzung mit karbidbildenden Elementen: Wolfram, Molybdän, Chrom, Vanadium, Kobalt. Legierungsanteil ca. 10–25 %. Er behält hohe Härte auch bei Hitze durch Hochgeschwindigkeitsschneiden (ca. 500 °C), HRC > 60. Das ist die wichtigste Eigenschaft – Rotglühhärte (Red Hardness). Kohlenstoffwerkzeugstahl nach Anlassen bei niedriger Temperatur hat bei Raumtemperatur hohe Härte, aber über 200 °C fällt die Härte stark ab, bei 500 °C annähernd angeweichter Zustand – verliert Schneidfähigkeit, was Kohlenstoffwerkzeugstahl für Schneidwerkzeuge limitiert. HSS kompensiert diesen fatalen Mangel durch gute Rotglühhärte.

Hauptanwendung: komplexe, dünnschneidige, schlagfeste Metallschneidwerkzeuge. Auch Hochtemperaturlager und Kaltpressformen: Drehmeißel, Bohrer, Hobbmesser, Maschinensägeblätter, anspruchsvolle Formen.

Hartmetall (Wolframstahl / Tungsten Steel)

Hartmetall (Tungsten Steel) besitzt hervorragende Eigenschaften: hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Festigkeit & Zähigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit. Besonders Härte & Verschleißfestigkeit bleiben bei 500 °C nahezu unverändert, bei 1.000 °C noch sehr hoch.

Hauptbestandteile: Wolframcarbid (WC) und Cobalt (Co) – 99 % der Zusammensetzung, 1 % andere Metalle. Daher „Wolframstahl“, auch Hartmetall genannt – die „Zähne der modernen Industrie“.

Hartmetall ist ein gesintertes Verbundmaterial aus mindestens einem Metallcarbid. WC, Co-Carbid, NbC, TiC, TaC sind gängige Komponenten. Korngröße der Carbidphase: 0,2–10 µm. Carbidkörner werden mit metallischem Binder (Eisengruppenmetalle: Co, Ni) verbunden. Entstehen: Wolfram-Cobalt-, Wolfram-Nickel-, Wolfram-Titan-Cobalt-Legierungen.

Sinterprozess: Pulver pressen → Blank → Sinterofen auf SinTemperatur → Haltezeit → Abkühlung → fertiges Hartmetall mit gewünschten Eigenschaften.

Hartmetall-Typen

① Wolfram-Cobalt-Hartmetall (YG)
Hauptbestandteile: WC + Co. Güte: „YG“ + mittlerer Co-% (z. B. YG8 = 8 % Co, Rest WC).

② Wolfram-Titan-Cobalt-Hartmetall (YT)
Hauptbestandteile: WC, TiC, Co. Güte: „YT“ + mittlerer TiC-% (z. B. YT15 = 15 % TiC, Rest WC+Co).

③ Wolfram-Titan-Tantal(Niob)-Hartmetall (YW)
Hauptbestandteile: WC, TiC, TaC/NbC, Co. Auch „Universalhartmetall“. Güte: „YW“ + Ordnungszahl (z. B. YW1).

Hartmetall behält Härte & Verschleißfestigkeit bis 500 °C, bei 1.000 °C noch hohe Härte. Breit eingesetzt: Drehmeißel, Fräser, Bohrer, Bohrbare. Schnittgeschwindigkeit moderner Hartmetalle ist hundertfach höher als bei Kohlenstoffstahl.