Hartmetall ist ein unverzichtbarer Werkstoff in Industrie, Werkzeugbau und Recycling. Ja, Hartmetall kann magnetisch sein – aber nicht immer. Ob eine magnetische Wirkung vorhanden ist, hängt von der Zusammensetzung ab, insbesondere vom verwendeten Bindemetall. Enthält das Material Kobalt, zeigt es magnetische Eigenschaften. Wird dagegen Nickel oder ein anderes nichtmagnetisches Metall verwendet, bleibt Hartmetall unmagnetisch. Diese Unterscheidung ist sowohl für die Verarbeitung als auch für das Recycling entscheidend.
Das Wichtigste in Kürze
- Hartmetall besteht aus Wolframkarbid und einem Bindemittel wie Kobalt oder Nickel.
- Nur Hartmetalle mit kobaltgebundenen Legierungen sind magnetisch.
- Nickelgebundene Sorten zeigen keine Magnetisierbarkeit.
- Die Magneteigenschaften sind relevant für Sortierung, Wiederverwertung und Qualitätsprüfung.
Aufbau und Zusammensetzung von Hartmetall
Hartmetall ist ein Verbundwerkstoff, der aus feinen Partikeln von Wolframkarbid (WC) und einem metallischen Bindemittel besteht. Dieses Bindemetall hält die Karbide zusammen und sorgt für die nötige Zähigkeit. In der Regel kommen Kobalt, Nickel oder Eisen zum Einsatz.
Bei der Herstellung werden die Pulver durch Pulvermetallurgie unter hohem Druck geformt und anschließend im sogenannten Sintern verdichtet. Die Korngröße des Wolframkarbids und der Bindemittelanteil bestimmen die Eigenschaften: Feinkörnige Sorten sind besonders hart, grobkörnige bieten mehr Bruchzähigkeit. Dadurch entstehen unterschiedliche Hartmetallsorten, die sich in ihrer Dichte, Härte und Verschleißfestigkeit unterscheiden.
Magnetische Eigenschaften und ihre Ursachen
Die Magnetisierbarkeit von Hartmetall hängt direkt vom Bindemetall ab.
- Kobaltgebundenes Hartmetall ist magnetisch, da Kobalt ferromagnetisch ist.
- Nickelgebundene Sorten sind in der Regel nicht magnetisch, obwohl Nickel selbst magnetisch sein kann – im Verbund verliert es diese Eigenschaft teilweise.
- Cobaltfreie Varianten, etwa mit Titan oder Nickel als Hauptbinder, sind meist vollständig unmagnetisch.
Entscheidend ist die Struktur: Je höher der Bindemittelanteil, desto stärker kann sich magnetisches Verhalten zeigen. Die Verteilung der Karbide und die Gefügedichte beeinflussen, wie gut das Magnetfeld durch das Material geleitet wird.
Die Magnetisierung kann auch durch Temperaturen oder mechanische Belastungen verändert werden. Durch hohe Sintertemperaturen verliert Kobalt teilweise seine magnetischen Eigenschaften, während Kaltverformung oder Abkühlung sie verstärken kann.
Zur technischen Prüfung kommen oft Kennwerte wie HRA, Vickers oder Rockwell (N) zum Einsatz, die zwar primär die Härte angeben, aber indirekt auch Aufschluss über die Gefügedichte und damit über die Magnetisierbarkeit geben.
Praktische Beispiele aus der Industrie
In der Industrie sind magnetische Hartmetalle weit verbreitet. Bohrer, Fräswerkzeuge und Schneideinsätze bestehen häufig aus kobaltgebundenem Hartmetall, da dieses Material hohe Druckfestigkeit und Verschleißfestigkeit bietet. Durch die Magnetisierung lassen sich solche Werkzeuge einfach erkennen und sortieren.
In der Elektronik oder in Anwendungen, bei denen magnetische Felder stören könnten, kommen dagegen nickelgebundene Hartmetalle zum Einsatz. Diese Sorten sind unempfindlich gegenüber Magnetfeldern und eignen sich für präzise Bauteile in Sensorik und Elektronikfertigung.
Bedeutung für Recycling und Wiederverwertung
Für den Hartmetallankauf und das Recycling spielt die Magnetisierbarkeit eine zentrale Rolle. In modernen Aufbereitungsverfahren werden magnetische und unmagnetische Hartmetallsorten voneinander getrennt.
Magnetische Sorten – vor allem kobaltgebundene – lassen sich mit Magnetabscheidern einfach erkennen und effizient recyceln. Nichtmagnetische Sorten benötigen dagegen chemische oder optische Verfahren zur Trennung. Diese Unterscheidung spart Zeit, reduziert Kosten und verbessert die Qualität des zurückgewonnenen Wolframkarbids.
Bei der Anlieferung von Hartmetallschrott ist die Kenntnis über die Magneteigenschaften daher ein klarer Vorteil, sowohl für den Verkäufer als auch für den Recycler.
Einflussfaktoren: Temperatur, Belastung und Beschichtungen
Die Magnetisierbarkeit von Hartmetall kann sich unter extremen Bedingungen verändern. Hohe Temperaturen führen zur Entmagnetisierung, da die atomare Struktur des Kobalts instabil wird. Gleichzeitig beeinflussen Beschichtungen wie PVD (Physical Vapour Deposition) oder CVD die Oberflächenstruktur und damit auch die magnetischen Eigenschaften.
Beschichtete Schneidwerkzeuge, etwa mit Titan oder Kohlenstoffschichten, weisen oft eine geringere Magnetisierbarkeit auf, obwohl der Kern weiterhin kobaltgebunden ist. Auch mechanische Belastungen, Biegebruchfestigkeit und Warmhärte wirken sich indirekt aus, da sie die Mikrostruktur des Materials verändern können.
Diese Effekte zeigen, dass Magnetisierung keine konstante Materialeigenschaft ist, sondern vom gesamten Verfahren, der Belastung und der Verwendung abhängt.
Technische Vielfalt und Materialverständnis
Hartmetall zeigt eine enorme Vielfalt – von magnetischen Werkzeugsorten bis zu unmagnetischen Speziallegierungen.
Die Wahl der richtigen Hartmetallsorte hängt immer von den Anforderungen ab:
- hohe Zähigkeit und Flexibilität bei Nickelbindungen,
- maximale Härte und Verschleißfestigkeit bei kobaltgebundenen Varianten,
- chemische Beständigkeit bei speziellen Nickelgebundenen Hartmetallen.
Die Klassifizierung erfolgt nach Korngröße, Bindemittelanteil und Anwendungsbereich – also nach technischen Kriterien, die sowohl im Bergbau, im Maschinenbau als auch in der Elektronik entscheidend sind.
Magnetismus als Erkennungsmerkmal im Materialkreislauf
Hartmetall ist nicht grundsätzlich magnetisch – die Magnetisierbarkeit hängt vom Bindemetall ab. Diese Eigenschaft ist mehr als ein physikalisches Detail: Sie entscheidet über Sortierung, Recycling und Wiederverwendung.
Für Anwender in der Industrie und im Recyclingprozess ist es daher wichtig zu wissen, welche Hartmetallsorten magnetisch reagieren.
Kobaltgebundene Werkstoffe lassen sich leicht erkennen, nickelgebundene Varianten erfordern dagegen präzisere Analyseverfahren.
Dieses Wissen sorgt für einen effizienteren Materialkreislauf – und dafür, dass wertvolles Wolframkarbid und Kobalt gezielt wiederverwertet werden können.