Cermet

Cermets (zusammengesetzt aus engl. ceramic und metal) sind Verbundwerkstoffe aus keramischen Werkstoffen in einer metallischen Matrix (Bindemittel). Sie zeichnen sich durch eine besonders hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus.

Cermets und Hartmetalle

Der Begriff Cermet bezeichnet vor allem im anglo-amerikanischen Sprachgebrauch alle Arten von Hartstoffen. Deswegen zählen auch die Hartmetalle, insbesondere wolframcarbid-freie Hartmetall-Schneidstoffe, zu den Cermets, obwohl es Unterschiede im Herstellungsverfahren (Cermets sind Sinterwerkstoffe), im mechanischen Verhalten sowie in den Wechselwirkungen zwischen den Verbundkomponenten gibt. Als Grenze zu den Hartmetallen wird die elektrische Leitfähigkeit angeraten, wobei Cermets als Nichtleiter gelten^[1]. Außerdem haben Cermets eine höhere Thermoschock- und Oxidationsbeständigkeit als Sinterhartmetalle.

Eigenschaften und Zusammensetzung

Die keramischen Komponenten sind oft Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Zirconiumdioxid (ZrO₂), während als metallische Komponenten Niob, Molybdän, Titan, Cobalt, Zirconium, Chrom und andere in Frage kommen.

Die stark unterschiedliche Dichte zwischen den metallischen und keramischen Sinterkomponenten führen leicht zur Entmischung, so dass stabilisierende Zusätze nötig sind. Der Sinterprozess läuft wie bei homogenen Pulvern ab, nur dass bei gleicher Presskraft das Metall stärker verdichtet wird als die Keramik.

Verwendung

Cermets auf der Basis von Titancarbid (TiC) und Tantalcarbid (TaC), die in einer Niob-, Molybdän- oder seltener Cobalt-Bindephase eingebettet sind, werden als Schneidstoff-Schichten verwendet. Sie sind ein komplexes Vielstoffsystem mit weiteren Elementen wie Wolfram und Tantal. Der große Vorteil von Cermets als Schneidstoffen liegt in ihrer hohen Temperaturwechselfestigkeit, die durch das TiC/TaC erreicht wird und bis zu 1800°Celsius betragen kann. Dadurch ist der Einsatz von Cermets auch mit Kühlschmiermitteln möglich. Die Kurzbezeichnung nach ISO 513 für TiC- und TaC-Cermets lautet HT (Hartmetall auf Titan-/Tantalcarbidbasis). Monolithische Fräser aus Cermet haben sich aufgrund der geringen Biegebruchfestigkeit nicht durchgesetzt.

Verschiedene Materialkombinationen werden auch als Leitermaterial oder Widerstandsschicht in elektronischen Dickfilm-Schaltkreisen oder Trimmpotentiometern eingesetzt. Des Weiteren haben sie sich als Thermoelement-Schutzrohre in der Schmelzmetallurgie eingeführt und ermöglichten beispielsweise die vollständige Automatisierung des Linz-Donawitz-Verfahrens.

Siehe auch

• Metallmatrix-Verbundwerkstoff (MMC)

Fußnoten

1. ↑ Werner Schatt (Hrsg.): Pulvermetallurgie, Sinter- und Verbundwerkstoffe., Heidelberg: Hüthig, 1986, ISBN 3-7785-1319-2, S. 527-531