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.

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Der Begriff bezeichnet vor allem im anglo-amerikanischen Sprachgebrauch alle Arten von Hartstoffen, weswegen auch die Hartmetalle, insbesondere wolframcarbidfreie Hartmetallschneidstoffe, zu den Cermets zählen. Aufgrund der Unterschiede bei der Herstellung und des mechanischen Verhaltens sowie andersartiger Wechselwirkungen der Verbundkomponenten wird aber einerseits die elektrische Leitfähigkeit sowie das Herstellungsverfahren als Grenze zu Hartmetall angeraten, wobei Cermet als Nichtleiter und als Sinterwerkstoff gilt^[1].

Die stark differierende 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. Gegenüber den Sinterhartmetallen haben sie eine höhere Thermoschock- und Oxidationsbeständigkeit. Monolithische Fräser aus Cermet sind zwar verschleißfest, haben sich aber aufgrund der geringen Biegebruchfestigkeit nicht durchgesetzt. Die keramischen Komponenten sind meist Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Zirconiumdioxid (ZrO₂), während als metallische Komponenten Niob, Molybdän, Titan, Cobalt, Zirconium, Chrom und andere in Frage kommen.

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

Cermets werden als Schneidstoff auf der Basis von TiC und TaC (Titancarbid und Tantalcarbid), die in einer Niob, Molybdän oder seltener Cobalt-Bindephase eingebettet sind, verwendet. Sie sind heutzutage ein komplexes Vielstoffsystem mit weiteren Elementen wie W, Ta, Nb und Mo. Die Vorteile von Cermets als Schneidstoff liegen in der hohen Temperaturwechselfestigkeit, die durch das TiC/TaC erreicht wird und bis zu 1800°Celsius betragen kann. Durch die höhere Temperaturwechselfestigkeit ist der Einsatz von Cermets auch mit einem Kühlschmiermittel möglich.

Fußnoten

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