Hårdmetall är en särskilt hård metall som är känd för att kunna hantera tuffa material, snabba maskinhastigheter och höga temperaturer. Materialet är också känt som harmetal, Widia™ eller volframkarbidkobolt. Det används ofta vid tillverkning av föremål som rostfritt stål eller kolstål.
Modern hårdmetall är vanligtvis en kombination av partiklar av volframkarbid och metallisk kobolt eller tantalkarbid och metalliskt nickel med kobolt. Dessa material binds samman i en process som kallas sintring, eller mindre vanligt, varm isostatisk pressning (HIP), där smält kobolt blandas med fasta korn av volframkarbid. Styrkan och hållbarheten hos slutprodukten kan variera kraftigt, beroende på mängden av varje ingrediens i blandningen.
Två av de mest tydliga svagheterna hos hårdmetall är dess inneboende sprödhet och den höga kostnaden för att producera materialet. Även om kobolt ger extra hållbarhet, är verktyg gjorda av detta material fortfarande benägna att gå sönder eller flisas. Ofta kommer en kraftigare metall, såsom kolverktygsstål, att användas som ett skaft i vilket en spets av karbid kan sättas in. Detta kan minska kostnaderna genom att både minska den totala kostnaden för att tillverka verktyget och ersättningskostnaden för hårdmetallstycket.
Hårdmetallskär kan också förstärkas med speciella beläggningar, såsom titankarbidnitrid, titanaluminiumnitrid eller diamantliknande kol. Dessa beläggningar kan bidra till att öka smörjningen av verktyget. Beläggning kan också förlänga ett skärs livslängd genom att sänka temperaturen under skärningen och därmed minska slitaget.
Den första hårdmetallen utvecklades i slutet av 1800-talet av Henri Moissan, en fransk kemist. Moissan hade bestämt sig för att skapa diamanter, men hans experiment ledde till utvecklingen av en porös, spröd version av modern volframkarbid. Tyskarna Karl Schroeter och Heinrich Baumhauef upptäckte att materialet kunde göras starkare och mer lämpligt för industriellt bruk, såsom skärning, med tillsats av kobolt.
Kommersiell användning av hårdmetall började i Tyskland i slutet av 1920-talet. Det banbrytande varumärket var Widia™, som är en version av wie diament, en tysk fras som betyder ”som diamant.” Detta varumärke har bestått som ett slags generisk term för hårdmetall.
På 1930-talet bidrog ersättningen av volframkarbid till en bunden blandning av tantalkarbid och metalliskt nickel till att skapa en mer hållbar form av hårdmetall. Nu tillverkas materialet med flera olika varianter av de traditionella och moderna blandningarna. Den ena konstanten har varit att blandningen typiskt består av en del smält material bundet med kornen av ett annat element.