Il carburo cementato è un metallo particolarmente duro che è noto per essere in grado di gestire materiali duri, alte velocità delle macchine e alte temperature. Il materiale è anche noto come harmetal, Widia™ o cobalto di carburo di tungsteno. Viene spesso utilizzato nella produzione di articoli come acciaio inossidabile o acciaio al carbonio.
Il moderno carburo cementato è solitamente una combinazione di particelle di carburo di tungsteno e cobalto metallico o carburo di tantalio e nichel metallico con cobalto. Questi materiali sono legati insieme in un processo noto come sinterizzazione o, meno comunemente, pressatura isostatica a caldo (HIP), in cui il cobalto fuso viene miscelato con grani solidi di carburo di tungsteno. La forza e la durata del prodotto finale possono variare ampiamente, a seconda della quantità di ciascun ingrediente nella miscela.
Due dei punti deboli più evidenti del carburo cementato sono la sua fragilità intrinseca e l’elevata spesa per la produzione del materiale. Sebbene il cobalto fornisca una maggiore durata, gli strumenti realizzati con questo materiale sono ancora soggetti a rotture o scheggiature. Spesso un metallo più robusto, come l’acciaio per utensili al carbonio, viene utilizzato come gambo in cui può essere inserita una punta di carburo. Ciò può ridurre i costi sia riducendo il costo totale di fabbricazione dell’utensile sia il costo di sostituzione del pezzo in metallo duro.
Gli inserti in carburo cementato possono anche essere rinforzati con rivestimenti speciali, come nitruro di carburo di titanio, nitruro di alluminio e titanio o carbonio simile al diamante. Questi rivestimenti possono aiutare ad aumentare la lubrificazione dell’utensile. Il rivestimento può anche allungare la durata di un inserto riducendo la temperatura durante il taglio e riducendo così l’usura.
Il primo metallo duro è stato sviluppato alla fine del 1800 da Henri Moissan, un chimico francese. Moissan aveva deciso di creare diamanti, ma i suoi esperimenti portarono allo sviluppo di una versione porosa e fragile del moderno carburo di tungsteno. I tedeschi Karl Schroeter e Heinrich Baumhauef scoprirono che il materiale poteva essere reso più resistente e più appropriato per usi industriali, come il taglio, con l’aggiunta di cobalto.
L’uso commerciale del carburo cementato iniziò in Germania alla fine degli anni ‘1920. Il marchio pionieristico è stato Widia™, che è una versione di wie diament, una frase tedesca che significa “come il diamante”. Questo marchio ha resistito come una sorta di termine generico per il carburo cementato.
Negli anni ‘1930 la sostituzione del carburo di tungsteno con una miscela legata di carburo di tantalio e nichel metallico ha contribuito a creare una forma più duratura di carburo cementato. Ora il materiale è realizzato con diverse varianti delle miscele tradizionali e moderne. L’unica costante è stata che la miscela consiste tipicamente di una parte di materiale fuso legato con i grani di un altro elemento.