Titan Drehen
Typische Bauteile:
Verdichterscheibe, Scheibe, Ringe
Materialien:
Ti6Al4V, TA6V, Ti6246, Ti6242, Ti17
Metallurgic Expert Knowledge on Titanium:
Die geringe Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien verhindert, dass die bei der Bearbeitung entstehende Wärme von der Werkzeugschneide abgeführt wird.
Die hohe Kaltverfestigungsneigung von Titanlegierungen kann auch zu hohen Schnittkräften und Temperaturen beitragen, die zu Kerbverschleiß führen können.
Alpha-Beta (α-ß) Legierungen
Diese Legierungen weisen sowohl α als auch ß-Phase auf und enthalten sowohl α als auch ß-Stabilisatoren. Die einfachste und beliebteste Legierung in dieser Gruppe ist Ti6Al4V, das hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt wird. Legierungen dieser Kategorie sind leicht formbar und weisen eine hohe Raumtemperaturfestigkeit und eine moderate Hochtemperaturfestigkeit auf. Die Eigenschaften dieser Legierungen können durch Wärmebehandlung verändert werden.
Beta (ß) Legierungen
Beta (ß)-Legierungen enthalten Übergangsmetalle wie V, Nb, Ta und Mo, die die ß-Phase stabilisieren. Beispiele für kommerzielle ß-Legierungen sind Ti11.5Mo6Zr4.5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn und Ti5553. Beta-Legierungen sind gut wärmebehandelbar, allgemein schweißbar und haben eine hohe Festigkeit. Im lösungsbehandelten Zustand ist eine ausgezeichnete Umformbarkeit zu erwarten. ß-Legierungen neigen jedoch zum duktil-spröden Übergang und sind daher für kryogene Anwendungen ungeeignet. Beta-Legierungen haben eine gute Eigenschaftskombination für Bleche, schwere Profile, Verbindungselemente und Federanwendungen.
Herausforderungen
Die hohe chemische Reaktivität von Titanlegierungen bewirkt, dass der Span mit dem Werkzeug verschweißt, was zu Kraterbildung und vorzeitigem Werkzeugausfall führt.
Darüber hinaus ist die Kontaktfläche zwischen Span und Werkzeug relativ klein, was zu einer hohen Spannungskonzentration aufgrund dieser höheren Schnittkräfte und Temperaturen führt, daraus kann wiederum ein vorzeitiger Ausfall des Schneidwerkzeugs resultieren.
Die Bearbeitung von flugkritischen Komponenten (Triebwerksrotationsbauteile) mit noch nie dagewesenen Produktionsraten, erfordert zuverlässige, hochpräzise Werkzeuge für die Halbfertig- und Endbearbeitung.
Prozesssicherheit zur Vermeidung von Bauteilbeschädigungen erfordert fortschrittliche Spanbrecher-Technologien.
Anforderungen an die Werkzeuglösungen:
- Werkzeugsteifigkeit/Stabilität
- Wärmemanagement
- Kühlmittelfluss
- Schneidstoff Zähigkeit
- Hitzebeständige Beschichtung
- Chemisch beständige Beschichtung
- Mikrokantengeometrie für geringe Schnittkräfte
- Hohe Zerspanungsraten