Welche Werkzeuge werden für die Bearbeitung von Titanlegierungskomponenten ausgewählt?

Warum Titan für Schneidwerkzeuge schädlich ist

Titanlegierungen vereinen hohe Festigkeit mit geringer Wärmeleitfähigkeit, sodass etwa 80 Prozent der beim Schnitt entstehenden Wärme an der Werkzeugkante verbleibt und nicht mit dem Span verschwindet. Das Material neigt außerdem stark dazu, mit Werkzeugoberflächen zu verschweißen, was zu Kantenaufbau und schnellem Freiflächenverschleiß führt. Die Werkzeugauswahl zielt daher auf Sorten mit hoher Warmhärte, guter Thermoschockbeständigkeit und haftungsmindernden Beschichtungen ab.

Hartmetallwerkzeuge

Hartmetalleinsätze, insbesondere feinkörnige Wolframkarbidsorten der Gruppen ISO K und S, sind die Standardwahl für die meisten Dreh- und Fräsarbeiten in Titan. Sie behalten ihre Härte bei den erhöhten Temperaturen, die beim Schneiden von Titan entstehen, und widerstehen abrasivem Verschleiß. Unbeschichtetes oder PVD-beschichtetes Hartmetall wird bevorzugt; CVD-Beschichtungen und der hohe Aluminiumanteil vieler Beschichtungsstapel können mit Titan reagieren und die Werkzeugstandzeit verkürzen.

Kobalt-Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeuge.-

Kobalt-Schnellarbeitsstahl (HSS-Co) behält die Kantenzähigkeit bei und ist beständig gegen Abplatzen, was ihn nützlich für Bohrer, Gewindebohrer und Reibahlen macht, bei denen Hartmetall zu spröde ist. Es ermöglicht niedrigere Schnittgeschwindigkeiten, verzeiht jedoch unterbrochene Schnitte und manuell eingestellte Vorgänge. Für das Gewindeschneiden von Titan ist HSS-Co mit geeigneter Geometrie oft die zuverlässigste Wahl.

Beschichtete und Spezialeinsätze

PVD-beschichtetes Hartmetall mit Aluminium-Titannitrid oder ähnlichen Beschichtungen verringert die Adhäsion und die Aufbaukante-bei Schlichtdurchgängen. Für einen hohen Metallabtrag minimieren Wendeschneidplatten mit scharfen Kanten und positiven Spanwinkeln die Schnittkräfte. Keramik- und CBN-Werkzeuge sind aufgrund der chemischen Reaktivität und Temperaturschockempfindlichkeit im Allgemeinen für Titan ungeeignet.

Schnittparameter und Spankontrolle

Die Werkzeugstandzeit hängt sowohl von den Parametern als auch von der Sortenauswahl ab. Verwenden Sie niedrige-bis-mittlere Schnittgeschwindigkeiten, hohe Vorschübe im Verhältnis zur Geschwindigkeit und einen großzügigen Kühlmittelfluss, der auf die Schnittzone gerichtet ist. Starre Aufbauten, kleine Überhänge und Gleichlauffräsen reduzieren Vibrationen und Rattern. Die Spanabfuhr ist wichtig: Titanspäne sind heiß und chemisch aktiv, daher verhindern die Kühlmittelzufuhr durch das Werkzeug und die scharfe Kantengeometrie ein erneutes Schneiden und Anhaften.

Häufig gestellte Fragen

Welches Werkzeugmaterial eignet sich am besten zum Drehen von Titan?

Feinkörniges, unbeschichtetes oder PVD-beschichtetes Hartmetall mit scharfer, positiver Geometrie ist der Standard für das Titandrehen und bietet das beste Gleichgewicht zwischen Härte und Kantenfestigkeit.

Können Standard-Schneideinsätze aus Stahl -Titan bearbeiten?

Nicht zuverlässig. Einsätze mit hohem Aluminiumoxidanteil oder CVD-Beschichtungen reagieren mit Titan; Es werden spezielle Titansorten mit kontrollierter Beschichtung und Kantenvorbereitung empfohlen.

Warum gehen Gewindebohrer aus Titan so oft kaputt?

Die geringe Wärmeleitfähigkeit und Kaltverfestigung von Titan verursachen ein hohes Drehmoment und Spanverklemmung; Kobalt-HSS-Gewindebohrer mit Spiralnuten, die richtigen Gewindebohrergrößen und die Gewindeschneidflüssigkeit reduzieren Brüche.

Ist bei der Bearbeitung von Titan Kühlmittel erforderlich?

Ja. Hochwasser- oder Hochdruckkühlmittel sind wichtig, um die Hitze zu kontrollieren und Späne auszuspülen. Bei der Trockenbearbeitung kommt es schnell zu einer Überhitzung der Kante und zu einer Verschlechterung der Oberflächengüte.

Wie kann ich die Standzeit beim Titanfräsen verlängern?

Verwenden Sie Gleichlauffräsen, starre Befestigung, leichten radialen Eingriff mit größerer axialer Tiefe und einen Werkzeugweg, der die Spanlast konstant hält; Dies reduziert Vibrationen und Kantenverschleiß.