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Titanlegierungen

Seit vielen Jahrzehnten schon wird Titan im Flugtriebwerksbau und für die Fluggastzelle verwendet, selbst Flugzeuge der neuesten Generation bestehen neben Kohlefaser-Verbundwerkstoffen zu einem gewissen Anteil aus Titan. Attraktiv ist das Material vor allem wegen seiner hohen Festigkeit auch bei höheren Temperaturen, niedrigen Dichte und somit Gewicht, hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, guten chemischen Kompatibilität und seinem niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Als bio-kompatibler Werkstoff wird Titan auch für medizintechnische Implantate, medizintechnische Schrauben und weitere Anwendungsgebiete in der Medizinaltechnik eingesetzt.


Herausforderungen bei der Zerspanung von Titanlegierungen

Titan hat in seiner metallischen Form eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Statt die beim Zerspanen entstehende Wärme also mit den Spänen abzuleiten, überträgt sie sich auf das Werkstück und Werkzeug. Zu große Hitze in der Prozesszone kann jedoch zu unerwünschten Gefügeveränderungen im Material führen. Die auf das Werkzeug wirkenden Kräfte stellen für die Schneiden eine große Belastung dar, Ausbrüche und Werkzeugbrüche können daraus resultieren.

Abhängig von Legierungsbestandteilen und -zusammensetzung neigt Titan entweder zu langen oder kurzen Spänen. Eine individuelle Anpassung des Werkzeuges auf den Anwendungsfall ist unbedingt notwendig.

Titan besitzt eine sehr hohe Oxydationsfähigkeit. Wird also die Oberfläche des Materials angekratzt, bildet sich in Anwesenheit von Luft oder Wasser eine neue Schicht Titanoxid. Diese wünschenswerte Eigenschaft stellt aber eine zusätzlichen Schwierigkeit bei der spanabhebenden Bearbeitung dar. Denn entfernt ein Schneidwerkzeug diese Schicht, bildet sie sich sehr schnell wieder. Eine weitere Herausforderung für die Präzisionsbearbeitung von Titan liegt in seinem geringen Elastizitätsmodul. Titan neigt also dazu, zurück zu springen, statt abgetrennt zu werden.


Lösungsansätze für Zerspanungswerkzeuge

Um den hohen Belastungen bei der Zerspanung von Titanlegierungen stand halten zu können, müssen Vollhartmetall-Werkzeuge besonders stabil konstruiert werden. Wenn alle makro- und mikrogeometrischen Eigenschaften zusammen mit hochwertigem Hartmetall eine stabile Einheit bilden, können hervorragende Standzeiten und Qualitäten auch in Titan erreicht werden.

Mit einer funktionierenden und ausreichenden Kühlschmierung sowie der richtigen Wahl der Schnittparameter kann die Wärme in der Prozesszone sehr gut gesteuert werden, gerne stehen wir Ihnen dabei mit unserer Erfahrung zur Seite.


Zerspanung von Titanlegierungen

Zur Bearbeitung von Titanlegierungen stellt KLENK Spezialwerkzeuge her:

  • Individuelle Bohrwerkzeuge 
  • Kundenspezifische Fräswerkzeuge
  • Bohrsenker nach Maß
  • Spezial Reibwerkzeuge
  • Maßgeschneiderte Senkwerkzeuge

Zu den Spezialwerkzeugen

Services

Wir bieten Ihnen zahlreiche Serviceleistungen rund um Spezialwerkzeuge für Titanlegierungen:

  • Analyse Ihres Prozesses
  • Technische Unterstützung bei Versuchen
  • Nachschleifen von eingesetzten Werkzeugen
  • Lagerhaltung in Form von Abrufaufträgen
  • Empfehlungen für Schnittdaten

Zu den Serviceleistungen

Broschüre „Innengekühlte Fräser”

Titanlegierungen lassen sich mit innengekühlten Fräser oft prozesssicherer zerspanen. Laden Sie sich die SIRIUS-Broschüre herunter und erfahren Sie mehr über Fräser mit Innenkühlung.

Mehr über Fräsen mit Innenkühlung