Die Wärmeleitfähigkeit einer Titanlegierung ist gering und beträgt etwa 1/3 der von Eisen. Die bei der Bearbeitung entstehende Wärme lässt sich nur schwer über das Werkstück ableiten; Gleichzeitig steigt die lokale Temperatur während der Verarbeitung schnell an, da die spezifische Wärme der Titanlegierung gering ist. Es kann leicht dazu kommen, dass die Werkzeugtemperatur sehr hoch ist, die Werkzeugspitze stark verschleißt und die Lebensdauer verkürzt wird. Experimente zeigen, dass die Temperatur der Werkzeugspitze zum Schneiden von Titanlegierungen zwei- bis dreimal höher ist als die zum Schneiden von Stahl. Der niedrige Elastizitätsmodul der Titanlegierung erleichtert das Zurückfedern der bearbeiteten Oberfläche, insbesondere ist die Rückfederung dünnwandiger Teile bei der Verarbeitung gravierender, was leicht zu starker Reibung zwischen der Freiflächenfläche und der bearbeiteten Oberfläche führen und dadurch Verschleiß verursachen kann Werkzeug und Späne. Titanlegierungen haben eine starke chemische Aktivität und können bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff interagieren, wodurch ihre Härte erhöht und die Plastizität verringert wird. Die beim Erhitzen und Schmieden gebildete sauerstoffreiche Schicht lässt sich nur schwer mechanisch bearbeiten.
Warum Titan wählen?
Die Festigkeit von Titan ist mit der von Stahl vergleichbar, die Dichte ist jedoch deutlich geringer. Dies macht es zu einem idealen Material für Aufgaben, die eine hohe Festigkeit erfordern, aber durch das Gewicht der Teile begrenzt sind. Auch die Korrosionsbeständigkeit von Titan unterscheidet sich von der von Stahl, weshalb es viele Anwendungen auf Schiffen und U-Booten findet. Titan weist außerdem eine hohe Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen auf. Dieses Material und seine leichten Eigenschaften machen es zu einem idealen Metall für die Luft- und Raumfahrtindustrie und verschiedene Materialien von Freizeitflugzeugen bis hin zu ballistischen Raketen.
Die CNC-Bearbeitung von Titan erfordert Erfahrung:
Der Einsatz von Titan und seinen Legierungen nimmt zu, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in biomedizinischen Anwendungen. Maßgeschneiderte Teile aus Titan stehen vor besonderen Herausforderungen und erfordern erfahrene Maschinisten, um bei der Bearbeitung von Titan die besten Ergebnisse zu erzielen. Wer schon lange vor einer Drehmaschine oder einem Bearbeitungszentrum steht, weiß, dass Titan wirklich schwer zu zerspanen ist. Es verfügt über mehrere Eigenschaften, die es für viele Anwendungen ideal machen, kann jedoch bei vielen Werkzeugmaschinenbedienern zu schnellem Werkzeugverschleiß und Verwirrung führen. Glücklicherweise kann die richtige Kombination aus Wissen und Werkzeugen die schwierigsten Titanbearbeitungen lösen. Der Erfolg hängt weitgehend von der Wahl des richtigen Werkzeugs, der Verwendung des richtigen Vorschubs und der richtigen Geschwindigkeit sowie der Erstellung von Werkzeugwegen ab, um die Schneidkante des Werkzeugs zu schützen und Schäden am Werkstück zu verhindern.
Warum ist Titan so beliebt?
Obwohl Aluminium und Aluminiumlegierungen früher die Materialien der Wahl für die Luft- und Raumfahrtindustrie waren, kommen bei neuen Flugzeugkonstruktionen zunehmend Titan und Titanlegierungen zum Einsatz. Diese Materialien werden auch in der biomedizinischen Industrie verwendet. Zu den Gründen für ihre Beliebtheit zählen geringes Gewicht, hohe Festigkeit, hervorragende Ermüdungsbeständigkeit und hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen. Außerdem rosten sie nicht und verschlechtern sich nicht. Titanteile halten länger als andere Metalle und Materialien und bieten bessere Leistung und Ergebnisse.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.01.2021