Drehen von Titanlegierungen: Geometrie, Drehzahlen und Kühlmittel

Beim Drehen von Titan müssen Drehzahl und Vorschub sorgfältig gewählt werden, da die Schnitttemperaturen hoch sind. Der bevorzugte Schnitttemperaturbereich liegt bei 480–540 °C für Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl und bei 650–750 °C für Hartmetallwerkzeuge. Auch Werkstückverformungen, thermische Verformungen und Werkzeugverschleiß beeinflussen die Maßgenauigkeit.

1. Geometrie von Drehwerkzeugen

Für alle drei Werkzeuge beträgt der empfohlene Spitzenradius 0,5–1,5 mm, die Breite der Hilfsflanke 0,05–0,3 mm und der Hilfsspitzenwinkel 0–10°. Spänke- und Flankenflächen müssen sehr glatt sein. Eine geschliffene Schneide muss frei von Graten, Verbrennungen, Kerben und Rissen sein. Hartmetall ist mit einer Diamantscheibe zu schleifen. Der Radius am Grund der Spanbrecherrille sollte 6–8 mm betragen.

2. Zerspanungsdaten für Titanlegierungen

Ausgangsdaten für Ti-6Al-4V

Bei Verwendung eines Wendeschneidplatten-Drehwerkzeugs kann die Schnittgeschwindigkeit bei Einsatz von Schneidflüssigkeit entsprechend erhöht werden.

Geschwindigkeitskorrektur nach Legierungsgruppe

Geschwindigkeitsanpassung anhand der Schnitttiefe

Drehen durch eine Oxidschicht

3. Schneidflüssigkeiten für die Titan-Drehbearbeitung

4. Sicherheitshinweise zu Schneidflüssigkeiten

1. Chlorierte Flüssigkeiten können sich bei Schneidetemperatur zersetzen und Wasserstoff freisetzen, der von Titan aufgenommen werden kann und zu Wasserstoffversprödung führen kann.
2. Chlor kann mit Titan zu Titanchlorid reagieren und Korrosion verursachen. Der Chloridgehalt sollte unter 0,02% (Massenanteil) gehalten werden.
3. Da Chloride Spannungsrisskorrosion begünstigen können, sollten chlorierte Schneidflüssigkeiten vermieden werden.
4. Reinigen Sie das Werkstück unmittelbar nach dem Schneiden, damit Chloridrückstände die Oberfläche nicht angreifen können.
5. Verwenden Sie einen Durchfluss von mindestens 15–20 l/min.
6. Die Flüssigkeit muss sowohl eine starke Kühlung als auch eine Hochdruckschmierung gewährleisten. Bei Verwendung einer Flüssigkeit auf Wasserbasis sind die Führungsbahnen der Werkzeugmaschine sorgfältig zu warten.

5. Weitere Vorsichtsmaßnahmen

1. Werkzeuge und Vorrichtungen auf Blei- oder Zinkbasis dürfen nicht mit Titanteilen in Kontakt kommen. Auch Kupfer-Zinn, Cadmium und deren Legierungen dürfen nicht mit Werkzeugen und Vorrichtungen in Kontakt kommen.
2. Alle Werkzeuge, Vorrichtungen und Geräte, die mit Titan in Berührung kommen, müssen sauber sein. Geschützte, gereinigte Titanteile müssen vor Fett und Fingerabdrücken geschützt werden, da eine spätere Salzverunreinigung zu Spannungskorrosionsrissen führen kann.