Titanlegierungen schleifen: Schleifscheiben, Schleifflüssigkeiten und Parameter

1. Warum sich Titan nur schwer schleifen lässt

2. Auswahl einer Schleifscheibe

3. Auswahl der Schleifflüssigkeit

1. Die Flüssigkeit muss den Schleifbereich kühlen, schmieren und spülen.
2. Dies sollte die Anhaftung und chemische Reaktion zwischen Titan und dem Schleifmittel verhindern.
3. Die Fördermenge sollte mindestens 0,5 l/min pro Millimeter Radbreite betragen und mit der Radgeschwindigkeit erhöht werden. Das Fassungsvermögen des Tanks sollte etwa das 1,5- bis 3-fache der Fördermenge betragen, um die Flüssigkeit kühl zu halten.
4. Titan-Späne sind brennbar; treffen Sie bei der Verwendung von Flüssigkeiten auf Ölbasis Brandschutzmaßnahmen.
5. Zu den empfohlenen Flüssigkeiten gehören Kaliumnitritlösung; Kaliumnitrit plus Natriumformiat; Natriumnitritlösung; Natriumnitrit plus Natriumformiat; Aminnitritlösung; oder stark chloriertes Öl.
6. Für das Kriechschleifen lautet eine Rezeptur nach Masse wie folgt: 1% Natriumnitrit, 0,5% Natriumbenzoat, 0,5% Glycerin, 0,4% Triethanolamin und der Rest Wasser.

4. Allgemeine Schleifparameter

Der GC60JV (TL60R₃A) Die in dieser Tabelle angegebenen Schleifscheiben sind für das Nassschleifen vorgesehen; verwenden Sie für das Trockenschleifen eine weichere Schleifscheibe. Wenn Sie für das Schruppen und Schlichten separate Einrichtungsarten verwenden, nutzen Sie eine härtere Schleifscheibe für das Schruppen und eine um eine Körnung weichere für das Schlichten. Für das Flächen- oder Außenschleifen mit Scheiben mit einem Durchmesser über 350 mm verwenden Sie eine um eine Körnung weichere Scheibe. Die Breite der Innenschleifscheibe sollte das 1,5-Fache des Scheibendurchmessers nicht überschreiten, und die angegebenen Daten gelten für das Nassschleifen von Bohrungen mit einem Durchmesser von 20–50 mm, deren Länge das 2,5-Fache des Durchmessers beträgt.

5. Creep-Feed-Schleifen

Beim Kriechvorschubschleifen, auch als Tiefschnitt-Kriechvorschubschleifen bezeichnet, werden Schnitttiefen von bis zu 30 mm verwendet, was etwa dem 100- bis 1000-Fachen der beim herkömmlichen Schleifen üblichen Werte entspricht, bei Werkstückvorschüben von 5–300 mm/min. In einem oder mehreren Durchgängen können die Endmaße und die endgültige Form erzielt werden. Die angegebene Genauigkeit liegt bei 2–5 μm, die Oberflächenrauheit R_a liegt zwischen 0,16 und 0,63 μm, und die Produktivität ist ein- bis fünfmal so hoch wie beim herkömmlichen Schleifen. Es wird hauptsächlich zum Formschleifen und für tiefe Nuten eingesetzt.

Verwenden Sie eine härtere Schleifscheibe, wenn ein geringerer Rauheitswert erforderlich ist. Diamant- oder Stahlwalzen können die Schleifscheibe für das Formschleifen abrichten.

6. Spannungsarmes Schleifen

Beim spannungsarmen Schleifen wird ein geringer Aufmaßabtrag vorgenommen, um Restspannungen zu reduzieren und Verbrennungen, Verformungen und Risse an stark beanspruchten Titanbauteilen zu vermeiden. Dabei kommen eine weichere, häufig nachgeschliffene Schleifscheibe, ein reduzierter radialer Vorschub und eine geringere Drehzahl sowie reichlich geeignete Kühlflüssigkeit zum Einsatz, allerdings ist die Produktivität gering.

Für die letzten 0,25 mm Abtragung entfernen Sie zunächst 0,20 mm mit einer Abtragungsrate von 0,013 mm pro Hub und anschließend die restlichen 0,05 mm mit einer Abtragungsrate von 0,005 mm pro Hub.

Weitere Methoden zur Bearbeitung von Titan, die derzeit entwickelt werden

1. Kryogenes Schneiden: Flüssiger Stickstoff bei -180 °C oder eine Tieftemperaturflüssigkeit bei -76 °C reguliert die Schnittbedingungen und begrenzt den durch Wärme verursachten Werkzeugverschleiß.
2. Vakuumschneiden: Durch das Ausschließen von Luft werden Reaktionen zwischen Titan und Verunreinigungen aus der Umgebungsluft verhindert, die die Standzeit der Werkzeuge verkürzen.
3. Schneiden mit Schutzgas: Eine lokale Inertgasumgebung isoliert die Oberfläche und lässt sich einfacher realisieren als das Schneiden unter Vollvakuum.
4. Elektrostatisches Kalt-Trockenschneiden: Ionisierte Druckluft nimmt bei der Rekombination Wärme auf und bildet an den Kontaktstellen zwischen Werkzeug und Span sowie zwischen Werkzeug und Werkstück einen schmierenden Oxidfilm.
5. Bohren mit Ultraschallsvibration: Schwingungen mit geringer Amplitude können die Größe der Verformungszone und die Schnittkraft verringern, den Aufbauschneide unterdrücken, die dynamische Stabilität verbessern und das Eindringen der Flüssigkeit fördern, obwohl wechselnde Belastungen die Standzeit des Werkzeugs verringern können.

Zu den weiteren Verfahren zählen das Laserschneiden, das elektrochemische Schneiden, das elektromagnetische Schneiden, das thermische Schneiden, das Schneiden mit abrasivem Flüssigkeitsstrahl sowie das Schneiden mit Hilfe spezieller Wärmebehandlungen.