Hoe titaniumlegeringen effectief te boren, ruimen en tappen

De lage warmtegeleiding, het elastisch herstelvermogen, de chemische affiniteit en de geconcentreerde snijwarmte van titanium maken het maken van gaten tot een lastige klus. Voor succesvol boren, ruimen en tappen zijn stijve gereedschappen, scherpe maar sterke snijkanten, een betrouwbare spaanafvoer en een ruime hoeveelheid snijvloeistof nodig.

Structuur en geometrie van de boor

Spiraalboren

Conventionele spiraalboren moeten voorzien zijn van een versterkte tussenwand, nauwkeurig geslepen snijranden, gepolijste spiraalgroeven en een geometrie die wrijving beperkt en de spaanafvoer bevordert. Korte, stijve boren zorgen voor minder doorbuiging. De voorkeur gaat uit naar kobalthoudend snelstaal en geschikt wolfraam-kobaltcarbide; voorkom dat een botte snijrand het oppervlak van het boorgat verharding veroorzaakt.

Spiraalboren met vier geleidingsvlakken

Een constructie met vier steunvlakken zorgt voor een betere geleiding en een rechtere boorgatvorm, terwijl de druk gelijkmatiger wordt verdeeld. De speling en de koelvloeistoftoevoer blijven van cruciaal belang, omdat extra speling de wrijving kan verhogen als het gereedschap niet scherp is.

Diepgaande boorbits

Bij het boren van diepe gaten is interne koeling, gecontroleerde spaanafvoer en ononderbroken afvoer van de spanen vereist. Als het gereedschap de spanen niet continu kan afvoeren, kan het nodig zijn om in stootjes te boren of het gereedschap stapsgewijs terug te trekken.

Boorgegevens en procesbesturing

Verlaag de snijsnelheid naarmate de gatdiepte, de sterkte van de legering of de diameter toeneemt. Zorg voor een positieve voedingsrichting, zodat de snijranden snijden in plaats van schuren. Overspoel de snijzone met een geschikt koelmiddel en controleer de spanen op verkleuring of aanhechting. Voor diepe gaten in Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si maakt het bronproces gebruik van een speciale boor en ligt de nadruk op koeling, spaanafvoer en controle van de oppervlakteafwerking.

Titanium ruimen

Geometrie van de ruimer

Ruimers vereisen een hoge stijfheid, nauwkeurige marges, voldoende speling en soepele spaanafvoer. Een kleine marge zorgt voor een goede geleiding van het gereedschap, maar een te grote marge leidt tot meer wrijving en warmteontwikkeling. Ruimers met rechte spaankanalen van HSS, hardmetaal en getrapte hardmetaalruimers hebben elk een andere geometrie van het snijvlak.

Praktijk van het ruimen

Gebruik een lage, constante snelheid en voldoende voedingssnelheid om onder de verhardingslaag door te snijden. Houd de verspaningsmarge gelijkmatig, vermijd stilstand in het gat en zorg voor een continue toevoer van snijvloeistof. De slingering van het gereedschap, de nauwkeurigheid van het voorgeboorde gat en thermische uitzetting hebben een directe invloed op de uiteindelijke afmetingen en rondheid.

Titanium tappen

Materialen voor tappen

Er wordt doorgaans gebruikgemaakt van hoogwaardig HSS met kobalt of aluminium. De tap moet bestand zijn tegen afbrokkeling van de snijkanten en tegelijkertijd een scherp profiel behouden. De vorm van de schroefdraad, de diepte van het gat en de toegang voor koelvloeistof bepalen of een standaardontwerp, een ontwerp met gecorrigeerde tanden of een ontwerp met verspringende tanden de voorkeur verdient.

Constructie en geometrie van tappen

Tappen met gecorrigeerde tandvorm verlagen de snijbelasting door het ingrijppatroon aan te passen. Een juiste spaanhoek en vrijloophoek verminderen de hechting, terwijl gepolijste snijgroeven en ontlastte tanden ruimte bieden voor spanen.

Kerngatdiameter voor tappen

Titanium veert terug na het snijden, dus wordt de diameter van de tap-boor vaak aan de grotere toegestane kant gekozen om het draaimoment te verminderen zonder de schroefdraadvereisten te schenden. Controleer het werkelijke schroefdraadpercentage, de reactie van het materiaal en het meetresultaat. Zorg bij blinde gaten voor voldoende ruimte voor spanen onder de volledige schroefdraad en voorkom dat de tap de bodem raakt.

Praktische checklist

• Gebruik een stevige opstelling met minimale slingering en een scherp gereedschap.
• Voorkom dat het materiaal blijft hangen en wrijven, want dat veroorzaakt warmteontwikkeling en verharding door vervorming.
• Breng koelvloeistof rechtstreeks naar de snijrand en verwijder de spanen voordat u opnieuw gaat snijden.
• Verlaag de snelheid bij het boren van diepere gaten en bij het bewerken van hardere legeringen.
• Houd het koppel, de vorm van de spanen, de oppervlakteafwerking en de afmetingen in de gaten; vervang het gereedschap voordat er spanen ontstaan.
• Controleer elke uitgangswaarde op de daadwerkelijke machine, het gereedschap, de koelvloeistof, de boorgatdiepte en de toestand van de legering.