Superlegierungen und Titan – Drehen von schwer zerspanbarem Metall

Heat Resistant Super Alloys (HRSA) – das sind die sog. Superlegierungen, die eine ganz besondere Herausforderung beim Zerspanen stellen. Diese Legierungen zeichnen sich durch hohe mechanische Festigkeit aus, außerdem punkten sie mit der niedrigen Kriechzahl, d.h. sie verformen sich mit der Zeit unter dem Einfluss von hohen Temperaturen nur minimal. HRSA sind außerordentlich korrosionsbeständig und weisen hohe Oberflächenstabilität unter dem Einfluss von extrem hohen Temperaturen auf.

Üblicherweise werden diese Legierungen in vier große Gruppen unterteilt:

  • Nickelbasierte Legierungen
  • Eisenbasierte Legierungen
  • Kobaltbasierte Legierungen
  • Titanbasierte Legierungen, darunter solche, bei denen Titan entweder in reiner Form oder als Alpha- bzw. Beta-Legierung vorliegt

Fertigungsinformationen zum Titan Drehen

Bei nickelbasierten Legierungen (Inconel) empfiehlt der Hersteller von modernem Dreh- und weiterem Werkzeug Sandvik Coromant die Verwendung von Wendeschneidplatten aus der Serie 6060, 670 oder S05F, sowie 1105 und 1115 mit den Geometrie-Spezifikationen SM, SMR, SF und SGF. Für Titan-Legierungen sind Werkzeuge aus der Produktfamilie CoroTurn, Serie H10A und H13A eine gute Lösung. Der Hersteller empfiehlt hier die die gleichen Geometrie-Spezifikationen. Um den praktisch unvermeidbaren Kerbverschleiß auf ein Minimum zu reduzieren, sind die Spanwinkel so klein wie nur möglich einzustellen. Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz von runden Wendeschneidplatten. Weiterhin soll die Schnitttiefe 15% des Durchmessers der Schneidplatte (bei runden Wendeschneidplatten) nicht übersteigen. Bei anderen Wendeschneidplatten soll die Schnitttiefe unter 15% vom Eckenradius des Werkzeugs bleiben. Als Faustregel gilt es: Die Schnitttiefen sollen immer unter 25% des Durchmessers einer Wendeschneidplatte bleiben. Wenn es um Schrägeintauchen geht, dann soll die Schnitttiefe in jedem Fall über 0,25 mm sein, ansonsten drohen Schneidkantenausbrüche und somit der Verlust des Werkzeugs. Fall Wendeschneidplatten aus Keramik eingesetzt werden, ist Fasen empfohlen, denn dadurch wird mögliche Gratbildung reduziert.

Anmerkung

Als Letztes ist anzumerken, dass eine Fertigung von Drehteilen aus HRSA nur unter Einsatz von hochwertigem Kühlschmierstoff empfehlenswert ist. Dabei soll am Kühlschmierstoff nicht gespart werden, außerdem ist es wichtig, dass die Kühlung gezielt an der Schnittstelle erfolgt.

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