Titan der Güteklasse 2 gilt im Allgemeinen als mäßig schwer zu bearbeiten und liegt zwischen rostfreien Stählen und hochfesten legierten Titansorten (wie Ti-6Al-4V der Güteklasse 5). Seine Bearbeitbarkeitseigenschaften werden durch die folgenden Schlüsselfaktoren definiert:
Geringe Wärmeleitfähigkeit: Titan leitet Wärme nicht effizient ab. Während der Bearbeitung konzentriert sich die Wärme an der Schneidkante, was zu schnellem Werkzeugverschleiß, Kraterbildung und möglichem Verbrennen des Werkstücks führt.
Hohe chemische Reaktivität:
Bei erhöhten Schneidtemperaturen reagiert Titan leicht mit Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff aus der Atmosphäre oder den Werkzeugbeschichtungen und bildet eine gehärtete Oberflächenschicht (Alpha-Fall), die den Werkzeugabrieb beschleunigt.
Hoher Elastizitäts- und Rückfederungsmodul:
Titan hat einen geringeren Elastizitätsmodul als Stahl, wodurch das Material vom Schneidwerkzeug „zurückspringt“. Wenn dies nicht berücksichtigt wird, kann es zu Rattern, schlechter Oberflächengüte und Maßungenauigkeiten kommen.
Galling & Built-Up Edge (BUE):
Das Material neigt dazu, am Schneidwerkzeug zu haften und eine Aufbaukante zu bilden. Dadurch verschlechtert sich die Oberflächenbeschaffenheit und es kann zu einem vorzeitigen Werkzeugausfall kommen.
Praktische Bearbeitungsempfehlungen:
Um Grade 2 effektiv bearbeiten zu können, sind die folgenden Vorgehensweisen unerlässlich:
Werkzeuge:Verwenden Sie starre, scharfe Werkzeuge aus Vollhartmetall oder Schnellarbeitsstahl (HSS) mit positiven Spanwinkeln. Werkzeuge aus polykristallinem Diamant (PKD) oder kubischem Bornitrid (CBN) bieten eine hervorragende Leistung für die Produktion großer Stückzahlen.
Schnittparameter: Verwenden Sie niedrige Schnittgeschwindigkeiten (normalerweise 30–60 m/min beim Drehen, niedriger beim Bohren) und hohe Vorschübe, um die Wärmeentwicklung und die Kontaktzeit mit dem Werkzeug zu minimieren.
Kühlmittel:Verwenden Sie ein Kühlmittel mit hohem-Druck und hoher-Durchflussrate (vorzugsweise Flutkühlmittel mit hohem Ölgehalt oder eine Flüssigkeit auf synthetischer Esterbasis-), um die Schneidzone effektiv zu kühlen und Späne wegzuspülen.
Steifigkeit:Maximieren Sie die Steifigkeit des Maschinenaufbaus, der Werkstückbefestigung und der Werkzeughalter, um Vibrationen zu minimieren.
