Gesamtbearbeitbarkeit von 601 Inconel

Inconel 601 (UNS N06601 / W.Nr. 2.4851) ist eine Nickel-Chrom-Eisenlegierung mit hoher Oxidationsbeständigkeit und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen. Die größten Herausforderungen bei der Bearbeitung ergeben sich aus:

Hohe Warmhärte: Behält auch bei Schneidtemperaturen eine erhebliche Festigkeit bei, was die Schnittkräfte und den Werkzeugverschleiß erhöht

Hohe Kaltverfestigungsrate: Die Oberfläche härtet beim Schneiden schnell aus, was zu Aufbauschneidenbildung (BUE) und Werkzeugabplatzungen führt

Geringe Wärmeleitfähigkeit: Die Wärme konzentriert sich an der Schneidkante, anstatt in den Span zu fließen, was den Ausfall des Werkzeugs beschleunigt

Zähe, faserige Spanbildung: Späne sind schwer zu brechen, wodurch die Oberflächengüte beeinträchtigt wird und es zu Spanverwicklungen kommt

Starke Affinität zu Werkzeugwerkstoffen: neigt vor allem bei hohen Temperaturen zum Verschweißen der Schneidkanten

Infolgedessen sind die Bearbeitungsgeschwindigkeiten typischerweise viel niedriger als bei Kohlenstoffstahl oder sogar vielen rostfreien Stählen, und die Werkzeugstandzeit wird erheblich verkürzt.

Drehen ist möglich, erfordert jedoch eine sorgfältige Auswahl der Werkzeuge, Parameter und Schneidflüssigkeiten.

1. Werkzeugmaterialien

Kubisches Bornitrid (CBN): bevorzugt zum Schlichtdrehen und Halbschlichtdrehen bei moderaten Geschwindigkeiten

Keramik (SiAlON, Whisker--verstärktes Aluminiumoxid): geeignet für höhere Geschwindigkeiten bei stabilen Aufbauten, aber empfindlicher gegenüber Stößen

Karbide (mit TiC/TiCN/TiAlN-Beschichtungen): werden zum Schruppen und unterbrochenen Schnitten verwendet, bei denen CBN/Keramik abplatzen kann

HSS: Im Allgemeinen nicht empfohlen, außer für sehr niedrige -Geschwindigkeiten, leichte Schnitte oder Spezialwerkzeuge

2. Schnittparameter (allgemeine Richtlinien)

Schnittgeschwindigkeit:

Schruppen: 20–40 m/min (Hartmetall)

Semi-Finish/Finish: 50–100 m/min (Keramik/CBN, je nach Stabilität)

Vorschubgeschwindigkeit: 0,1–0,3 mm/U (Schruppen), 0,05–0,15 mm/U (Schlichten)

Schnitttiefe: 1–3 mm (Schruppen), 0,2–0,5 mm (Schlichten)

Verwenden Sie nach Möglichkeit kontinuierliche, stabile Schnitte. Vermeiden Sie leichte Schnitte, die zu Reibung und Kaltverfestigung führen

3. Schneidflüssigkeiten und Spankontrolle

Verwenden Sie Schneidflüssigkeit mit hohem-Druck und hohem-Durchfluss sowie guten Schmier- und Kühleigenschaften (synthetisch oder halb-synthetisch).

Tragen Sie die Flüssigkeit direkt auf die Schneidzone auf, um die Temperatur und das Schweißen zu reduzieren

Verwenden Sie Spanbrecher und geeignete Werkzeuggeometrien, um den Spanbruch zu fördern

Halten Sie den Werkzeugüberhang kurz und halten Sie das Werkstück-gut abgestützt, um Vibrationen zu minimieren

4. Oberflächenbeschaffenheit und Kaltverfestigung

Die Oberflächengüte wird oft durch Aufbauschneiden- und Kaltverfestigung eingeschränkt

Die Enddurchgänge sollten in einem oder zwei Schnitten durchgeführt werden, um ein erneutes Schneiden einer gehärteten Oberfläche zu vermeiden

Achten Sie auf scharfe Werkzeuge; Stumpfe Werkzeuge erhöhen die Kaltverfestigung und den Werkzeugverschleiß drastisch

Inconel 601 weist im Vergleich zu vielen anderen Superlegierungen auf Nickel--Basis eine gute Schmiedbarkeit auf, sofern das Erhitzen und Abkühlen ordnungsgemäß kontrolliert wird.

1. Schmiedetemperaturbereich

Anfängliches Erhitzen: typischerweise 1150–1200 Grad

Schmiedebereich: ca. 1100–900 Grad

Stopptemperatur: sollte nicht unter 900 Grad fallen, um übermäßige Kräfte und Risse zu vermeiden

Nach dem Schmieden werden die Teile je nach Größe und Querschnittsdicke in der Regel luft-gekühlt oder ofen-gekühlt

2. Wichtige Überlegungen

Eine gleichmäßige Erwärmung ist wichtig, um heiße Stellen und Risse zu vermeiden

Verwenden Sie eine langsame, kontrollierte Erwärmung, um einen Thermoschock zu vermeiden, insbesondere bei dicken Abschnitten

Wenden Sie im höheren Temperaturbereich eine ausreichende Verformung an, um die Gussstruktur aufzubrechen und die Homogenität zu verbessern

Vermeiden Sie eine übermäßige Reduktion bei niedrigeren Temperaturen (unter 900 Grad), da dies zu interkristallinen Rissen führen kann

Eine Wärmebehandlung nach dem Schmieden (z. B. Lösungsglühen mit anschließender Luftkühlung) wird häufig durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit zu optimieren

3. Typische Schmiedeprozesse

Freiformschmieden: geeignet für große Barren und einfache Formen

Gesenkschmieden: wird für komplexere Komponenten verwendet, die eine genauere Maßkontrolle erfordern

Hammerschmieden: möglich, erfordert jedoch eine sorgfältige Kontrolle der Schlagenergie, um stoßbedingte Risse zu vermeiden

Bearbeitbarkeit: Inconel 601 ist aufgrund seiner hohen Warmhärte, Kaltverfestigung, geringen Wärmeleitfähigkeit und schlechten Spanbruchfähigkeit eine schwer zu bearbeitende Legierung. Das Drehen erfordert harte Werkzeugmaterialien (CBN/Keramik/Hartmetall), niedrige bis mittlere Geschwindigkeiten, angemessene Vorschübe und eine effektive Kühlung.

Schmieden: Inconel 601 ist gut schmiedbar, wenn es auf den richtigen Bereich erhitzt wird (1150–1200 Grad anfänglich, 1100–900 Grad bei der Arbeit) und gleichmäßig verformt wird. Es muss darauf geachtet werden, das Schmieden bei zu niedriger Temperatur zu vermeiden und auf eine ordnungsgemäße Erwärmung und Abkühlung zu achten, um Risse zu vermeiden.