Fraunhofer-Gesellschaft

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Bearbeiten von Titan- und Nickelbasislegierungen

Einfluss der spanenden Bearbeitung auf die Bauteileigenschaften
 
: Klocke, F.; Bergs, T.; Meinecke, M.; Rohde, L.; Lütjering, G.; Albrecht, J.

VDI-Z integrierte Produktion 149 (2007), No.3, pp.70-72
ISSN: 0042-1766
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()

Abstract
Beim Schruppen und Schlichten von Titan- und Nickellegierungen muss eine Beeinträchtigung der Oberflächen- und Randzoneneigenschaften vermieden werden, da hierdurch bei Luftfahrtwerkstoffen die Einsatzdauer beeinflusst wird. Mit einem Torusfräser wurden die Legierungen Ti-6242, Ti-6246 und Udimet 720 LI geschruppt. Eingesetzt wurde ein Fräser mit zwei runden Wendeschneidplatten mit 8 mm Durchmesser und einem Spanwinkel von 0 Grad. Die Schnittgeschwindigkeiten für die Titanlegierungen waren v(ind c) von 75 bis 225 m/min und für Udimet 25 bis 75 m/min. Die Vorschübe lagen zwischen f(ind z) 0,25 bis 0,75 mm, der Anstellwinkel betrug 80 Grad. Das Werkzeug verschleißt zuerst durch Abrasion, später treten Materialaufschmierungen und Schneidkantenausbrüche auf. Die Schnittkräfte bei den Titanlegierungen liegen niedriger als bei Udimet, hier variieren sie bei v(ind c) 50 m/min zwischen 350 N (zerspantes Volumen 4 cm(exp 3), f(ind z) 0,25 mm) und 550 N (zerspantes Volumen etwa 1,7 cm(exp 3), f(ind z) 0,75 mm). Der Schneidkantenradius bei Ti-6246 steigt von 25 Mikrometer (v (ind c) 75 m/min), zerspantes Volumen 4 cm(exp 3) auf 26 Mikrometer (v(ind c) 175 m/min, zerspantes Volumen 4 cm(exp 3). Beim Schlichten wurde mit einem Vollhartmetallfräser (Jabro JH 111) und einem Spanwinkel gamma(ind 0) 0 Grad bei Ti-6242 Schnittgeschwindigkeiten bis 400 m/min und bei Udimet bis 100 m/min erreicht. Die Schwingfestigkeit des gefrästen Ti-6246 liegt etwa 50 MPa unter der eines elektrolytisch polierten Referenzmaterials, das Härteprofil hatte ein Maximum 40 Mikrometer unter der Oberfläche; bei Ti-6242 wurde die Schwingfestigkeit nicht beeinflusst, das Härtemaximum lag 30 bis 40 Mikrometer unter der Oberfläche. Bei Udimet wurde die Schwingfestigkeit leicht besser (Referenz elektrolytisch poliert), das Härtemaximum lag an der Oberfläche. Bei allen Legierungen wurden an der Oberfläche Druckeigenspannungen gemessen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-63232.html