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maschine+werkzeug 11-12/2009

Exotisch, aber sexy

Technik

Schneidstoffe. Werkstoffe wie Titan, Superlegierungen und rostfreie Stähle bezeichnete man als ›exotische Werkstoffe‹. Die Bearbeitung stellte große Herausforderungen. Jetzt kommt die nächste Generation – die Hightech Alloys.

Exotische Werkstoffe sind nach wie vor extrem teuer, werden aber heutzutage immer mehr eingesetzt und gewinnen durch ihre Eigenschaften rasant an Bedeutung. Rudolf Stricker, Leiter Marketing Services von Ceratizit: »Der Energiehunger der Welt verlangt Werkstoffe, die die extreme Leistungssteigerung energieerzeugender Anlagen mit sehr hohem Wirkungsgrad unterstützen.«

Zudem führt der Trend schlichtweg Energie zu sparen zum vermehrten Einsatz von Hochleistungsmaterialien. Hier geht es hauptsächlich um die Steigerung der Effizienz von Turbinen durch die Erhöhung der Betriebstemperatur sowie die Verringerung des Verbrauches im Motorenbau durch Reduktion des Gewichtes (down sizing).

Exotische Werkstoffe wie Titan sind in der Bearbeitung um etwa den Faktor zehn schwieriger klassifiziert als klassische Stähle. Einer der Hauptgründe liegt in der sehr schlechten Wärmeleitfähigkeit dieses Materials. So wird in der Bearbeitung von Titan nur etwa ein Viertel der entstehenden Wärme durch die Späne abgeführt, der Rest führt direkt zur Erwärmung des Werkzeugs.

Um in diesen Anforderungen zu bestehen, braucht man ein hochwarmfestes Hartmetallsubstrat und eine effiziente Kühlung während des Bearbeitungsprozesses. Das bedeutet den Einsatz von Kühlmittel in großen Mengen, am besten mit hohem Druck durch die Spindel direkt an die Schneidkanten des Werkzeugs, was zudem den Späneabtransport begünstigt.

Aus diesem Grund sind fürs Zerspanen von exotischen Werkstoffen Trägerwerkzeuge mit Innenkühlung absolut erste Wahl. Eine weitere Konsequenz der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen sind die hohen Temperaturen in den Schneidwerkzeugen, die unter anderem zu chemischen Reaktionen an der Oberfläche der Werkzeugschneide führen (Oxidation und Diffusionen). Eine von Ceratizit entwickelte HyperCoat-Beschichtung wirkt hier als effizienter Schutz.

Im Fall massiver Kaltumformung neigt Titan zu starker Verfestigung. Die Zugfestigkeit verdreifacht sich und die Bruchdehnung verringert sich um bis zu 90 Prozent. Diese Verfestigungsneigung setzt dem Zerspanungsprozess einen signifikanten Widerstand entgegen, der die Schneidkanten leicht zum Ausbrechen bringt oder im Schneidstoff Zerrüttungserscheinungen hervorruft.

Eine Reduktion der Schnittkräfte durch möglichst positive und scharfe Schneiden bringt hier nur bis zu einem gewissen Grad Abhilfe, da die Schneiden, wenn die Ausgestaltung zu positiv ist, zu bruchempfindlich für diesen Anwendungen werden. Die hohe Elastizität des Werkstoffs begründet eine Relaxation des Materials, die direkt nach dem Schnittprozess zu einem Aufatmen des Titans führt, was besondere Anforderungen an die geometrische Freistellung der Schneidkante stellt.

  • Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

    Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

  • Bild 3: Exotisch, aber sexy

    Bild 3: Exotisch, aber sexy

  • Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

    Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

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  • »Der Energiehunger der Welt verlangt Werkstoffe, die die extreme Leistungssteigerung energieerzeugender Anlagen mit sehr hohem Wirkungsgrad unterstützen. Die Entwicklung im Kraftwerkbau, in der Wehrtechnik, in der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik ist direkt von der Entwicklung dieser Werkstoffe abhängig. Ceratizit bietet dazu die passenden Zerspanungslösungen.« Rudolf Stricker, Leiter Marketing Services von Ceratizit

    »Der Energiehunger der Welt verlangt Werkstoffe, die die extreme Leistungssteigerung energieerzeugender Anlagen mit sehr hohem Wirkungsgrad unterstützen. Die Entwicklung im Kraftwerkbau, in der Wehrtechnik, in der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik ist direkt von der Entwicklung dieser Werkstoffe abhängig. Ceratizit bietet dazu die passenden Zerspanungslösungen.« Rudolf Stricker, Leiter Marketing Services von Ceratizit

  • Bild 6: Exotisch, aber sexy

    Bild 6: Exotisch, aber sexy

  • Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

    Ob Superlegierungen, rostfreier Stahl, Titan oder Titanlegierungen, ob Drehen, Fräsen oder Drehfräsen – Ceratizit bietet die passende Zerspanungslösung.

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Unternehmensinformation

CERATIZIT Austria GmbH

Metallwerk-Plansee-Str. 71
AT 6600 REUTTE/TIROL
Tel.: 00435672-200-0
Fax: -502

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