Titan wird in vielen Anwendungsbereichen wie Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik als leichter, hochfester, korrosionsbeständiger, unmagnetischer und biokompatibler Werkstoff geschätzt. Doch seine zerspanende Bearbeitung verlangt große Umsicht. Eine überaus lästige Eigenschaft ist die geringe Wärmeleitfähigkeit von Titan. Wo etwa bei der Bearbeitung von Stahl ein großer Teil der Wärme über das Werkstück und die Späne abgeführt wird, kommt es bei der Titanbearbeitung zu einem Wärmestau an der Kontaktfläche zum Werkzeug.
Dem begegnet man üblicherweise mit geringeren Schnittgeschwindigkeiten und größerem Vorschub, um Späne mit größerem Querschnitt zu erhalten. Werkzeuge zur Titanbearbeitung brauchen scharfe Schneiden und Geometrien, die eine gute Spanabfuhr garantieren, denn Titanspäne neigen zur Adhäsion. Auch die notwendige Kühlung bringt eigene Probleme mit sich. In der Nasszerspanung kommt es zu Reaktionen der Zusatzelemente in der Titanlegierung mit dem Hartmetall des Werkzeugs, die die Schneiden schwächen.
Beschichtung ist warmhärter und glatter
Als Werkzeughersteller mit der Spezialisierung auf prozessspezifische Werkzeuge für schwierige Materialien von CFK bis Keramik setzt Hufschmied neben innovativen Schneidengeometrien auch auf Beschichtungen. Die Titanbearbeitungswerkzeuge hatten bisher PVD-Beschichtungen. Ti-Kong, die neue Generation von Werkzeugen für Titan, besteht aus Ultrafeinstkornhartmetall. Ungleich geteilte Schneiden sorgen für Laufruhe bei hohen Zustellungen, die Schneidkanten mit ihrer Mikrostrukturierung und die Stirngeometrie sind besonders stabil und die polierten Spanräume verbessern die Spanabfuhr.
Doch neben der Optimierung der Form fragte man sich bei Hufschmied auch: Gibt es eine Beschichtung, die das Werkzeug noch warmhärter macht und noch glatter ist? Daraufhin wurde das Verfahren HiPIMS (Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern) getestet. Tatsächlich erwies sich die mit diesem Verfahren aufgebrachte Beschichtung SLX3 aus Titan-Aluminium-Siliziumnitrid als extrem dicht und hart. Beeindruckend ist ihre Hitzebeständigkeit beziehungsweise der Schutz, den sie für den Vollhartmetallkörper des Werkzeugs bietet: Mehr als 1000 °C sind nun möglich.
Benchmark
Im Technologiezentrum des Werkzeugherstellers wurden zur Entwicklung des neuen Werkzeugs umfangreiche Benchmarks mit Titan Grade 5 durchgeführt. Da es vor allem darum ging, langfristige Prozesssicherheit bieten zu können, wurde ein besonderes Augenmerk auf die Standzeit gelegt. Das Ergebnis der Tests war vielversprechend. Die SLX3-beschichtete Werkzeuge wiesen 30 bis 35 Prozent längere Standzeiten als bisherige Highend-Titanbearbeitungswerkzeuge auf.
Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH
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