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Warum ist die Bearbeitung von Titanlegierungen schwierig?
2024-10-11
Die Bearbeitbarkeit von Titanlegierungen beträgt 20 – 40 % der von 45#-Stahl. Bei einer Härte unter HB300 kommt es zum Anhaften der Fräser; bei einer Härte über HB370 ist Titanlegierungen schwer zu bearbeiten. Titanlegierungen mit einer Härte zwischen HB300 und 370 lassen sich am leichtesten bearbeiten. Die Hauptgründe, die ihre Bearbeitbarkeit beeinflussen, sind die folgenden: 1) Gasverunreinigungen (wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff) beeinflussen die Bearbeitbarkeit von Titanlegierungen stark, da Titan eine hohe chemische Aktivität aufweist und sich leicht mit Gasverunreinigungen verbindet. Bei Temperaturen über 600 °C oxidiert Titan und bildet eine versprödete Schicht, d. h. eine α-Strukturschicht; bei Verbindung mit Wasserstoff entsteht Wasserstoffversprödung; bei Verbindung mit Stickstoff bildet sich hartes und versprödetes TiN. 2) Titanlegierungen haben eine geringe Plastizität, was die plastische Verformung beim Schneiden erheblich beeinflusst. Der Verformungskoeffizient von Titanlegierungen beträgt nur 1, sogar weniger als 1, während der Verformungskoeffizient von normalem Kohlenstoffstahl bei etwa 3 liegt. Beim Schneiden gibt es eine kleine Kontaktfläche zwischen den Schnittspänen und der Vorderseite des Fräsers, was den Druck und die lokale Temperatur in der Kontaktfläche erhöht und den Fräser schnell verschleißen lässt. 3) Beim Bearbeiten von Titanlegierungen kommt es zu einer starken Verhärtung. 4) Bei C>0,2 % bilden sich harte Carbide, die den Fräser durch Schleifpartikel verschleißen und die Bearbeitbarkeit verringern.
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