dihw MAGAZIN 4/2022

Bearbeitungsprozesse
Hochleistungsbohren in Titan, in einem Schuss
Titan: Wie in Gummi bohren
In der Ideenschmiede von Mikron Tool brodelt es. Jetzt noch schneller und noch sicherer in
Titan bohren. Doppelt so schnell und 2-3 Mal höhere Standzeiten bei höchster Prozesssicherheit.
Bild: Mikron Tool
Der Hochleistungswerkstoff Titan ist
eine zerspanungstechnische Herausforderung.
Gleichwohl: Titan ist nicht gleich Titan.
Je nachdem, ob es sich um Reintitan
oder legiertes Titan handelt, ergeben sich
unterschiedliche zerspanungstechnische
Verhalten. Für diese Herausforderung hat
Mikron Tool auf die jeweiligen Titansorten
perfekt zugeschnittene Bohrer entwickelt,
die diese prozesssicher, mit höheren
Schnittwerten und längeren Standzeiten
zerspanen können.
Das Bohren des widerspenstigen Titans
ist hochanspruchsvoll. Mit einer der Gründe
ist die Kombination seiner Eigenschaften
von hoher Elastizität und Zugfestigkeit.
Wegen der hohen Zähigkeit ist der Spanbruch
schwierig zu realisieren. Durch die
geringe Wärmeleitfähigkeit wird die Wärme
nicht über den Span aus der Schneidzone
abgeführt, aber irgendwie muss sie
da raus. Zudem neigt Titan zur Bildung von
Aufbauschneiden. Das alles führt zu höherem
Verschleiß und verringert die Prozesssicherheit
beim Bohren. Die Kompetenz
von Mikron Tool besteht darin, Bohrtechnologien
zu entwickeln, die auf die
Werkstoffeigenschaften von Reintitan wie
auch von Titanlegierungen perfekt zugeschnitten
sind. Das ist aufwändig, bringt
aber für die Anwender enorme fertigungstechnische
Vorteile.
„Das ist wie in Gummi bohren“, meint
Alberto Gotti, F&E-Leiter bei Mikron Tool.
„Bohren in Titan ist eine viel größere Herausforderung
als Fräsen. Die Schwierigkeiten
steigen mit dem Durchmesser-
Bohrtiefen-Verhältnis“. Problematisch wird
es über 3 x d. Durch die zähelastische Eigenschaft
des Titans wird der Bohrer verklemmt,
der Druck auf die Schneiden
nimmt zu. Materialverklebung an Schneiden
und Führungsfasen erhöht die Schnittkräfte,
infolgedessen die Schneidkanten
ausbrechen können. Sind die Oberflächen
einmal beschädigt, bleibt noch
mehr Material haften, was die Reibung erhöht.
Überdies ist auch die Spanform problematisch.
Denn die Titan-Späne verdichten
sich gerne im Kopfbereich und verhindern
das Nachfließen weiterer Späne. Das
führt oft zu unkontrollierten Bohrerbrüchen.
Erschwerend kommt die hohe Temperaturbelastung
der Schneiden hinzu. Ab
600° Celsius wird im Hartmetallsubstrat die
Cobalt-Bindematrix „weich“ und kann die
harten Wolframkarbide nicht mehr optimal
binden. Die Folge ist plastische Verformung,
was zu Mikroausbrüchen und letztlich
zu Schneidenausbrüchen führt.
Materialspezifische Werkzeuge sind die
Lösung
Abhilfe schaffen hier scharf geschliffene
Schneiden, die gleichzeitig stabil sein müssen
– ein Widerspruch in sich. Mikron Tool
hat eine geniale spezifische Schneidengeometrie
entwickelt, die diesen Spagat
meistert, infolgedessen die Schnittdrücke
38 dihw 14 4 · 2022