Autoren:

Berend Denkena¹, Florian Schaper¹, Benjamin Lengacker¹

¹ Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Leibniz Universität Hannover

Kurfassung: 

Hohe Temperaturen und ein stark segmentierter Span sind charakteristisch für die Titanzerspanung. Die Segmentspanbildung führt zu einer hochfrequenten mechanischen Wechsellast des Werkzeuges und begünstigt somit das Werkzeugversagen. Durch die Anwesenheit von Sauerstoff kommt es während des Spanbildungsvorganges zu einer Vielzahl chemischer Wechselwirkungen. Welchen Einfluss der Sauerstoffgehalt bei der Titanzerspanung, insbesondere auf die Spanbildung hat, ist bisher jedoch unbekannt.

Aus diesem Grund werden Zerspanversuche unter Variation des Sauerstoffgehalts durchgeführt. Verwendet wird neben Luft ein Gasgemisch aus Argon und Monosilan. Auf diese Weise kann eine praktische Sauerstofffreiheit realisiert werden.

Die Auswertung der Späne erfolgt auf Basis metallographischer Methoden. Die erzeugten Schliffbilder ermöglichen neben der Analyse der Scherlokalisierung eine Quantifizierung der für die Segmentspanbildung wichtigen Kenngrößen. Es wird beobachtet, dass die Sauerstofffreiheit bei einer Schnittgeschwindigkeit von vc = 80 m/min eine um bis zu 45 % geringere Segmentierung bewirkt. Es ist davon auszugehen, dass dies zu einer Reduktion der mechanischen Werkzeugbelastung während der Zerspanung führt. Gestützt wird dies durch um bis zu 18 % niedrigeren Prozesskräfte während der Zerspanung in sauerstofffreier Atmosphäre.