Kontakt
ZCC Cutting Tools Europe

Wir sind für Sie da

Bernd Heinermann Manager Product Management & Application Engineering

technology@zccct-europe.com

Werkstoffe

Superlegierungen

HRSA Werkstoffe und ihre Herausforderungen

Superlegierungen sind höherfeste Metalle, deren komplexe Zusammensetzung aus verschiedenen Metallen und anderen Elementen einen Einsatz bei Hochtemperaturanwendungen ermöglicht. Die Werkstoffe werden daher auch als warmfeste Legierungen bezeichnet (Inconel 718 und Hastelloy). Bei der Zerspanung von Superlegierungen wie den beiden genannten Inconel 718, Hastelloy oder Titan sind die starke Wärmeentwicklung und die dafür aufzuwendenden, hohen Schnittkräfte zu berücksichtigen. Zudem besteht bei der spanenden Bearbeitung von Titan erhöhte Brandgefahr.
Stahl – der vielseitige Klassiker unter den Werkstoffen

Ihre erhöhte Festigkeit bei höheren Einsatztemperaturen verdanken Superlegierungen der komplexen Kombination aus den Elementen Eisen, Nickel, Platin, Chrom oder Cobalt.

Da die Herstellung von Superlegierungen deutlich teurer als die herkömmlicher Stähle ist, kommen sie vorwiegend bei Spezialanwendungen mit diversen hohen Anforderungen zum Einsatz, bei denen es keine Alternativen gibt. Dazu gehören beispielsweise Turbinen und Triebwerke von Flugzeugen sowie Gasturbinen in der Energietechnik. Speziell bei Titan gehört die Hüftprothetik noch dazu.

Zu den meistverwendeten Superlegierungen, die auch hohe Anforderungen an Zerspaner haben, gehören:

  • Inconel 718: Die warmfeste Legierung der ISO-S-Gruppe (Materialnummer 2.4668) ist mit intermetallischen Ausscheidungen verstärkt und hält Einsatztemperaturen von bis zu 620 °C stand. Bei der Zerspanung von Inconel 718 ist die hohe Wärmeentwicklung zu berücksichtigen, weshalb in der Regel Werkzeuge mit hitzebeständiger Beschichtung nötig sind. Auch neigt das Material dazu, dass bei dessen Bearbeitung Grate entstehen.
  • Hastelloy: Der Werkstoff Hastelloy C22 (Materialnummer 2.4602) gehört ebenfalls zur ISO-S-Gruppe der warmfesten Legierungen und ist wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit in der Luft- und Raumfahrt sowie in der petrochemischen und chemischen Industrie verbreitet. Diese Superlegierung ist unempfindlich gegen viele korrosiven Medien wie Chlorgas oder Chlordioxid. Bei der Zerspanung sind die hohe Wärmeentwicklung sowie auch die recht hohen Schnittkräfte und die Gratbildung zu beachten.
  • Titan: Die ISO S Titanlegierung Ti6Al4V (Materialnummer 3.7165) enthält nicht nur Titan, sondern vor allem Aluminium und Vanadium. Sie zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit aus. Die Einsatzgebiete finden sich in der Luft- und Raumfahrt (Verdichterschaufeln, Gehäuse oder Schrauben für Triebwerke), aber auch bei der Prothetik in der Medizin. Bei der Zerspanung sind außer einer guten Kühlung auch die chemische Affinität der Titanlegierung sowie die hohen Schnittkräfte und die Gratbildung zu beachten.

Bei der Zerspanung von Superlegierungen wie Titan, Hastelloy oder Inconel sind die werkstoffspezifischen Eigenschaften zu berücksichtigen. So sorgt die Zusammensetzung der Legierungen beispielsweise für hohe Schnittkräfte und erhöht das Risiko von Kaltverfestigung. Es sind extrem scharfe Werkzeugschneiden erforderlich. Darüber hinaus wird bei der Zerspanung von Superlegierungen überdurchschnittlich viel Wärme freigesetzt, daher ist auf eine hitzebeständige Beschichtung der Werkzeuge zu achten. Wenn Sie Superlegierungen prozesssicher und präzise zerspanen möchten, ist ZCC-CT einmal mehr der richtige Ansprechpartner. Wir bieten für diese anspruchsvollen Materialien Zerspanungswerkzeuge zum Drehen, Fräsen und Bohren.

tooltip
contact
ZCC Cutting Tools Europe

Wir sind für Sie da