In einer Matrix aus TiAl6V4 eingebettete Titancarbidpartikel stellen eine Herausforderung für die Zerspanung dar. Die grundlegenden Auswirkungen der Partikelverstärkung auf die Spanbildung und den Werkzeugverschleiß wurden untersucht. Darauf aufbauend geben umfangreiche Zerspanexperimente Aufschluss über geeignete Schneidstoffe und Prozessparameter. Um die Auswirkungen der Verstärkungspartikel zu beurteilen, wurden die Oberflächen- und Randzonen der Werkstücke nach der Zerspanung analysiert.
Titanium carbide particles embedded in a matrix of TiAl6V4 pose a challenge to cutting tools. The fundamental effects of the particulate reinforcement on chip formation and tool wear have been examined. On this basis, extensive cutting experiments yield information on suitable cutting tool materials and process parameters. After machining, the surfaces and subsurface layers of the workpieces have been analysed in order to assess the effect of the reinforcement on the workpiece integrity.

Mit hervorragenden Festigkeiten bei geringer Dichte bildet Titan die Grundlage für viele hochleistungsfähige Leichtbauwerkstoffe. In der Matrixlegierung TiAl6V4 eingebettete Titancarbidpartikel bewirken eine Verbesserung von mechanischen und tribologischen Eigenschaften des Werkstoffs. Insbesondere die gesteigerte Festigkeit bei hohen Temperaturen und die Verschleißbeständigkeit sind für die mechanische Bearbeitung eine große Herausforderung. Die vorliegende Arbeit beschreibt, welche grundlegenden Veränderungen durch die Partikelverstärkung bei der Zerspanung auftreten. Die Spanbildung ist in Analogieversuchen und im Orthogonalschnitt eingehend untersucht worden und zeigt deutliche Einflüsse der Verstärkung auf die für Titan typische Segmentspanbildung. Die Integrität der Werkstückrandzone wurde durch Messungen der Oberflächen- und Randzoneneigenschaften an zerspanten Proben analysiert. Die Eignung unterschiedlicher Schneidstoffe wird durch Zerspanversuche verglichen. Auch die Auswahl geeigneter Prozessparameter wird durch umfangreiche Experimente unterstützt. Die Untersuchungen stellen einerseits grundlegende Erkenntnisse für die Werkstoff- und Werkzeugentwicklung sowie die Zerspanungsforschung zur Verfügung, andererseits gibt die Arbeit auch technologische Hinweise für die Prozessgestaltung in der Praxis.

Autorentext
Prof. Dr. hc. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Technical University of Berlin, is corresponding member of the College International pour la Recherche en Productique (CIRP), a member of the advisory committee for research programs of the Fraunhofer-Gesellschaft, Reviewer for the German Research Foundation (DFG) and a member of the scientific Council of the Association of Industrial research Associations e. V. (AIF) and the WGP "German Society for Production Engineering".