Werkstoff- und Prozeßdesign für die Hochgeschwindigkeitszerspanung von Titan- und Nickelbasislegierungen - Thermomechanische Wirkmechanismen bei der Spanentstehung

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Für die Superlegierungen TiAl6V4 und Inconel 718 wird ein grundlegendes Verständnis der Spanbildung bei der Hochgeschwindigkeitszerspanung erarbeitet. Durch Messung von Wärmeströmen, Kräften und plastischen Verformungen im Span über einen weiten Schnittgeschwindigkeitsbereich wird die Energieverteilung in der Spanentstehungsphase ermittelt. Mit einer Schnellstoppvorrichtung wird anhand von Spanwurzeln und unterbrochenen Scherversuchen die Ausbildung von Scherlokalisierungen untersucht. Die experimentellen Ergebnisse liefern die Eingangsgrößen für eine FEM-Modellbildung der Spanentstehung. Eine anhand der gewonnenen Erkenntnisse neu entwickelte Legierung wird vergleichend mit TiAl6V4 und Inconel 718 auf ihre Zerspanbarkeit bei drastisch gesteigerten Schnittgeschwindigkeiten untersucht. Der Prozeß wird optimiert, um Bereiche nutzbar zu machen, die bisher noch zu extremer Verschleißentwicklung führen.