Skip to content
Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter September 19, 2021

Verschleißuntersuchungen bei der kryogenen Zerspanung von Ti-6Al-4V

Investigation of Wear during Cryogenic Machining of Ti-6Al-4V
  • Kevin Gutzeit

    Kevin Gutzeit, M. Sc., geb. 1993, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit September 2019 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FBK.

    EMAIL logo
    , Stephan Basten

    Dipl.-Ing. (FH) Stephan Basten, geb. 1987, studierte Maschinenbau an der Technischen Hochschule Mittelhessen. Seit August 2015 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FBK.

    , Benjamin Kirsch

    Dr.-Ing. Benjamin Kirsch, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit 2008 ist er Mitarbeiter am FBK und dort seit 2012 Oberingenieur für den Bereich Fertigungstechnologie.

    and Jan C. Aurich

    Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, geb. 1964, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Produktionstechnik an der Leibniz-Universität Hannover und der Colorado State University. Seit 2002 leitet er den Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) an der TU Kaiserslautern.

Abstract

Die Zerspanung von Ti-6Al-4V zeichnet sich durch hohe thermische Belastungen am Werkzeug aus. Dies führt zu einem ausgeprägten, thermisch induzierten Werkzeugverschleiß. Mithilfe einer kryogenen Kühlung können die thermische Belastung des Werkzeugs gesenkt und somit der thermisch bedingte Verschleiß erheblich reduziert werden. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass eine kryogene Kühlung den thermisch induzierten Werkzeugverschleiß verringert und damit die Standwege der Werkzeuge verlängert werden können.

Abstract

The machining of Ti-6Al-4V is characterized by high temperatures affecting the tool. As a result, the occurring thermal load promotes a pronounced, thermally induced wear. By using a cryogenic coolant, the thermal load can be reduced during machining in order to extend tool life. The results presented in this paper show that cryogenic machining does reduce thermally induced tool wear and thus extends tool life.


Hinweis

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWFAdvisory Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).

Hinweis

Die Nennung von Herstellern erfolgt aus Gründen der Vollständigkeit und bedeutet nicht, dass die angegebenen Produkte von den genannten Firmen gesponsert wurden, oder dass die angegebenen Produkte die bestmögliche Lösung für den jeweiligen Anwendungsfall darstellen.



Tel.: +49 (0) 631 205-3472

About the authors

Kevin Gutzeit

Kevin Gutzeit, M. Sc., geb. 1993, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit September 2019 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FBK.

Dipl.-Ing. (FH) Stephan Basten

Dipl.-Ing. (FH) Stephan Basten, geb. 1987, studierte Maschinenbau an der Technischen Hochschule Mittelhessen. Seit August 2015 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FBK.

Dr.-Ing. Benjamin Kirsch

Dr.-Ing. Benjamin Kirsch, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit 2008 ist er Mitarbeiter am FBK und dort seit 2012 Oberingenieur für den Bereich Fertigungstechnologie.

Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich

Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, geb. 1964, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Produktionstechnik an der Leibniz-Universität Hannover und der Colorado State University. Seit 2002 leitet er den Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) an der TU Kaiserslautern.

Danksagung

Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung der beschriebenen Arbeiten im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 926 „Bauteiloberflächen: Morphologie auf der Mikroskala“ (Projektnummer 172116086 – SFB 926).

Literatur

1 Inagaki, I.; Takechi, T.; Shirai, Y.; Ariyasu, N.: Application and Features of Titanium for the Aerospace Industry. Nippon Steel & Sumitomo Metal Technical Report 106 (2014), S. 22–27Search in Google Scholar

2 Bermingham, M. J.; Kirsch, J.; Sun, S.; Palanisamy, S.; Dargusch, M. S.: New Observation on Tool Life, Cutting Forces and Chip Morphology in Cryogenic Machining Ti-6Al-4V. International Journal of Machine Tools & Manufacture 51 (2011) 6, S. 500–511 DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2011.02.00910.1016/j.ijmachtools.2011.02.009Search in Google Scholar

3 Sadik, M. I.; Isakson, S.: The Role of PVD Coating and Coolant Nature in Wear Development and Tool Performance in Cryogenic and Wet Milling of Ti-6Al-4V. Wear 386–387 (2017), S. 204–210 DOI: 10.1016/j.wear.2017.02.04910.1016/j.wear.2017.02.049Search in Google Scholar

4 Ezugwu, E. O.; Bonney, J.; Yamane, Y.: An Overview of the Machinability of Aeroengine Alloys. Journal of Materials Processing Technology 134 (2003), S. 233–253 DOI: 10.1016/S0924-0136(02)01042-710.1016/S0924-0136(02)01042-7Search in Google Scholar

5 Sadik, I. M.; Isakson, S.; Malakizadi, A.; Nyborg, L.: Influence of Coolant Flow Rate on Tool Life and Wear Development in Cryogenic and Wet Milling of Ti-6Al-4V. Proccedia CIRP 46 (2016), S. 91–94 DOI: 10.1016/j.procir.2016.02.01410.1016/j.procir.2016.02.014Search in Google Scholar

6 Barber, C. R.: The Sublimation Temperature of Carbon Dioxide. British Journal of Applied Physics 17 (1966) 3, S. 391–397 DOI: 10.1088/0508-3443/17/3/31210.1088/0508-3443/17/3/312Search in Google Scholar

Published Online: 2021-09-19
Published in Print: 2021-09-30

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

Downloaded on 31.5.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/zwf-2021-0121/html
Scroll to top button