Mobile-Menu

Nimm einfach Warmarbeitsstahl Neuartiges Heißtiefziehen formt Titan ohne Nickelbasis-Werkzeug um

Quelle: AIT 2 min Lesedauer

Die Umformung der Titanlegierung Ti6Al4V ist alles anderen als trivial, wie österreichische Experten des AIT aus Ranshofen wissen. Doch nun hat man etwas ersonnen, dass das leichter macht ...

Bauteil aus Titan, das am Austrian Institute of Technology (AIT) in Ranshofen mit einer ganz Neuen Art der Umformung hergestellt wurde. Lesen Sie hier, welche wirtschaftlichen und technischen Vorteile für Titanbauteile sich so für die Zukunft ergeben können ...(Bild: AIT / Joh. Zinner)
Bauteil aus Titan, das am Austrian Institute of Technology (AIT) in Ranshofen mit einer ganz Neuen Art der Umformung hergestellt wurde. Lesen Sie hier, welche wirtschaftlichen und technischen Vorteile für Titanbauteile sich so für die Zukunft ergeben können ...
(Bild: AIT / Joh. Zinner)

Das leichte und dennoch sehr feste Metall Titan ist in der Luftfahrt unverzichtbar, heißt es. Allerdings gilt dessen Umformung der dabei häufig eingesetzten Legierung Ti6Al4V als besonders anspruchsvoll. Konventionelle Verfahren sind energieintensiv und komplex. Und beim sogenannten Superplastischen Umformen (SPF) werden sehr hohe Temperaturen (etwa 840 bis 930 °C) und recht niedrige Umformgeschwindigkeiten für diese Titanlegierung benötigt. Auch kann sich bei langer Exposition unter diesen hohen Temperaturen an der Luft eine spröde, sauerstoffreiche Schicht (Alpha Case) bilden, die anschließend zunächst aufwendig entfernt werden muss. Am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des Austrian Institute of Technology (AIT) wurde nun aber ein neuartiges Heißtiefziehverfahren entwickelt, das zeigt, dass Alpha-Beta-Titanbleche auch bei Temperaturen unter 500 °C ausgezeichnet tiefgezogen werden können. Diese Erkenntnis sei für die Praxis der Titanumformung ein entscheidender Verbesserungshebel.

Günstigere Titan-Umformung bis zu einer Tiefe von fast 70 Millimetern

Denn bei diesen Temperaturen können einfach herkömmliche Warmarbeitsstähle als Umformwerkzeuge eingesetzt werden. Damit spart man sich die teuren Nickelbasislegierungen, die sonst für die deutlich höheren Prozesstemperaturen erforderlich wären. Und weil eine isotherme Umformung bei 500 °C (oder darunter) nicht erfolgreich ist, setzen die Erfinder des Verfahrens auf eine Vorwärmung des Blechs (unterhalb der SPF-Temperatur) und die anschließende Umformung in der Presse. Der wesentliche Vorteil im Vergleich zu etablierten Verfahren finde sich bei den dramatisch verkürzten Umformzeiten, die folglich deutlich schnellere Taktzeiten und damit eine wesentlich höhere Produktivität ins Spiel bringen.

Angelika Cerny und Georg Kuscher vom AIT mit einem bei nur rund 500 °C einwandfrei umgeformtem Titanbauteil. Das Beste: Statt Umformwerkzeuge aus Nickelbasislegierung kann man nun einfach Warmarbetsstähle hernehmen.(Bild: AIT / Joh. Zinner)
Angelika Cerny und Georg Kuscher vom AIT mit einem bei nur rund 500 °C einwandfrei umgeformtem Titanbauteil. Das Beste: Statt Umformwerkzeuge aus Nickelbasislegierung kann man nun einfach Warmarbetsstähle hernehmen.
(Bild: AIT / Joh. Zinner)

Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens wurde außerdem schon entlang konkreter Umformergebnisse belegt! Denn bereits 2022 gelang die Umformung eines Testbauteils mit 44 Millimeter Tiefe. Durch weitere Optimierungen wurde eine Ziehtiefe von 68,5 Millimeter erreicht, wie die Forscher betonen. Gleichzeitig konnten Vorwärmzeit, -temperatur nebst Tiefziehtemperatur verringert werden. Tests mit Ti6Al4V-Blechen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit – bereitgestellt durch den Industriepartner Voestalpine Böhler Bleche – zeigten eine hervorragende Reproduzierbarkeit des Umformergebnisses. Besonders relevant sei, dass das Verfahren auch mit raueren Oberflächen funktioniere und sich dadurch den Schleifaufwand reduzieren ließe.

(ID:50912803)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte