Pagina 46 van: Metaal Magazine 4 – 2016

j a a r g a n g 5 4 | w w w . m e t a a l m a g a z i n e . n l | 5 – 2 0 1 6 4746 j a a r g a n g 5 4 | w w w . m e t a a l m a g a z i n e . n l | 5 – 2 0 1 6

Titanium en duplex zijn prachtige en boeiende materialen die niet voor niets steeds

populairder worden binnen de lucht- en ruimtevaartindustrie, de medische apparatensector en

de automobielwereld. Het verspanen ervan is echter geen sinecure, want ze doen een forse

aanslag op het gereedschap en als je even niet oppast slingeren de spanen als lange slierten

vrolijk in het rond in de machine. Deze ‘lastpakken’ goed en efficiënt bewerken vereist dan ook

vooral gedegen vakmanschap, specifiek gereedschap, een zeer solide machine en adequate

koeling/smering. Tijdens het verspaningsseminar, georganiseerd door machine-importeur

Gelderblom in Houten, werd duidelijk dat het goed produceren van onderdelen uit titanium en

duplex geen probleem hoeft te zijn als alle parameters maar kloppen.

DOOR: FRANK SENTEUR

Waarom zijn titanium en duplex nu zo moeilijk

te bewerken? “Dat heeft met de atoomstruc-

tuur te maken,” vertelde Arno van Wijnen,

Technical Engineer bij Hamel Metaal uit Al-

mere. Titaan en titaanlegeringen komen voor

in drie microstructuur fasen, respectievelijk

Alpha, Alpha-Beta en Beta. Bij de Alpha fase is

sprake van een hexagonaal georiënteerde

roosterstructuur (Ti grades 1 tot 4). Deze tita-

niumsoorten zijn niet hardbaar, wel goed las-

baar, hebben een lage tot gemiddelde sterkte,

een goede breuktaaiheid en goede mechani-

sche eigenschappen bij extreem lage (cryo-

gene) temperaturen. In zogeheten Beta fase

titanium zitten legeringselementen als Zr, Cr,

Nb, Cu, Ta en V. Het materiaal wordt geken-

merkt door een kubisch ruimtelijk gecen-

treerde roosterstructuur. Deze grades kunnen

warmtebehandeld worden, waarna ze een

hoge sterkte geven. In de laatste categorie

(Alpha-Beta fase) zit titanium grade 5, dat veel

in Nederland wordt gebruikt. Het heeft een

hexagonaal georiënteerde roosterstructuur,

heeft een gemiddeld tot hoge sterkte en is be-

perkt koud en goed warm vervormbaar. Bij

duplex is sprake van een min of meer half aus-

tenitische en half ferritische structuur (verhou-

ding 60/40) en ook daarvoor geldt dat het las-

tiger is te verspanen dan ‘normale’ staalsoor-

ten.

Scherp gereedschap, juiste werk-
wijze
Het verspanen van titanium en duplex eist het

uiterste van mens, machine en proces. Zelfs bij

relatief lage snijsnelheden (< 55 m/min) is de

gereedschapstandtijd kort, wat vooral komt

door de slechte thermische geleiding. Bij tita-

nium is die slechts een tiende van die van staal

(waar de warmte grotendeels in de spanen

wordt afgevoerd). Duplex geleidt warmte iets

beter, maar ook daar is sprake van een fors op-

lopende temperatuur in de snijzone, waardoor

de temperatuur van het snijgereedschap even-

eens hoog wordt. Titanium en duplex geven

daarbij abrasieve, taaie lintspanen. Dit resul-

teert onder meer in een snelle gereedschapslij-

tage en materiaalopbouw aan de snijkanten,

waarbij plastische deformatie ontstaat. Ook de

hardheid, abrassiviteit en het ‘plakgedrag’ zijn

geen eigenschappen waar de verspaner blij van

wordt. Tijdens het draaien is bovendien sprake

van oppervlakteharding, waardoor het gevaar

van kerfslijtage opduikt. Volgens René Duister,

technical support engineer Nederland bij Seco

Tools, zijn veel bedrijven om deze redenen erg

terughoudend om titanium en duplex te gaan

verspanen. Maar als men een aantal stringente

stappen volgt is het goed te doen. In ieder

geval moet de verspaningszone heel goed ge-

Kloppende parameters
verspanen ‘lastpakken’

Als alles klopt ontstaan geen ellenlange spanen, maar worden deze door het gereedschap keurig vermeden (foto’s: Seco Tools, Frank Senteur)

Arno van Wijnen, Technical Engineer bij Hamel

Metaal ging vooral in op de metallurgische

eigenschappen van titanium en duplex en legde uit

waarom deze zo lastig te verspanen zijn

46-47-48_gelderblomfs.indd 46 25-08-16 08:11