Titan / Aluminium Gießverfahren für leichte Titanlegierung entwickeln

Der deutsche Feingussspezialist Tital ist mit dem An-Institut Access der RWTH Aachen sowie weiteren Industriepartnern eine Forschungspartnerschaft eingegangen. Ziel der Verzahnung von Wissenschaft und Praxis ist es, ein effizientes Gießverfahren für Triebwerksbauteile aus der intermetallischen Legierung Gamma TiAl zu entwickeln.

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Gamma TiAl bietet sich aufgrund seiner extremen Leichtigkeit und seiner großen Hitzebeständigkeit gerade für den Triebwerksbau an. Mit 4 g/cm³ Dichte ist diese Legierung um 10 % leichter als herkömmliche, ohnehin schon leichte Titanlegierungen und damit auch nur halb so schwer wie vergleichbare Sonderstahllegierungen. Bei Gamma TiAl handelt es sich um eine intermetallische Legierung zwischen Aluminium und Titan. Sie existiert bereits seit knapp 30 Jahren, stellt die Industrie jedoch nach wie vor vor große Herausforderungen – die Legierung kann weder gut gefräst, gedreht, gebohrt oder geschmiedet werden. Aus ökonomischer Sicht bleibt zur Herstellung von Gamma TiAl deshalb nur noch das Gießverfahren. Aber auch hier sind noch große technische Hürden zu überwinden: Der gesamte Prozess, vom Gießen über das Abkühlen der Schmelze bis zum festen Bauteil, muss bei Gamma TiAl auf eine bisher nicht gekannte Weise kontrolliert werden, um strukturelle Schäden im Inneren der Teile zu verhindern.

Schnell und kostengünstig Triebwerksbauteile aus Titanlegierung gießen

Die am Projekt beteiligten Kooperationspartner möchten nun ein Verfahren entwickeln, mit dem sich Gamma TiAl leicht vergießen lässt, so dass damit kostengünstig und schnell für den Triebwerksbau produziert werden kann. ACCESS entwickelt und optimiert bereits seit 1986 metallische Werkstoffe und Gießverfahren. Kleine Niederdruckturbinenschaufeln aus Gamma Titan-Aluminid wurden bereits erfolgreich im Gießverfahren hergestellt. Jetzt soll dieses Verfahren exemplarisch für große Turbinenschaufeln mit Außenmaßen (Kantenlänge) von bis zu 285 mm realisiert werden. Das Projekt wird vom Wirtschaftsministerium der Landesregierung Nordrhein-Westfalen mit 2,5 Mio. Euro gefördert.

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