Die Titan-Schmiedetechnik spielt in der modernen Welt eine unauffällige, aber dennoch wichtige Rolle. Sie ist zwar nicht sichtbar, findet aber Verwendung in Flugzeugtriebwerken, medizinischen Implantaten, Hochleistungsfahrzeugen und Industrieprodukten. Geschmiedetes Titan ist das Material der Wahl, wenn Festigkeit, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind.
Hier erfahren Sie, was es ist, wie es funktioniert und warum die Industrie darauf vertraut und wofür es eingesetzt wird. Alles wird leicht verständlich und Schritt für Schritt erklärt, sodass Sie es auch als Neuling problemlos verstehen können.
1. Was ist Titanschmieden?
Das Schmieden von Titan ist ein Fertigungsverfahren, bei dem rohes, massives Titan unter hohem Druck bearbeitet wird. Das Metall wird nicht geschmolzen, sondern erhitzt und gepresst oder gehämmert, um eine bestimmte Form zu erhalten. Dadurch wird die innere Struktur des Metalls verbessert und seine Festigkeit erhöht.
Warum Schmieden bevorzugt wird:
Nichts ist so widerstandsfähig wie geschmiedetes Titan. Schneidet man ein Stück Holz quer zur Maserung, bricht es leicht. Beim Schmieden hingegen wird das Metall so stark in die Form des Werkstücks gebogen, dass es sich kaum noch verbiegen lässt.
Fallstudie aus der Praxis: Das Fahrwerk eines so großen Flugzeugs besteht üblicherweise aus Titan-Schmiedeteilen. Es muss der täglichen Landung eines 200 Tonnen schweren Flugzeugs standhalten, ohne zu brechen.
2. Titan als Schmiedewerkstoff verstehen
Titan ist nicht wie Eisen oder Aluminium. Es besitzt Eigenschaften, die Hersteller kennen müssen.
Physikalische und mechanische Eigenschaften
Titan ist für sein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis bekannt. Es ist so fest wie hochfester Stahl und dabei sehr leicht. Außerdem ist es sehr gut schmelzbar und hat einen Schmelzpunkt von etwa 1668 °C.
Thermisches Verhalten und Oxidation
Titan benötigt Sauerstoff, wenn es heiß ist. Andernfalls bildet sich eine harte, spröde Schicht, die als Alpha-Phase bekannt ist. Um dies bis 2026 zu verhindern und die Reinheit und Festigkeit des Metalls zu erhalten, setzen wir spezielle Metallbeschichtungen und Schutzatmosphären ein.
3. Titanschmieden im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden
| Besonderheit | Schmieden | Casting | Bearbeitung | Additive (3D) |
| Stärke | Höchste | Medium | Hoch | Variable |
| Abfall | Niedrig | Sehr niedrig | Hoch | Minimum |
| Kosten (Großmaßstab) | Effizient | Am günstigsten | Teuer | Hoch |
| Interne Defekte | Keiner | Möglich (Luftblasen) | Keiner | Möglich |
Welche ist die beste? Wenn es um Bauteile geht, die nicht brechen dürfen (wie zum Beispiel eine Herzklappe oder eine Schaufel eines Strahltriebwerks), ist Schmieden die beste Lösung.
4. Titanarten Schmiedeprozesse
Verschiedene Anwendungsbereiche erfordern unterschiedliche Schmiedeverfahren. Jede Art hat ihren Zweck.
Titan-Freiformschmieden
Man könnte dies als eine Art Hightech-Schmiedekunst bezeichnen. Das Titan wird zwischen zwei flache oder leicht geformte Matrizen gelegt und gehämmert.
Warum sollte man es verwenden? Es eignet sich hervorragend für große Bauteile wie beispielsweise eine 3 Meter lange Propellerwelle, deren Herstellung in einer Spezialform unerschwinglich wäre. Zudem bietet es hohe Flexibilität und ermöglicht dem Metall, sich in verschiedene Richtungen zu bewegen.
Geschlossene Form (Abformform) Titan
Es handelt sich um die Schablonentechnik. Unsere beiden speziell gefertigten Blöcke (Formen) werden zusammengefügt, um das Titan in die gewünschte und komplexe Form zu pressen.
Warum sollte man es verwenden? Es ist der Standard für die Massenproduktion. Benötigen Sie beispielsweise 5.000 identische Motorventile mit hoher Präzision und ohne Mängel, ist das Gesenkschmieden die produktivste Option.
Isothermes Titan-Schmieden
Beim traditionellen Schmieden werden kalte Werkzeuge eingesetzt, um das heiße Titan zu verfestigen oder es in einen kalten Zustand zu versetzen. Beim isothermen Schmieden hingegen wird die Temperatur der Werkzeuge auf die gleiche Temperatur wie das Metall (etwa 900 °C oder mehr) erhitzt.
Warum sollte man es verwenden? Dadurch bleibt das Titan geschmeidig und weich und lässt sich zu sehr dünnen Wänden und komplexen Formen verarbeiten, die zuvor nicht realisierbar waren. Es hat sich zur Standardtechnik für Hochleistungsbauteile von Kampfflugzeugen entwickelt.
Ringgewalztes Titan
Wir beginnen mit einem schweren Stück Titan in Form eines Donuts und führen es durch eine Maschine mit zwei Walzen. Die Walze drückt und dreht den Donut, wodurch er breiter und dünner wird und ein glatter Ring entsteht.
Warum sollte man es verwenden? Diese Ringe sind besonders leistungsfähig, da sie keine Schweißnähte oder sonstige Verbindungen aufweisen. Sie werden in Triebwerksgehäusen, Lagerringen und Hochdrucktanks von Raumfahrtraketen eingesetzt.
Präzisions-Titan-Schmieden
Beim Präzisionsschmieden kommt es darauf an, gleich beim ersten Mal alles richtig zu machen. Unsere endkonturnahen Bauteile werden mithilfe unserer hochpräzisen, computergesteuerten Werkzeuge und Pressen hergestellt.
Warum dieses Verfahren anwenden? Da Titan sowohl kostspielig als auch schwer zu bearbeiten ist, kann Präzisionsschmieden Kosten sparen, da es den Aufwand für die spätere Nachbearbeitung minimiert. Exzellente Oberflächengüte und enge Toleranzen werden direkt nach dem Pressvorgang erzielt.
5. Titan-Schmiedeprozess: Schritt-für-Schritt-Erklärung
Die Titan-Schmiedetechnik vereint Wissenschaft und Kunst im Umgang mit Schwermetallen. Alle Arbeitsschritte werden bis 2026 digital erfasst, um höchste Präzision zu gewährleisten.
Billet-Vorbereitung
Ein Rohling besteht aus einem feinen Titanblock in Blockform. Wir entfernen jeglichen Schmutz, bevor er in die Presse kommt. Fett oder Schmutz auf dem Rohling könnten sich beim Schmieden im Metall festsetzen und eine Schwachstelle bilden.
Heizung
Der Rohling wird in einen Ofen gelegt und auf 900 °C bis 1100 °C erhitzt. Er ist wie ein kleines Pflaster; bei zu niedriger Temperatur kann das Titan Glas zerspringen lassen. Um zu verhindern, dass Sauerstoff eindringt, wird der Rohling regelmäßig mit einem speziellen Glasschmiermittel, ähnlich einer Schutzschicht, bestrichen.
Verformung
Hier geschieht die Magie. Das glühende Metall wird von einer riesigen Hydraulikpresse verpresst, die teilweise bis zu 50.000 Tonnen Druck ausübt. Titan reagiert empfindlich auf die Dehnrate, weshalb die Presse mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft. Bei zu hoher Geschwindigkeit überhitzt das Metall durch Reibung, bei zu niedriger Geschwindigkeit kühlt es zu stark ab, um es formen zu können.
Werkzeugkonstruktion
Die Matrize oder Form ist keine feste Form, sondern eine Art Karte. Sie muss sowohl den Metallfluss als auch den Schrumpfungsgrad beim Beschichten präzise vorhersagen. Im Jahr 2026 setzen wir KI-Simulationen ein, um exakt zu berechnen, wie das Titan die Matrize ausfüllt und somit keine Hohlräume entstehen.
Trimmen
Sobald das Teil geformt ist, bleibt häufig ein dünner Rand aus ungenutztem Metall an den Kanten zurück, der als “Grat” bezeichnet wird. Hierfür verwenden wir die Stanzpresse, mit der wir diesen Grat abschneiden, solange das Teil noch heiß ist.
Wärmebehandlung (Lösungsglühen und Auslagern)
Dies ist der wichtigste Schritt zur Festigkeitssteigerung. Wir erhitzen das Bauteil erneut und kühlen es anschließend (sehr schnell) in Wasser oder Öl ab. Dadurch werden die Atome in einer besonders stabilen Struktur fixiert. Danach wird es im dritten Schritt (Aushärtung) erneut erhitzt, um sicherzustellen, dass es zäh und gleichzeitig leicht flexibel ist.
Testen
Wir raten nicht, wir wissen es. Wir wenden die Ultraschallprüfung (UT) an. Dabei werden Schallwellen auf das Bauteil gerichtet, um ins Innere zu blicken, und Röntgenstrahlen eingesetzt, um mikroskopische Risse oder Luftblasen auszuschließen.
6. Erläuterung gängiger Titan-Schmiedelegierungen
Die richtige Leistungsstufe hängt ebenso sehr davon ab, den richtigen Athleten einem Team zuzuordnen wie den anderen einer Spezialdisziplin.
Reinheitsgrade 1-4 (Handelsrein)
Dies sind die reinsten Formen. Sie sind zwar nicht so robust wie Legierungen, bieten aber die beste Korrosionsbeständigkeit. Güteklasse 2 ist die beste Wahl, wenn Sie einen Tank für aggressive Chemikalien oder ein Salzwasserventil bauen.
Alpha-Legierungen
Hierbei handelt es sich um Legierungen, die Elemente wie Aluminium enthalten. Sie zeichnen sich durch hervorragende Stabilität bei hohen Temperaturen aus. Alpha-Legierungen kommen zum Einsatz, wenn ein Bauteil benötigt wird, das auch in einem heißen Strahltriebwerk (bis zu 500 °C) seine Festigkeit behält.
Alpha-Beta-Legierungen (Ti-6Al-4V / Güteklasse 5)
Es ist das Arbeitspferd der Industrie. Titan der Güteklasse 5 macht etwa 50 Prozent des gesamten Titanverbrauchs im Jahr 2026 aus. Die optimale Kombination vereint die Härte von Stahl mit extrem geringem Gewicht und guter Wärmebehandelbarkeit. Es findet Verwendung sowohl in Flugzeugflügeln als auch in Hüftprothesen.
Beta-Legierungen
Beta-Legierungen sind hochtechnologisch. Sie sind zudem sehr leistungsstark und unter Umständen härter als andere Legierungen. Aufgrund ihrer höheren Elastizität werden sie in Kampfflugzeugen für Spezialfedern, Befestigungselemente und hochfeste Bauteile eingesetzt.
7. Vorteile des Titanschmiedens
Wozu all diese Mühe? Schließlich können die Ergebnisse ja nicht verloren gehen.
Strukturelle Integrität: Im Gegensatz zum Gießen, bei dem Porosität (kleine Lufteinschlüsse) auftreten kann, geht es beim Schmieden darum, das Metall zu einem kompakten und dichten Material zu verpressen. Es ist nach 100% zuverlässig.
Ermüdungsbeständigkeit: Titan-Schmiedeteile sind langlebig. Sie sind in der Lage, zyklischen Belastungen standzuhalten, d. h. millionenfach beansprucht, gebogen und vibriert zu werden, ohne dass sich Spannungsrisse bilden.
Kornfluss: Das Geheimnis liegt im Schmiedeverfahren, bei dem die innere Faserstruktur des Metalls an die Form des Bauteils angepasst wird. Dadurch entsteht eine richtungsabhängige Festigkeit; die größte Festigkeit befindet sich genau dort, wo das Material am stärksten beansprucht wird.
Korrosionsbeständigkeit: Titan besitzt die natürliche Eigenschaft, eine selbstheilende Schutzschicht (Oxidschicht) zu bilden. Bei gefälschtem Titan bildet sich diese Schutzschicht nach Kratzern in Salzwasser sofort neu. Es rostet praktisch nie.
8. Einschränkungen und Herausforderungen
Selbst Supermetalle gibt es, deren Hürden.
Das Kostenfaktor: Titan ist ein teures Mineral, sowohl in der Gewinnung als auch in der Verarbeitung. Ein Titan-Schmiedeteil ist deutlich teurer als ein Stahlteil. Da es jedoch wesentlich langlebiger ist, erweist es sich langfristig meist als günstiger.
Werkzeugverschleiß: Titan ist sehr hart und benötigt hohe Temperaturen; daher wird es beim Schmieden von Gesenken beansprucht. Ein Gesenk, das beispielsweise 10.000 Stahlteile aufnehmen kann, kann auch 1.000 Titanteile aufnehmen.
Reaktivität: Titan ist, wie bereits erwähnt, sauerstoffliebend. Daher müssen wir in der Fabrik penibel auf Sauberkeit achten. Ein Bauteil im Wert von einer Million Dollar kann durch jegliche Staub- oder Gasverunreinigung zerstört werden.
Innovationen des Jahres 2026: Um dies zu beheben, setzen wir aktuell auf das Schmieden mit reiner Endformung. Dabei wird das Werkstück so weit zugeschnitten, dass es nahezu die endgültige Größe erreicht. So entsteht praktisch kein Materialverlust, und Sie sparen Rohmaterialkosten.
9. Anwendungen der Titan-Schmiedetechnik
Titan ist im Jahr 2026 das Geheimnis hinter der Spitzentechnologie der Welt.
Luft- und Raumfahrt
Die Struktur des Flugzeugs liegt in Titan. Wir fertigen Schottwände, Flügelholme und Fahrwerke, da diese Bauteile die enormen Stöße tausendfacher Landungen abfangen müssen. Lüfterschaufeln und Verdichterscheiben werden im Inneren der Triebwerke geschmiedet und rotieren unter extremen Temperaturen mit unglaublicher Geschwindigkeit.
Die modernen, treibstoffsparenden Strahltriebwerke würden ohne die Festigkeit von geschmiedetem Titan einfach nicht funktionieren.
Medizin und Gesundheitswesen
Der menschliche Körper ist für Metall eigentlich ungeeignet, doch Titan verträgt er gut. Wir fertigen orthopädische Implantate wie Hüftgelenke, Knieprothesen und Wirbelsäulenimplantate. Durch das Schmiedeverfahren werden diese Teile biokompatibel (vom Körper nicht abgestoßen) und weisen die nötige Dauerfestigkeit auf, um 20 Jahre oder länger im menschlichen Körper zu halten.
Wir stellen außerdem chirurgische Instrumente mit mikropräziser Genauigkeit her, die auch nach Tausenden von Operationen scharf und sauber bleiben.
Automobil- und Motorsport
Gewichtsreduzierung ist mit dem Übergang zu Elektrofahrzeugen (EVs) im Jahr 2026 zu einer der Prioritäten geworden. Hochleistungs-Fahrwerks- und Pleuelteile sowie Pleuelstangen werden aus geschmiedetem Titan gefertigt. Die Verringerung der gefederten Masse ermöglicht eine bessere Stabilisierung der Fahrzeuge und eine größere Reichweite mit einer Akkuladung.
Getriebe und Überrollkäfige in der Formel 1 und im Rennsport werden aus geschmiedetem Titan hergestellt, wo jedes Gramm zählt.
Öl-, Gas- und Schifffahrtsindustrie
Die Exploration im Jahr 2026 wird die tiefste Tiefseeexploration aller Zeiten sein. Geschmiedete Titanventile, Pumpen und Unterwasserverbinder sind unerlässlich, da sie in Salzwasser nicht rosten und dem enormen Druck des Meeresbodens standhalten. Der Goldstandard sind Offshore-Energieanlagen, die jahrzehntelang wartungsfrei funktionieren müssen.
10. Überlegungen zur Konstruktion von Titan-Schmiedeteilen
Titan erfordert eine andere Konstruktion als Stahl. Hier erfahren Sie, was Sie wissen müssen:
Wandstärke: Titan eignet sich nicht gut zum Füllen dünner Spalten. Achten Sie auf gleichmäßige Wandstärken, um Kaltverbindungen (bei denen die Metallteile nicht richtig zusammenpassen) zu vermeiden.
Scharfe Ecken: Abrundungen und Radien. Die Ecken sollten stets großzügig abgerundet sein (Radien). Dies erleichtert das Einfließen des heißen Metalls in die Matrize und verhindert Risse im Werkstück beim Abkühlen.
Faserrichtung: Das ist die wichtigste Konstruktionsentscheidung. Der Querschnitt sollte so gestaltet sein, dass die natürliche Maserung des Schmiedemetalls senkrecht zum Punkt der maximalen Belastung verläuft. Stellen Sie sich die Maserung eines Baseballschlägers vor, der über die Bahn gleitet; er kann nicht brechen.
Tiefgangwinkel: Durch die Formschräge entstehen konische Seitenflächen, sodass sich das Teil leicht aus der Form entnehmen lässt. Dadurch haftet das Titan beim Verkleinern nicht an der Form.
11. Qualitätsstandards und Zertifizierungen
Wenn es um Menschenleben geht, haben wir die unflexibelsten Handbücher.
ASRM B381: Dies ist der Standard für Titanlegierungen und Schmiedeteile aus Titanlegierung. Es ist eine Garantie dafür, dass das Metall die richtige chemische Zusammensetzung aufweist.
AMS (Aerospace Material Specifications): Die Vorschriften, wie beispielsweise AMS 4928, sind schwieriger zu handhaben und erfordern bestimmte Wärmebehandlungen und Tests, die an Flugzeugteilen durchgeführt werden müssen.
ISO 13485: This is the gold medal in relation to medical equipment, where all the forged implants are traced from the mine to the operating room.
AS9100: The global quality management system of the aerospace.
12. Titanium Forging vs Other Metal Forgings
| Material | Gewicht | Stärke | Kosten | Best Use Case |
| Titan | Sehr niedrig | Ultra High | Hoch | Jet Engines, Medical Engines |
| Stahl | Hoch | Hoch | Niedrig | Bridges, Car Frames, Tools. |
| Aluminium | Niedrigste | Medium | Niedrig | Window Frames, Soda Cans. |
Titanium is the “Luxury” option. Use steel when you need cheap strength and weight does not matter. Use aluminum when you need low cost and light weight but don’t need extreme heat resistance. Use Titanium when failure is not an option.
13. Cost Factors in Titanium Forging
Why is the price of that invoice bigger than steel? Here is the breakdown:
Raw Material: Titanium is difficult to extract out of the ground and refine and is 10-20x more costly than steel.
Energieverbrauch: It consumes a lot of power to have a furnace at 1,000°C for hours.
Tooling Cost: Titanium is so hard that it cuts off the so-called molds (dies) in no time. Substitution of these accuracy instruments increases the cost.
Volume: Forging is costly to install. When you make 1 part, it is highly expensive. When you order 1,000 parts, the cost per part will be much less, as the setup cost will be shared.
14. How to Choose the Right Titanium Supplier
In 2026 it will be a matter of which partner to choose.
The “Paper Trail”: A reputable supplier has a Mill Test Report (MTR) for each of the parts. This is the “DNA” of your metal.
Power: Do they have the heavy presses (1,000 + tons) needed to process the titanium?
Testmöglichkeiten: They should have nondestructive testing (NDT), such as ultrasonic or Dye Penetrant testing capabilities in-house so that they can detect any hidden defects.
15. Trends and Innovations in 2026
Smart Forging: We are now to have sensors embedded in the dies to detect the real-time temperature and pressure. When something is not right in a part, the computer informs us immediately.
Robotic Handling: It is now the turn of the white-hot billets to be moved by robots. This is less hazardous to the workers and makes sure that the metal is not left in the air too long, which results in oxidation.
Sustainable “Closed Loop” Forging: We are improving in 2026 by recycling 100% of our own scrap of titanium and remelting it back into new billets to decrease the carbon footprint of our factory.
16. Conclusion
Titanium forging is not merely a manufacturing operation but it is the technology that gives us access to the stars and longer and healthier lives. With the knowledge of the personality of this metal and the latest innovations of 2026 we will be able to make the components that we never imagined to be possible.
At HDC, we are experts at implementing such complicated designs in a way that is accurate and cautious. In your aerospace, medical tech, or any other big project, we are here to assist you with the selection of grade and process to use. We are asking you to contact us today to get an individual quote; let us create the future together.
Häufig gestellte Fragen
Is titanium difficult to forge?
It does need very specific temperature control. When it is too cold, it cracks, and when too hot, it takes in gases, which render it brittle.
Is forged titanium stronger than machined titanium?
Generally, yes. Forging aids the shape of the part with the structure of the grain structure, but machining slices through the structure, leaving what are called loose ends, which are more easily broken.
What is the most common titanium forging grade?
The industry standard of titanium is Ti-6AI-4V (Grade 5), which is used in nearly 50% of titanium consumed throughout the world.
How long does it take?
It may require a few weeks to several months or so in the event of complexities to include die design, heating, forging, and testing.
Is titanium expensive?
Yes, it is a premium process. But since the forged parts have a longer lifespan and are lighter, they can save money throughout the product life.
