為什么說鈦材難加工？

曉昀

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1．鈦加工的物理現(xiàn)象
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鈦合金加工時(shí)的切削力只是略高于同等硬度的鋼,，但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復(fù)雜得多,，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難。

% G/ t) D$ E2 Q( J8 Y/ `大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低,，只有鋼的1/7,，鋁的1/16。因此,，在切削鈦合金過程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)迅速傳遞給工件或被切屑帶走,，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1 000℃以上,，使刀具的刃口迅速磨損,、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃,，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量,，進(jìn)一步縮短刀具的壽命,。

切削過程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)破壞了鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象,。
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鈦合金的彈性對(duì)零件性能來說可能是有益的,，但是在切削過程中，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因,。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈,，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用。摩擦過程也會(huì)產(chǎn)生熱,，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問題,。

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$ r( {7 L3 |) s加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時(shí)，這個(gè)問題就更加嚴(yán)重,，將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度不是一件容易的事,。因?yàn)殡S著工件材料被刀具推開時(shí)，薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形,，切削點(diǎn)的材料強(qiáng)度和硬度明顯增加,。此時(shí),，按照原先確定的切削速度加工就變得過高,，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損。

, M" V1 ]; j3 x6 L" n“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍?zhǔn)住保?font class="jammer">& Z9 x. g" a8 q+ E/ c% E

2 e3 }$ }0 Y9 b% r7 A, w2. 加工鈦合金的工藝訣竅

在理解鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上,，加上以往的經(jīng)驗(yàn),，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：

(1) 采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力,、切削熱和工件的變形,。
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- k' A& P/ s7 c. T7 S' q: d(2) 保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài),，銑削時(shí)徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%,。

: }) I% `3 `2 T1 M) {- K(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工過程的熱穩(wěn)定性,，防止因溫度過高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞,。

(4) 保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因,，容易導(dǎo)致刀具失效,。

(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶�難加工,，熱處理提高了材料的強(qiáng)度并增加刀片的磨損,。

1 P- k/ S3 n' o/ E$ l; [! }) a(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進(jìn)入切削,。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量,，防止局部破損,。在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大,，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之,。
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: R# F2 p1 }0 B; v0 K3. 從刀片入手解決鈦加工難題
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: O9 w' D  ~- v! |" N9 o) M鈦合金加工時(shí)出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的,。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散,，也是形成溝槽磨損的原因之一。因?yàn)樵诩庸み^程中,，工件的鈦分子在刀片的前面積聚,，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上，形成積屑瘤,。當(dāng)積屑瘤從刀刃上剝離時(shí),，將刀片的硬質(zhì)合金涂層帶走，因此,，鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀,。

4. 適合鈦加工的刀具結(jié)構(gòu)

# c2 j, t% p, s& _* l* n. b鈦合金加工的焦點(diǎn)是熱，大量高壓切削液要及時(shí)準(zhǔn)確地噴射到切削刃上,，才能夠快速地將熱量移除,。市場(chǎng)上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨(dú)特結(jié)構(gòu)。

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邢云鶴

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J.ZHOUJIE

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凱南機(jī)械鼠

學(xué)習(xí)了

qq252011149

種牙的種植體就是鈦材料的,，據(jù)說可以欺騙人體骨質(zhì)結(jié)構(gòu),。

品茶論劍

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Will_Ning

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起名字很麻煩

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機(jī)械康

謝謝，講的很詳細(xì)