鈦合金的切削加工性與普遍原則

鈦合金按金屬組織分為a相、b相、a+b相，分別以TA，T，TC表示其牌號(hào)和類型。我公司某新型發(fā)動(dòng)機(jī)所用材料為T，TC兩種。一般鑄、鍛件采TA系列，棒料用TC系列。

特點(diǎn)及切削加工性

鈦合金相對(duì)一般合金鋼具有以下優(yōu)點(diǎn)：

比強(qiáng)變高：鈦合金密度只有4.5g/cm3，比鐵小得多，而其強(qiáng)度與普通碳鋼相近。機(jī)械性能好：鈦合金熔點(diǎn)為1660℃，比鐵高，具有較高的熱強(qiáng)度，可在550℃以下工作，同時(shí)在低溫下通常顯示出較好的韌性。

抗蝕性好：在

550℃以下鈦合金表面易形成致密的氧化膜，故不容易被進(jìn)一步氧化，對(duì)大氣、海水、蒸汽以及一些酸、堿、鹽介質(zhì)均有較高的抗蝕能力。

另一方面，鈦合金的切削加工性比較差。主要原因?yàn)椋?/p>

導(dǎo)熱性差，致使切削溫度很高，降低了刀具耐用度。600℃以上溫度時(shí)，表面形成氧化硬層，對(duì)刀具有強(qiáng)烈的磨損作用。塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度很小，前刀面上應(yīng)力很大，刀刃易發(fā)生破損。

彈性模量低，彈性變形大，接近后刀面處工件表面回彈量大，所以已加工表面與后刀面的接觸面積大，磨損嚴(yán)重。

鈦合金切削過程中的這些特點(diǎn)使其加工變得十分困難，導(dǎo)致加工效率低，刀具消耗大。

切削加工的普遍原則

根據(jù)鈦合金的性質(zhì)和切削過程中的特點(diǎn)，加工時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

盡可能使用硬質(zhì)合金刀具，如鎢鈷類硬質(zhì)合金與鈦合金化學(xué)親和力小、導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度也較高。低速下斷續(xù)切削時(shí)可選用耐沖擊的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，成形和復(fù)雜刀具可用高溫性能好的高速鋼。

采用較小的前角和較大的后角以增大切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度，減小工件與后刀面的摩擦，刀尖采用圓弧過渡刃以提高強(qiáng)度，避免尖角燒損和刀刃。要保持刀刃鋒利，以保證排屑流暢，避免粘屑崩刃。

切削速度宜低，以免切削溫度過高；進(jìn)給量適中，過大易燒刀，過小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過快；切削深度可較大，使刀尖在硬化層以下工作，有利于提高刀具耐用度。加工時(shí)須加冷卻液充分冷卻。

切削鈦合金時(shí)吃刀抗力較大，故工藝系統(tǒng)需保證有足夠的剛度。由于鈦合金易變形，所以切削夾緊力不能大，特別是在某些精加工工序時(shí)，必要時(shí)可使用一定的輔助支承。

以上是鈦合金定制加工時(shí)需考慮的普遍原則，事實(shí)上，用不同的加工方法時(shí)及在不同的條件下存在著不同的矛盾突出點(diǎn)和解決問題的側(cè)重點(diǎn)。