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2017年5月19日

加工鈦合金刀具選用 ? - 加工中心

由于鈦合金具有比重小，比強度與熱強度高，熱穩定性和抗腐蝕性好，可以顯著地減輕產品重量，提高推重比、結構的抗熱能力和可靠性，所以在航空、航天、石油、化工、造船等部門得到廣泛應用，幾年來，由于產品結構要求，我們在鈦合金的切削加工工藝上進行了一些探索，下面就此作一介紹。鈦合金簡介鈦合金是同素異構體，在低于882℃時呈密排六方晶體，稱為α鈦，在882℃呈體心六方晶體，稱為p鈦，隨著添加其它合金元素的種類、數量不同，相變、溫度及相分含量也逐漸改變，從而得到不同的鈦合金，室溫下可分為α、（α+β）、β型三種?基本組織，各組織對應的典型牌號有α鈦：TA6―TA8；α+β：TCl―TCll；β鈦；TBl―TB3。 (1)影響鈦合金切削加工性的因素鈦及鈦合金的切削加工，從切削的刀具耐用度、加工表面的質量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量，鈦及鈦合金屬難加工材料。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差，退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優于高溫合金，而經時效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多。鈦合金切削加工性差主要有以下原因：①導熱、導溫系數小，切削溫度高。鈦合金的導熱系數平均是工業純鈦的一半，導溫系數分別為鐵和鋁的1／4和1／16，因此在相同的切削條件下，鈦合金的切削溫度比45鋼高1倍以上。 ②切削變形系數小，單位面積上的切削力大。鈦合金的切削變形系數小于1或接近1，鈦合金切屑被主切削刃切離后，立即向上翻卷，使切屑與刀具前刀面接觸減少，刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多，切削溫度急劇上升、③化學活性大。鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和”，產生嚴重的粘刀現象o (2)刀具材料的選擇切削加工鈦合金的刀具材料，要求抗變強度高、硬度高、韌性好、熱硬性好、耐磨性好，還要散熱好，決不能用含鈦的刀具材料，因為含鈦的刀具材料在高溫下很容易與鈦合金親和，加劇刀具磨損。切削刀具要求刀面表面光潔，刃口鋒利。對多刃刀具，應控制切削刃的跳動量。綜合因素探討影響鈦合金切削加工的因素很多，要依據實際零件加工情況從各個方面進行綜合分析，找出最佳途徑。下面介紹一下在加工TA7、TC4材料零件中采取的幾點措施。 (1)切削機床、夾具的選擇切削加工鈦合金應選擇剛性好、功率大、具有大的變速范圍和進給范圍的機床，以便于調整切削參數。切削加工前認真調整機床導軌間隙，或單獨使用某一方向進給加工時，最好將另一方向的螺母鎖緊，減少機床振動；夾具剛性要好，使用圓工作臺時，應將其間隙調好，螺母鎖緊。 (2)切削用量、刀具幾何參數選擇切削加工鈦合金時，應重點考慮鈦合金切削時會產生較高溫度的因素，由于切削溫度高，刀具磨損加快。切削溫度一般取值為：硬質合金刀具切削溫度應控制在600―800℃，高速鋼刀具切削溫度控制在450―560℃的范圍內，還要嚴格控制切削用量，特別是切削速度不能高。在實際加工中要根據具體材料和不同加工工序進行選擇，并使用充足的切削液，提高切削效率。