非标定制钛合金加工件展示
所属分类：钛合金加工 产地：中国.辽宁.大连地址：辽宁省.大连市.甘井子区辛寨子街道 西沟华鑫工业园16号
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钛合金加工
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钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的，它的强度与钢材相当，但其重量仅为钢材的57%。另外，钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性，但钛合金材料切削加工困难、加工效率低。所以如何攻克钛合金加工难，效率低的问题一直是亟待解决的难题。
钛合金加工困难的原因
钛合金的导热系数小，因此在加工钛合金时切削温度很高，在相同条件下，加工TC4[i]的切削温度比45号钢高出一倍以上，加工时产生的热量很难通过工件释放；钛合金的比热小，加工时局部温度上升快。因此，造成刀具的温度很高，刀尖急剧磨损，使用寿命降低。
钛合金弹性模量低[ii]，使已加工表面容易产生回弹，特别是薄壁零件的加工回弹更为严重，易引起后刀面与已加工表面产生强烈摩擦，从而磨损刀具和崩刃。
钛合金化学活性很强，高温下易与氧、氢、氮发生作用，使其强度增加，塑性下降，在加热和锻造过程中形成的富氧层使机械加工困难。
钛合金材料的切削加工原则[1-3]
在加工过程中，所选用的刀具材料、切削条件以及切削加工时间都会影响钛合金切削加工的效率和经济性。
1.选用合理的刀具材料
针对钛合金材料的性能、加工方法、加工技术条件，合理地选用刀具材料。刀具材料应选择较常用、价格较低、耐磨性好、热硬性高，并具有足够韧性的材料。
2.改善切削条件
机床-夹具-刀具的系统刚性要好。机床各部分间隙要调整好，主轴的径向跳动要小。夹具装夹工作要牢固，要有足够刚性。刀具切削部分尽量要短，在容屑足够的情况下尽量加大切削刃厚度，提高刀具的强度和刚性。
3.对被加工材料进行适当的热处理
通过热处理来改变钛合金材料的性能和金相组织[iii]，达到改善材料切削加工性的目的。
4.选择合理的切削用量
切削速度要低。因为切削速度对切削刃的温度影响很大，切削速度越高，则切削刃温度剧增，切削刃温度的高低直接影响着刀具的寿命，所以要选择合适的切削速度。
机械加工技术
1.车削
钛合金产品车削，易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施：
刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。
刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。
较低的切削速度，适中的进给量，较深的切削深度，充分冷却，车外圆时刀尖不能高于工件中心，否则容易扎刀，精车及车削薄壁件时，刀具主偏角要大，一般为75-90度。
2.铣削
钛合金产品铣削比车削困难，因为铣削是断续切削，并且切屑易与刀刃发生粘结，当粘屑的刀齿再次切入工件时，粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料，形成崩刃，极大地降低了刀具的耐用度。
铣削方式：一般采用顺铣。
刀具材料：高速钢M42。
一般合金钢[iv]的加工均不采用顺铣，因机床丝杠、螺母间隙的影响，顺铣时，铣刀作用在工件上，在进给方向上的分力与进给方向相同，易使工件台产生间隙性窜动，造成打刀。对顺铣而言，刀齿开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚，在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃。为使钛合金顺利铣削，还应注意相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。铣削速度宜低，尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。
3.攻丝
钛合金产品攻丝，因为切屑细小，易与刀刃及工件粘结，造成加工表面粗糙度值大，扭矩大。攻丝时丝锥[v]选用不当及操作不当极易造成加工硬化，加工效率极低并时有丝锥折断现象。
须优先选用一丝到位的跳牙丝锥，齿数应较标准丝锥少，一般为2～3齿。切削锥角宜大，锥度部分一般为3～4扣螺纹长度。为便于排屑，还可在切削锥部分磨出负倾角。尽量选用短丝锥以增加丝锥刚性。丝锥的倒锥部分应较标准的适当加大，以减少丝锥与工件的摩擦。
4.铰削
钛合金铰削时刀具磨损不严重，使用硬质合金和高速钢铰刀均可。使用硬质合金铰刀时，要采取类似钻削的工艺系统刚度，防止铰刀崩刃。钛合金铰孔时出现的主要问题是铰孔光洁度不好，必须用油石修窄铰刀刃带宽度，以免刃带与孔壁粘结，但要保证足够的强度，一般刃宽在0.1～0.15mm为好。
切削刃与校准部分转接处应为光滑圆弧，磨损后要及时修磨，并要求各齿圆弧大小一致;必要时可加大校准部分倒锥。
5.钻削
钛合金钻削比较困难，常在加工过程中出现烧刀和断钻现象。这主要是由于钻头刃磨不良、排屑不及时、冷却不佳以及工艺系统刚性差等几方面原因造成的。因此，在钛合金钻削加工中须注意合理的钻头刃磨，大顶角、减少外缘前角、增大外缘后角，倒锥加至标准钻头的2～3倍。勤退刀并及时清除切屑，注意切屑的形状和颜色。如钻削过程中切屑出现羽状或颜色变化时，表明钻头已钝，应及时换刀刃磨。
钻模应固定在工作台上，钻模引导刀面宜贴近加工表面，尽量使用短钻头。还有一个值得注意的问题是当采取手动进给时，钻头应在孔中不进不退，否则钻刃摩擦加工表面，造成加工硬化，使钻头变钝。
6.磨削
磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降，扩散和化学反应的结果，使工件被磨表面烧伤，导致零件疲劳强度降低，这在磨削钛合金铸件时更为明显。
为解决这一问题，采取的措施是：
选用合适的砂轮材料：绿碳化硅TL。稍低的砂轮硬度：ZR1。
钛合金材料的切削加），必须从刀具材料、切削液、加工工艺参数方面进行控制，才能提高钛合金材料加工的综合效率。
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