鈦材的加工工藝方法分析

鈦金屬物理性能優(yōu)質(zhì)，而使用性能較弱，這就致使了其應(yīng)用前景看中但加工比較艱難這一分歧。文中根據(jù)剖析鈦金屬原材料的金屬材料加工性，融合很多年具體工作經(jīng)歷，在加工鈦合金刀具的采用、切削用量的明確、不一樣鉆削方式的特性、加工容量及加工常見(jiàn)問(wèn)題等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了討論，表明了自己對(duì)鈦金屬機(jī)械設(shè)備加工層面的個(gè)人見(jiàn)解和提議。

前言

鈦合金密度低、強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度/相對(duì)密度）高、耐腐蝕特性好、耐溫性高、延展性、可塑性、可鍛性均不錯(cuò)，現(xiàn)階段在航天航空、車輛、醫(yī)藥學(xué)、文體用品及電解法工業(yè)生產(chǎn)等很多行業(yè)均已很多應(yīng)用鈦金屬。但傳熱性會(huì)差、強(qiáng)度高、彈性模具劣等特點(diǎn)也造成鈦金屬變成較難加工的金屬材質(zhì)。文中是對(duì)于其加工工藝特點(diǎn)匯總出的鈦金屬鉆削加工中的一些加工工藝對(duì)策。

鈦金屬原材料的具體優(yōu)勢(shì)

（1）鈦金屬抗壓強(qiáng)度高而相對(duì)密度?。?.4kg/dm3）、重量較輕，為一些大中型零部件緩解凈重給予了解決方法。

（2）熱強(qiáng)高朝。鈦金屬在400～500℃標(biāo)準(zhǔn)下仍能保持較高的抗壓強(qiáng)度，可以好的工作，而鋁合金的操作溫度只有在200℃下列。

（3）與不銹鋼板材對(duì)比鈦金屬原有的高耐腐蝕性可以節(jié)約飛機(jī)場(chǎng)日常運(yùn)作和維修保養(yǎng)的成本費(fèi)。

鈦金屬加工特點(diǎn)剖析

（1）傳熱系數(shù)低。TC4在200℃通信零件加工時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)l=16.8W/m?℃，傳熱系數(shù)是0.036卡/公分?秒?℃，僅是鋼的1/4，鋁的1/13，銅的1/25。在鉆削加工全過(guò)程中排熱和制冷實(shí)際效果差，減少了數(shù)控刀片使用壽命。

（2）彈性模具低，零件已加工表層回彈力大，造成已加工表層與數(shù)控刀片的后刃口觸碰總面積擴(kuò)大，既危害零件規(guī)格精密度又減少了刀具耐用度。

（3）強(qiáng)度要素。強(qiáng)度值低的鈦金屬加工的時(shí)候會(huì)發(fā)粘，切削沾在數(shù)控刀片前刃口的鉆削刃周邊產(chǎn)生加工硬化，危害加工實(shí)際效果；強(qiáng)度偏高的鈦金屬加工時(shí)非常容易使數(shù)控刀片造成崩刃和浸蝕。這種特點(diǎn)造成鈦金屬金屬材料污泥負(fù)荷低，僅為鑄鐵件的1/4，加工時(shí)間較同規(guī)格鑄鐵件要看起來(lái)多。

（4）有機(jī)化學(xué)兩親性強(qiáng)。鈦不但可以與空氣中的主要成分氮、氧、一氧化碳等化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化，在鋁合金表層產(chǎn)生TiC及TiN硬底化層，并且在鉆削加工造成的高溫情況下還能與刀具材料起反映，減少了數(shù)控刀片的耐磨性能。

（5）鉆削全過(guò)程中的安全系數(shù)差。鈦歸屬于易燃性金屬材料，少量鉆削時(shí)加工中形成的高溫和火苗有可能造成鈦屑點(diǎn)燃。

鈦金屬加工加工工藝方式

（1）盡量應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具，鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具具備硬度高、傳熱性不錯(cuò)的特性，與鈦高溫下也不容易產(chǎn)生化學(xué)變化，合適用于加工鈦金屬。

（2）有效挑選數(shù)控刀片幾何圖形主要參數(shù)。為減少鉆削溫度，降低數(shù)控刀片粘接狀況，可適度減少數(shù)控刀片偏角，根據(jù)提升切削與前刃口的觸碰總面積來(lái)排熱；與此同時(shí)擴(kuò)大數(shù)控刀片前角，降低因已加工表層回彈力與數(shù)控刀片后刃口磨擦觸碰而造成數(shù)控刀片粘接、已加工表層精密度減少的狀況；尖刀宜選用弧形銜接以提高數(shù)控刀片抗壓強(qiáng)度。加工鈦金屬要常常刃磨數(shù)控刀片以保障其刃形銳利、銑面暢順。

（3）適合的鉆削主要參數(shù)。明確鉆削主要參數(shù)可參照一下計(jì)劃方案：較低的切削用量――切削速度過(guò)高造成鉆削溫度大幅度上升；適度的切削速度――進(jìn)給量愈大鉆削溫度高，切削速度小則刃口因在硬底化層中鉆削時(shí)間長(zhǎng)而損壞加速；比較大的鉆削深層――尖刀翻過(guò)鈦金屬表層的硬底化層鉆削能提升數(shù)控刀片使用壽命。

（4）加工中金屬切削液總流量和工作壓力要大，對(duì)加工地區(qū)要充足持續(xù)的制冷以減少鉆削溫度。

（5）采用數(shù)控車床務(wù)必自始至終留意提升可靠性以防止震動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)。震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致刃口崩碎、刀頭毀壞的結(jié)果。與此同時(shí)，加工鈦金屬加工工藝系統(tǒng)軟件剛度好些以確保切割時(shí)選用很大的鉆削深層，但鈦金屬加工回彈力大，夾持力比較大會(huì)加重產(chǎn)品工件形變，故精加工時(shí)可以考慮到應(yīng)用組裝工裝夾具等輔助支撐點(diǎn)以達(dá)到加工工藝系統(tǒng)軟件彎曲剛度規(guī)定。

（6）切削方法一般選用銑面。鈦金屬加工中逆銑導(dǎo)致的車刀粘屑和崩刃要比順銑造成的車刀損壞比較嚴(yán)重得多。

（7）切削普遍的問(wèn)題是粘屑導(dǎo)致沙輪片阻塞及其零件表層燙傷。故切削時(shí)須選用磨砂顆粒銳利、強(qiáng)度高、傳熱性好的綠碳化硅沙輪片；依據(jù)被加工表層光滑度的不一樣砂輪粒度可選用 F36～F80；沙輪片強(qiáng)度應(yīng)過(guò)軟，用于降低磨砂顆粒與磨屑的黏附，減少切削熱；磨削切削速度要小、速率稍低，乳化油充裕。

（8）鈦金屬打孔時(shí)必須對(duì)規(guī)范麻花鉆開(kāi)展刃磨以降低燒刀和麻花鉆斷裂狀況。刃磨方式：適度擴(kuò)大夾角、減少鉆削位置偏角、擴(kuò)大鉆削位置前角，圓柱體刃倒光潔度數(shù)翻番。加工中應(yīng)提升進(jìn)刀頻次，麻花鉆不可在孔內(nèi)滯留，立即清理切削，一定量的乳化油制冷，留意觀查麻花鉆變鈍應(yīng)立即清理切削，一定量的乳化油制冷，留意觀查麻花鉆變鈍應(yīng)立即拆換刃磨。

（9）鈦金屬鏜孔也要對(duì)規(guī)范絞刀開(kāi)展改革：鉸刃口帶總寬應(yīng)低于0.15mm，鉆削位置與校正位置宜弧形銜接，防止出現(xiàn)尖點(diǎn)。鏜孔時(shí)可選用組絞刀多次鉸削，每一次提升絞刀直徑0.1mm下列，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比宜偏慢，退刀時(shí)不泊車。用這類方式鏜孔能做到較高的光滑度規(guī)定。

（10）攻外螺紋是鈦金屬加工中更為艱難的一環(huán)，因扭距過(guò)大，銑刀刀齒迅速便會(huì)損壞，已加工位置的回彈力乃至能使銑刀斷裂在孔內(nèi)。采用一般銑刀加工時(shí)要依據(jù)孔徑尺寸適度降低其齒數(shù)以擴(kuò)大容屑室內(nèi)空間，在校正齒上空出0.15mm總寬的刃帶后需將后角擴(kuò)大至30°上下，除去1/2～1/3齒背，校正齒保存3扣后擴(kuò)大倒光潔度數(shù)。提議采用跳牙銑刀能合理有效的降低數(shù)控刀片和產(chǎn)品觸碰總面積，加工實(shí)際效果亦不錯(cuò)。

加工常見(jiàn)問(wèn)題

（1）數(shù)控刀片勤刃磨、維持銳利，以保證其加工全過(guò)程中造成盡量少的鉆削熱。

（2）機(jī)器設(shè)備、刀、工、工裝夾具應(yīng)維持干凈整潔，切削立即消除。

（3）應(yīng)用難燃或阻燃的專用工具遷移鈦屑。將解決掉的碎渣儲(chǔ)放在沒(méi)有易燃器皿中遮蓋好。

（4）實(shí)際操作清理過(guò)的鈦金屬零件需戴整潔的膠手套，防止之后導(dǎo)致氧化鈉晶間腐蝕。

（5）鉆削范圍有防火安全設(shè)備。

（6）少量鉆削時(shí)，割下的鈦屑一旦著火，聯(lián)軸器數(shù)控機(jī)床加工可以用干粉滅火劑或沙質(zhì)土、干砂澆滅。

結(jié)語(yǔ)

與其它大部分金屬材質(zhì)對(duì)比，鈦金屬加工不但規(guī)定更高一些，并且限定大量?？墒?，假如恰當(dāng)應(yīng)用適度的數(shù)控刀片，并依照其加工規(guī)定將數(shù)控車床和配備提升到最好情況，一樣可以得到比較滿意的鈦金屬加工實(shí)際效果。

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