鈦合金的特性及加工中存在的困難

鈦金屬具備很高的延展性、可塑性，尤其是抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出別的金屬材質(zhì)，可以生產(chǎn)出企業(yè)抗壓強(qiáng)度高、剛度好、品質(zhì)輕的商品構(gòu)件。

鈦金屬最先被運(yùn)用于航空公司，1953年，英國(guó)道格拉斯企業(yè)第一次把鈦材運(yùn)用于DC2T汽車發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙及其防火安全內(nèi)壁，獲得了較好的實(shí)際效果。

在航天航空行業(yè)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)、蒙皮、整體機(jī)身和起落架等位置最開始應(yīng)用鈦金屬做為重要原材料，促使飛機(jī)場(chǎng)總體減脂約30%~35%。

鈦金屬還取得成功運(yùn)用于戰(zhàn)略核潛艇的抗壓外殼、海面管道系統(tǒng)軟件、冷卻器和換熱器、排氣扇的葉面、助推器和軸、扭簧、航空母艦上的安防設(shè)備、飛機(jī)螺旋槳、灑水推動(dòng)設(shè)備、舵等船舶構(gòu)件。

除此之外，因?yàn)殁伣饘倬邆漭^好的相溶性、耐蝕性、結(jié)構(gòu)力學(xué)性和加工特性，早已變成最合適的生物醫(yī)學(xué)工程金屬材質(zhì)，取得成功運(yùn)用于人力膝蓋骨、股關(guān)節(jié)、口腔牙科植體、牙齦及假牙支架等，在其中，醫(yī)療假體原材料常見Ti6Al4V，Ti3Al-2.5VCNC鋁合金加工也因其有好的冷成形性、抗腐蝕及物理性能在醫(yī)學(xué)上被作為股骨和橈骨的更換原材料。

近幾年來鈦金屬被大量的用以乘飛機(jī)以替代CNC鋁合金加工，其根本原因是因?yàn)殁伣饘俚哪蜔嵝院?，高溫抗壓?qiáng)度高，在300~500℃下，其強(qiáng)度約比CNC鋁合金加工高10倍，操作溫度可達(dá)500℃。

對(duì)堿、氟化物、氯的有機(jī)化學(xué)物件、氰化鈉、鹽酸等有優(yōu)異的耐腐蝕工作能力，與此同時(shí)鈦金屬在濕冷的條件中及其海面物質(zhì)中，追線蝕、酸蝕劑、晶間腐蝕的抵抗能力遠(yuǎn)超不銹鋼板。

應(yīng)用鈦金屬加工制做的商品還具備強(qiáng)度高、溶點(diǎn)高、無毒性、無磁等特點(diǎn)。

鈦金屬加工存有的難題：（1）形變指數(shù)?。哼@在鈦金屬原材料的鉆削加工中是一個(gè)較為突出的特點(diǎn)。

在鉆削加工的歷程中，切削與前刃口觸碰的范圍很大，切削在數(shù)控刀片的前刀表面行程安排比一般原材料的切削要大的多，在那樣長(zhǎng)期的走路會(huì)造成數(shù)控刀片損壞比較嚴(yán)重，而走動(dòng)全過程中還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生磨擦造成數(shù)控刀片的環(huán)境溫度上升。

（2）鉆削溫度高：一方面前邊提及的形變指數(shù)短會(huì)造成一部分的環(huán)境溫度上升。

而鈦金屬鉆削加工全過程中鉆削溫度高關(guān)鍵層面也是由于鈦金屬的傳熱系數(shù)十分的小，且切削與數(shù)控刀片的前刃口的觸碰的長(zhǎng)短短，在這種要素的直接影響下，鉆削全過程中形成的發(fā)熱量難以傳輸出來，關(guān)鍵都存積在尖刀周邊，導(dǎo)致部分溫度太高。

（3）鈦金屬的導(dǎo)熱系數(shù)很低：鉆削造成的發(fā)熱量不容易散出。

鈦金屬的銑削全過程是一個(gè)大內(nèi)應(yīng)力大應(yīng)變力的全過程，會(huì)造成很多的發(fā)熱量，在加工時(shí)需出現(xiàn)的高熱量食物不可以合理蔓延，與此同時(shí)數(shù)控刀片的鉆削刃和銑削的觸碰長(zhǎng)短短，使發(fā)熱量很多集聚在鉆削刃上，溫度大幅度升高，刃口變軟，加速數(shù)控刀片損壞。

（4）鈦金屬的有機(jī)化學(xué)特性非常大：高溫下，鈦金屬非常容易與刀具材料起反映加快了月牙洼的產(chǎn)生。

可是鈦金屬的鉆削全過程通常是在高溫下實(shí)現(xiàn)的。

當(dāng)鉆削溫度高到一定的水平時(shí)，空氣中的氮氧等分子結(jié)構(gòu)與鈦原材料可以非常容易地造成氧化作用，造成轉(zhuǎn)化成了一種脆硬外皮。

并且在鈦原材料的鉆削全過程中產(chǎn)品工件的已加工表層所出現(xiàn)的塑性形變?cè)斐闪死溆矤顩r的造成，在產(chǎn)品工件資料的已加工表層產(chǎn)生硬底化狀況。

這種狀況都可以促使銑刀的破損加重、鈦原材料的疲勞極限遭受減少。

（5）數(shù)控刀片非常容易損壞：數(shù)控刀片的損壞是許多綜合性要素相互功效的結(jié)果，在鈦金屬原材料的鉆削加工全過程中，非常容易導(dǎo)致數(shù)控刀片的崩刃狀況造成，鈦原材料在持續(xù)高溫的情況下一般都呈現(xiàn)出刀具材料中間有機(jī)化學(xué)兩親性較為強(qiáng)，也有便是高溫下數(shù)控刀片與鈦金屬原材料非常容易產(chǎn)生粘接狀況，這種都造成數(shù)控刀片的使用期過短。

因此鈦金屬原材料的鉆削務(wù)必留意的2個(gè)層面，便是維持低的鉆削溫度和提升數(shù)控刀片/被鉆削資料的彎曲剛度，鍍層數(shù)控刀片便是一種提升數(shù)控刀片彎曲剛度的方法。

以上是《鈦合金的特性及加工中存在的困難》的介紹，原文鏈接：http://www.sttcmm.cn/cncthjjg/4310.html