1、鈦合金的材料特性
鈦合金的比強度(強度與重量比)在金屬結(jié)構(gòu)材料中是很高的,它的強度與鋼材相當,但其重量僅為剛材的57% 。另外,鈦及其合金的耐熱性強,在500℃的大氣中仍能保持良好的強度和穩(wěn)定性,短時間工作溫度甚至還可以高些。鈦合金具有比重小、熱強度高、熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好等特性,但該材料切削加工困難、加工效率低。所以怎么樣攻克鈦合金加工難,效率低得困難一直是我們的難題。
2、鈦合金切屑加工的幾種可能因素
(1)材料中很有很高的質(zhì)點,硬度或高溫硬度高,加工硬化大。
(2)導(dǎo)熱性差,切屑溫度高。
(3)化學(xué)活性大,特別是高溫強度大,易與刀具粘結(jié),造成其切屑加工性差。
(4)鈦合金在300以上高溫下極易與刀具材料產(chǎn)生親和,切屑時刀具材料中的一些元素不是溶于鈦中,便與鈦發(fā)生化學(xué)作用,造成導(dǎo)熱性差,熱擴散率很小,切屑溫度很高,鈦合金的切屑溫度很高,鈦合金的切屑溫度比45#鋼高一倍以上。
(5)鈦合金的切屑力雖然不大,約為碳鋼的75% 。但是切屑鈦合金時刀尖所受的應(yīng)力卻是切屑碳鋼的15倍,造成鈦合金加工硬化現(xiàn)象很嚴重,因而對切屑加工性的影響也更大。
3.用于切削鈦合金的刀具材料
按照鈦合金材料自身加工的特性,要求刀具應(yīng)具有抗變強度高,硬度高韌性好,熱硬性好,耐磨性好及散熱性好等特性。目前,國內(nèi)外用于鈦合金切削的刀具材料主要有:
(1)TiC(N)基硬質(zhì)合金 有很高的硬度和耐磨性。
(2)涂層硬質(zhì)合金 涂層刀具是在韌性較好的刀體上,涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物,使刀具既有高的韌性,又有很高的硬度和耐磨性,涂層刀具的壽命比未涂層刀具要高2~5倍。
(3)陶瓷刀具 經(jīng)高溫高壓燒結(jié)而成,具有較好的導(dǎo)熱性和耐磨性及高的硬度,但是性質(zhì)較脆,容易沿晶體的理體而破裂導(dǎo)致大塊崩刃。
(4)聚晶金剛石PCD和立方氮化硼等 這是在高溫高壓下將微細的立方氮化硼CBN材料通過結(jié)合燒結(jié)在一起的多晶材料,具有很高的熱穩(wěn)定性(可承受1200℃以上的切削溫度),硬度和耐磨性。
根據(jù)我們?nèi)粘=?jīng)常加工的鈦合金零件實際結(jié)果來看,可以證實并分析出一下的特性
(1)涂層硬質(zhì)合金刀具能基本滿足鈦合金加工
(2)采用低轉(zhuǎn)速,降低刀具磨損,延長刀具的使用壽命。
(3)快的進給速度,每轉(zhuǎn)的切削在0.01mm左右,不易產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象
(4)加工的轉(zhuǎn)速不能太高也不能太低,太高或太低都會加速刀具的磨損。
(5)采用進口的硬質(zhì)合金刀具要比國產(chǎn)和配頭的刀具韌性要好,斷刀率要低。
總 之,鈦合金加工不僅需要較好的刀具還需要其他的條件比如油壓,刀具長度的合理選著,尾架的壓力,機床的的直線度等等由于我們的軸類機床大部分都是錐夾式自 動定位,所以夾具本身的精度也影響加工出質(zhì)量的好壞,還有工件本身的問題,排除其他的因素要合理的加工鈦合金就必須要選者合理的加工參數(shù),根據(jù)實際加工的 情況適當?shù)恼{(diào)整。









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