鈦合金加工解決方案
鈦合金材料具有諸多優(yōu)缺點(diǎn)，而其缺點(diǎn)包括硬度高、塑性低、導熱系數低、彈性變形大、彈性模量低等。鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動(dòng)機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件，另外在醫療領(lǐng)域，還用于人體骨骼植入等。因其精度要求高，且加工難度大，對加工刀具有較高的要求。
鈦合金加工過(guò)程，導熱系數小定會(huì )使材料的切削溫度過(guò)高；比熱小定會(huì )使材料的局部溫升過(guò)快，進(jìn)而降低刀具的使用壽命；彈性模量低定會(huì )加劇材料表面的加工回彈，進(jìn)而導致刀具磨損或者崩刃；高溫環(huán)境里，化學(xué)活性強定會(huì )加劇其與氮、氫、氧間的化學(xué)作用，進(jìn)而增加機械加工的難度。此外，鈦合金加工過(guò)程，切削條件、刀具材料、切削加工時(shí)間均會(huì )對切削加工的綜合效率造成影響，因此鈦合金材料切削加工過(guò)程，必須對相關(guān)方面進(jìn)行嚴格控制。
鈦合金材料的機械加工工藝種類(lèi)繁多，比如電火花加工、銑削、車(chē)削、磨削、鉆削、攻絲等。鈦合金材料的機械加工過(guò)程，刀具材料、切削液、加工工藝參數、刀具幾何參數均屬重要的影響因素，因此必須予以高度重視。
1.切削液
鈦合金材料的切削加工過(guò)程，切削液的使用既能降低刀刃的熱量，也能沖走切屑，進(jìn)而實(shí)現切削力的降低，可見(jiàn)切削液的使用必須合理，如此方能實(shí)現零件加工表面質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的改善。目前，常用的切削液包括非水溶性油質(zhì)溶液、水基可溶性油質(zhì)溶液、水或堿性水溶液三種。
2.刀具材料
鈦合金材料具有硬度高、塑性低、導熱系數低的缺點(diǎn)，因此加工過(guò)程勢必表現出切削溫度高、切削力度大的特點(diǎn)，進(jìn)而加劇刀具的磨損以及降低刀具的使用壽命，可見(jiàn)所選刀具材料必須具有耐磨性高、硬性強的特點(diǎn)。目前，常用的刀具材料包括高速鋼牌號、硬質(zhì)合金牌號、涂層刀具（抗粘結性能強、抗氧化性能強、耐磨性好等）、立方氮化硼刀具（熱硬性高、硬度高等）、聚晶金剛石刀具（硬度高、耐磨性高、導熱性高、摩擦系數低等）五種。
3.刀具的幾何參數
鈦合金材料的粗加工過(guò)程，盡量選用前/后角小、剛性高的刀具，比如鈦合金TC4的粗加工，前角取0～3°。鈦合金材料的精加工過(guò)程，盡量選用刀刃較鋒利、刀齒較密、前/后角以及螺旋角偏大、刀刃負倒棱小或者無(wú)倒棱的刀具，比如鈦合金TC4的精加工，前角取8～15°。若選用鏜刀或者圓車(chē)刀加工鈦合金，前/后角分別取10～15°、8～14°，刀尖圓弧半徑取0.2～0.6mm；若選用螺紋車(chē)刀，前/后角分別取0°、10°；若選用成型車(chē)刀，前/后角分別取5°、10°。鉆頭的設計必須滿(mǎn)足排屑流暢性的要求，即螺旋角取25～30°、就鉆頭螺旋槽進(jìn)行拋光處理、鉆芯厚度取1/4鉆頭直徑；根據實(shí)情就橫刃進(jìn)行修磨，以確保鉆頭的強度以及定心作用更好，此外鉆頭頂角取135～140°、鉆頭后角取12～15°，以增加切削的寬度以及厚度。銑刀的設計必須滿(mǎn)足鈦合金的切削要求。就立銑刀而言，前/后角分別取6～8°、6～12°，螺旋角取35～40°（前段取3°），而刀尖圓弧半徑取0.5～0.6mm。攻絲的切削環(huán)境往往保持著(zhù)半封閉狀態(tài)，因此切削液順利流至切削區的難度較大，且潤滑以及散熱效果較差，外加鈦合金僅有較小的彈性模量，如此極易引起絲錐扭斷或者崩齒。針對該情況，優(yōu)化攻絲的幾何參數尤其重要，即切削錐部分后角取6～12°，前角取7～10°，切削錐角取5～7°30′，校正齒型面鏟后角取1°。鉸刀的設計必須符合鈦合金彈性模量較小的特性，即鉸刀的前/后角分別取3～5°、10°，切削刃寬度取0.15mm。
4.鈦合金材料的切削加工工藝參數
針對斷續切削以及連續切削的情況，設置合適的車(chē)削工藝參數。
切削加工鈦合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料，由于高速鋼的耐熱性差，因此應盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。
錸因精工針對此類(lèi)產(chǎn)品研發(fā)了超級硬質(zhì)合金刀具，通過(guò)添加稀貴金屬，細化硬質(zhì)合金刀具材料晶粒，相比普通的硬質(zhì)合金刀具，增強了刀具的紅硬性及耐磨性，能有效提高使用壽命及加工效率。
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