钛合金切削加工特性分析及解决途径

badakk

为了更好的控制产品质量,首先必须控制好零件加工的切削参数,了解并掌握材料的加工特点。从比较贵重的钛合金材料入手,通过对钛合金的特性分析,编制正确、科学的加工工艺,更好的降低成本,提高生产效率。

钛合金材料由于密度小、比强度高、耐高温、抗氧化性能好等特点,在航空航天等领域应用广泛。但钛合金的机械加工性能差,影响了该材料的广泛应用。钛合金是在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度。钛合金的性能特点主要表现在:比强度高;热强性高;化学活性大;导热性差。导热性差,致使切削温度很高,降低了刀具耐用度。

钛合金导热系数低,仅是钢的1/4、铝的1/13、铜的1/25。因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成刀具磨损。最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料其反应,形成溶敷、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。为防止发生粘刀、断刀等现象,使零件报废或者超差,所以尽可能使用硬质合金刀具,如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金,成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度,减小工件与后刀面的摩擦,刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度,避免尖角烧损和崩刃。要保持刀刃锋利,以保证排屑流畅,避免粘屑崩刃。切削速度宜低,以免切削温度过高;进给量适中,过大易烧刀,过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快;切削深度可较大,使刀尖在硬化层以下工作,有利于提高刀具耐用度。另外,加工时须加冷却液充分冷却。切削钛合金时吃刀抗力较大,故工艺系统需保证有足够的刚度。