鈦合金在飛機(jī)機(jī)身上的應(yīng)用比例已經(jīng)超過30%，鈦合金有很多優(yōu)異特性，切削特點(diǎn)，強(qiáng)度高、耐高溫、穩(wěn)定性好，但是切削加工困難，有什么注意事項(xiàng)？和應(yīng)該避免哪些問題？小編接下來一一為大家分析解答。

鈦合金的主要用途是什么？
1、航空航天領(lǐng)域用鈦大多集中在西方國家，尤其是美國，60%的鈦材都應(yīng)用到這個(gè)領(lǐng)域。亞洲國家，日本和中國在此領(lǐng)域中鈦的投入量均在10%左右。但是近年來隨著亞洲航空航天的飛速發(fā)展，鈦在航空航天領(lǐng)域的消費(fèi)量將會(huì)隨之增長。從全球角度來看，航空業(yè)對(duì)鈦市場(chǎng)起著決定性的作用，從歷史上看，鈦行業(yè)大的周期輪回都和航空業(yè)的冷暖密切相關(guān)。

而我們刀父與航天航空企業(yè)3年的合作，已成功在這一領(lǐng)域獲得一致好評(píng)。

鈦合金有哪些切削特點(diǎn)?

鈦合金的硬度大于HB350時(shí)切削加工特別困難,小于HB300時(shí)則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。但鈦合金的硬度只是難于切削加工的一個(gè)方面，關(guān)鍵在于鈦合金本身化學(xué)、物理、力學(xué)性能間的綜合對(duì)其切削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點(diǎn):

(1)變形系數(shù)小:這是鈦合金切削加工的顯著特點(diǎn)，變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的路程大大增大，加速刀具磨損。

(2)切削溫度高:由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號(hào)鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高。在相同的切削條件下，切削溫度可比切削45號(hào)鋼時(shí)高出一倍以上。

(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時(shí)約小20%,由于切屑與前刀面的接觸長度極短，單位接觸面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同時(shí)，由于鈦合金的彈性模量小，加工時(shí)在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形，引起振動(dòng)，加大刀具磨損并影響零件的精度。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。

(4)冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重:由于鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時(shí)切削過程中的塑性變形也會(huì)造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度,而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時(shí)的一個(gè)很重要特點(diǎn)。

(5)刀具易磨損:毛坯經(jīng)過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現(xiàn)象，使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外，由于鈦合金對(duì)刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng),在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。車削鈦合金時(shí),有時(shí)前刀面的磨損甚至比后刀面更為嚴(yán)重;進(jìn)給量f<0.1 mm/r時(shí)，磨損主要發(fā)生在后刀面上;當(dāng)f>0.2 mm/r時(shí)，前刀面將出現(xiàn)磨損，用硬質(zhì)合金刀具精車和半精車時(shí)，后刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。



切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具材料?

切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā),選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料，YG類硬質(zhì)合金比較合適。由于高速鋼的耐熱性差,因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、 643、 YS2T和YD15等。

涂層刀片和YT類硬質(zhì)合金會(huì)與鈦合金產(chǎn)生劇烈的親和作用,加劇刀具的粘結(jié)磨損,不宜用來切削鈦合金;對(duì)于復(fù)雜、多刃刀具，可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4M0)、 高鈷高速鋼(如W2M09Cr4VC08)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2AI、 M10Mo4Cr4V3AI)等刀具材料，適于制作切削鈦合金的鉆頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。

采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金，可取得顯著效果。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下，切削速度可達(dá)200 m/min;若不用切削液，在同等磨損量時(shí),允許的切削速度僅為100m/min 。
.切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)?

(1)前角y0:鈦合金切屑與前刀面的接觸長度短,前角較小時(shí)既可增加刀屑的接觸面積，使切削熱和切削力

不至于過分集中在切削刃附近，改善散熱條件,又能加強(qiáng)切削刃，減小崩損的可能性。-般取γ0=5°~15°。

(2)后角a0:鈦合金已加工表面彈性恢復(fù)大、冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重,采用大后角可減小對(duì)后刀面造成的摩擦、粘附、粘結(jié)、撕裂等現(xiàn)象，以減小后刀面的磨損。各種切削鈦合金刀具的后角基本上都大于等于15。

(3)主偏角Kr和副偏角K'r:切削鈦合金時(shí)切削溫度高、彈性變形傾向大，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)盡量減小主偏角，以增加切削部分的散熱面積和減小切削刃單位長度上的負(fù)荷，-般采用Kr=30°, 粗加工時(shí)取Kr=45°。減小副偏角可以加強(qiáng)刀尖，有利于散熱和降低加工表面粗糙度值，- 般取K' =10~15° 。

(4)刃傾角ls:由于毛坯有硬皮和表層組織不均勻，粗車時(shí)切削刃容易崩損,為了增加切削刃的強(qiáng)度和鋒利程度，應(yīng)加大切屑的滑動(dòng)速度，一般取As =30~-5°， 精車時(shí)As =O。

(5)刀尖圓弧半徑rε:切削鈦合金時(shí)刀尖是最薄弱的部分,容易崩掉和磨損，需磨出刀尖圓弧，一般rε=0.5~1. 5mm。

車削時(shí)采用負(fù)倒棱(by=0.03~0.05 mm, y01=-10°~0°), 斷卷)屑槽的槽底圓弧半徑Rn=6~8 mm。

另外，刀具刃磨質(zhì)量對(duì)提高其耐用度也十分重要。硬質(zhì)合金刀具宜用金剛石砂輪刃磨,切削時(shí)刃口必須鋒利，前后刀面的表面粗糙度Ra值應(yīng)小于0.4um,刃口部分不允許有微小的缺口。刀具刃磨后進(jìn)行研磨，其耐用度可提高30%。


切削鈦合金時(shí)怎樣選擇切削用量?

切削鈦合金時(shí)，切削溫度高、刀具耐用度低，切削用量中切削速度對(duì)切削溫度的影響最大，因此應(yīng)力求使所選擇的切削速度下產(chǎn)生的切削溫度接近最佳范圍。高速鋼刀具切削鈦合金時(shí)的最佳切削溫度約為480C~540C，硬質(zhì)合金刀具約為650C~750C。切削鈦合金一般采用較低的切削速度、較大的切削深度和進(jìn)給量。

(1)切削速度Vc:切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，最好能使刀具在相對(duì)磨損最小的最佳切削速度下工作。切削不同牌號(hào)的鈦合金，由于強(qiáng)度差別較大，切削速度應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。切削深度對(duì)切削速度也有一-定影響，應(yīng)根據(jù)不同的切削深度來確定切削速度的大小，

(2)進(jìn)給量f:進(jìn)給量對(duì)刀具的耐擁度影響較小，在保證加工表面粗糙度的條件下，可選較大的進(jìn)給量，一般取f=0.1~0.3 mm/ro 進(jìn)給量太小，使刀具在硬化層內(nèi)切削，增加刀具磨損,同時(shí)極薄的切屑在高的切削溫度下容易自燃，因此不允許f<0.05 mm/ro

(3)切削深度ap :切削深度對(duì)刀具耐用度的影響最小，一般選用較大的切削深度，這樣不僅可以避免刀尖在硬化層內(nèi)切削，減小刀具磨損，還可增加刀刃工作長度，有利于散熱，一般取ap=1~5 mm。

.切削鈦合金時(shí)應(yīng)注意哪些問題?

在切削鈦合金的過程中，應(yīng)注意的事項(xiàng)有:

(1)由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會(huì)降低工件的加工精度;工件安裝時(shí)夾緊力不宜過大，必要時(shí)可增加輔助支承。

(2)如果使用含氯的切削液，切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起氫脆;也可能引起鈦合金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。

(3)切削液中的氯化物使用時(shí)還可能分解或揮發(fā)有毒氣體，使用時(shí)宜采取安全防護(hù)措施，否則不應(yīng)使用;切削后應(yīng)及時(shí)用不含氯的清洗劑徹底清洗零件,清除含氯殘留物。

(4)禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。

(5)與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈;經(jīng)清洗過的鈦合金零件,要防止油脂或指印污染，否則以后可能造成鹽(氯化鈉)的應(yīng)力腐蝕。

(6)-般情況下切削加工鈦合金時(shí),沒有發(fā)火危險(xiǎn)，只有在微量切削時(shí),切下的細(xì)小切屑才有發(fā)火燃燒現(xiàn)象。

為了避免火災(zāi)，除大量澆注切削液之外，還應(yīng)防止切屑在機(jī)床上堆積，刀具用鈍后立即進(jìn)行更換，或降低切削速度,加大進(jìn)給量以加大切屑厚度。若一旦著火， 應(yīng)采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等滅火器材進(jìn)行撲滅，嚴(yán)禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火器,也不能澆水，因?yàn)樗芗铀偃紵?，甚至?dǎo)致氫爆炸。

刀父專業(yè)做鈦合金刀具已長達(dá)10年之久，一直以來跟多家企業(yè)保持長期供應(yīng)刀具。鈦合金在飛機(jī)機(jī)身上的應(yīng)用比例已經(jīng)超過30%,而我們刀父與航天航空企業(yè)3年的合作,已成功在這一領(lǐng)域獲得一致好評(píng)。