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鈦加工工藝及注意事項

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鈦加工工藝及注意事項

發布日期:2018-10-31 作者:青島777电影网冶金機械有限公司 點擊:

青島777电影网冶金機械教大家鈦加工工藝及注意事項

鈦加工.jpg

什麽是鈦加工?

鈦及鈦合金主要限製是在高溫與其它材料的化學反應性差。此性質迫使鈦合金與一般傳統的精煉、熔融和鑄造技術不同,甚至經常造成模具的損壞;


切削

切削特點

鈦合金的硬度大於HB350時切削加工特別困難,小於HB300時則容易出現粘刀現象,也難於切削。但鈦合金的硬度隻是難於切削加工的一個方麵,關鍵在於鈦合金本身化學、物理、力學性能間的綜合對其切削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點:

(1)變形係數小:這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形係數小於或接近於1。切屑在前刀麵上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。

(2)切削溫度高:由於鈦合金的導熱係數很小(隻相當於45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀麵的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削區和切削刃附近的較小範圍內,切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。

(3)單位麵積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由於切屑與前刀麵的接觸長度極短,單位接觸麵積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同時,由於鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損並影響零件的精度。因此,要求工藝係統應具有較好的剛性。

(4)冷硬現象嚴重:由於鈦的化學活性大,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;同時切削過程中的塑性變形也會造成表麵硬化。冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度,而且能加劇刀具磨損,是切削鈦合金時的一個很重要特點。

(5)刀具易磨損:毛坯經過衝壓、鍛造、熱軋等方法加工後,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外,由於鈦合金對刀具材料的化學親和性強,在切削溫度高和單位麵積上切削力大的條件下,刀具很容易產生粘結磨損。車削鈦合金時,有時前刀麵的磨損甚至比後刀麵更為嚴重;進給量f<0.1 mm/r時,磨損主要發生在後刀麵上;當f>0.2 mm/r時,前刀麵將出現磨損;用硬質合金刀具精車和半精車時,後刀麵的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。

在銑削加工中,由於鈦合金材料的導熱係數低,而且切屑與前刀麵的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削變形區和切削刃附近的較小範圍內,加工時切削刃刃口處會產生極高的切削溫度,將大大縮短刀具壽命。對於鈦合金Ti6Al4V來說,在刀具強度和機床功率允許的條件下,切削溫度的高低是影響刀具壽命的關鍵因素,而並非切削力的大小。


刀具材料

切削加工鈦合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方麵出發,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,YG類硬質合金比較合適。由於高速鋼的耐熱性差,因此應盡量采用硬質合金製作的刀具。常用的硬質合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。

塗層刀片和YT類硬質合金會與鈦合金產生劇烈的親和作用,加劇刀具的粘結磨損,不宜用來切削鈦合金;對於複雜、多刃刀具,可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料,適於製作切削鈦合金的鑽頭、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200 m/min;若不用切削液,在同等磨損量時,允許的切削速度僅為100m/min。



(1) 采用正角型幾何形狀的刀片,以減少切削力、切削熱和工件的變形。

(2) 保持恒定的進給以避免工件的硬化,在切削過程中刀具要始終處於進給狀態,銑削時徑向吃刀量a e應為半徑的30%。

(3) 采用高壓大流量切削液,以保證加工過程的熱穩定性,防止因溫度過高導致工件表麵變性和刀具損壞。

(4) 保持刀片刃口鋒利,鈍的刀具是熱集結和磨損的原因,容易導致刀具失效。

(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態加工,因為淬硬後材料變得更難加工,熱處理提高了材料的強度並增加刀片的磨損。

(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量,防止局部破損。 在銑削鈦合金時,各切削參數中切削速度對刀具壽命vc的影響最大,徑向吃刀量(銑削深度)


本文網址:http://www.changchunrenliu.com/news/399.html

關鍵詞:鈦產品加工,鈦管件廠家

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