隨著加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)張，鈦合金已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)段、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、排氣裝置等零件的制造以及飛機(jī)的大梁隔框等結(jié)構(gòu)框架的制造。本期詳細(xì)講述《鈦合金材料切削加工注意事項(xiàng)》專題內(nèi)容。

鈦合金材料的主要優(yōu)點(diǎn)

       1、鈦合金強(qiáng)度高而密度小、重量輕，為一些大型結(jié)構(gòu)件減輕重量提供解決方案。
       2、熱強(qiáng)性高，鈦合金在400~500℃條件下仍能維持較高的強(qiáng)度，可以穩(wěn)定的工作，而鋁合金的工作溫度只能在200℃以下。
       3、與鋼材相比鈦合金固有的高耐蝕性可以節(jié)省飛機(jī)日常運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)的成本。

鈦合金切削難點(diǎn)

       1、鈦合金材料組織切削加工性差
       鈦合金材料組織復(fù)雜，親和力大，晶格原子不易脫離平衡位置，在高溫高壓下易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象。
       2、鈦合金材料變形系數(shù)小
       鈦合金材料工件加工時(shí)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是切削變形系數(shù)≤1，切削不但不收縮，切有所變長(zhǎng)，造成前刀面被切削流動(dòng)摩擦的路徑大大上升，加劇了刀具的磨損。
       3、鈦合金材料切削溫度高
       鈦合金材料的才熱系數(shù)小于不銹鋼和高溫合金，散熱條件差，使切削區(qū)溫度迅速上升，切削區(qū)溫度遠(yuǎn)高于其他材料的溫度，積于切削刃附近不易散發(fā)，造成加工的刀尖附近應(yīng)力集中，刀具磨損崩刃。
       4、鈦合金材料加工單位面積切削力大
       鈦合金材料的加工單位面積的切削力大，主切削力比一般結(jié)構(gòu)小20%左右，由于刀具與切削的接觸長(zhǎng)度短，切削壓力集中在切削刃附近的小小接觸面積上，故單位接觸面積上所承受的切削力大大上升，造成刀、屑接觸處的摩擦系數(shù)加工，加快了刀具前刀面的磨損。
       5、鈦合金薄壁工件切削產(chǎn)生震動(dòng)變形
       鈦合金薄壁工件在切削加工過(guò)程中易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，影響工件尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度。

鈦合金薄壁零件切削工藝

       1、合理選擇刀具材料提高刀具的耐用度
       加工鈦合金材料時(shí)必須選用耐磨性高、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好，抗粘接、抗養(yǎng)護(hù)、抗振動(dòng)性的硬質(zhì)合金刀片。
       2、選擇合理的角度提高刀具的強(qiáng)度
       鈦合金材料工件粗加工時(shí)，加工余量較大，加大刀具的主偏角，增加刀具的強(qiáng)度，使工件加工時(shí)徑向力變小，避免振動(dòng)；適當(dāng)?shù)丶哟笄敖?，減小切削刃單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷，散熱快、提高刀具的使用壽命。
       3、采用合理的切削用量避免機(jī)床振動(dòng)減少變形
       工件為薄壁，每進(jìn)行一次加工應(yīng)力釋放一次，加工應(yīng)力時(shí)在工件逐次工序切削加工下完成釋放的，從粗加工直接進(jìn)入到精加工，講過(guò)余量太大，應(yīng)力得不到完全釋放，切走刀量太快，造成徑向切削力加大，使工件變形，造成工件報(bào)廢。
       4、采用合理的澆注方式提高加工質(zhì)量
       鈦合金材料切削加工時(shí)切削區(qū)溫度高，需添加切削液降低切削溫度，提高加工質(zhì)量及降低刀具的疲勞強(qiáng)度。

鈦合金的加工注意事項(xiàng)

       1、由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中心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(guò)大，必要時(shí)可增加輔助支承。
       2、若使用含氯的切削液，切削過(guò)程中在高溫下降分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起的氫脆；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(guò)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的應(yīng)力腐蝕。

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