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加工鈦合金刀具選用 ? - 加工中心

由于鈦合金具有比重小,比強度與熱強度高,熱穩定性和抗腐蝕性好,可以顯著地減輕產品重量,提高推重比、結構的抗熱能力和可靠性,所以在航空、航天、石油、化工、造船等部門得到廣泛應用,幾年來,由于產品結構要求,我們在鈦合金的切削加工工藝上進行了一些探索,下面就此作一介紹。鈦合金簡介鈦合金是同素異構體,在低于882℃時呈密排六方晶體,稱為α鈦,在882℃呈體心六方晶體,稱為p鈦,隨著添加其它合金元素的種類、數量不同,相變、溫度及相分含量也逐漸改變,從而得到不同的鈦合金,室溫下可分為α、(α+β)、β型三種?基本組織,各組織對應的典型牌號有α鈦:TA6―TA8;α+β:TCl―TCll;β鈦;TBl―TB3。 (1)影響鈦合金切削加工性的因素鈦及鈦合金的切削加工,從切削的刀具耐用度、加工表面的質量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量,鈦及鈦合金屬難加工材料。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差,退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優于高溫合金,而經時效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多。 鈦合金切削加工性差主要有以下原因:①導熱、導溫系數小,切削溫度高。鈦合金的導熱系數平均是工業純鈦的一半,導溫系數分別為鐵和鋁的1/4和1/16,因此在相同的切削條件下,鈦合金的切削溫度比45鋼高1倍以上。 ②切削變形系數小,單位面積上的切削力大。鈦合金的切削變形系數小于1或接近1,鈦合金切屑被主切削刃切離后,立即向上翻卷,使切屑與刀具前刀面接觸減少,刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多,切削溫度急劇上升、③化學活性大。 鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和”,產生嚴重的粘刀現象o (2)刀具材料的選擇 切削加工鈦合金的刀具材料,要求抗變強度高、硬度高、韌性好、熱硬性好、耐磨性好,還要散熱好,決不能用含鈦的刀具材料,因為含鈦的刀具材料在高溫下很容易與鈦合金親和,加劇刀具磨損。切削刀具要求刀面表面光潔,刃口鋒利。對多刃刀具,應控制切削刃的跳動量。 綜合因素探討影響鈦合金切削加工的因素很多,要依據實際零件加工情況從各個方面進行綜合分析,找出******途徑。下面介紹一下在加工TA7、TC4材料零件中采取的幾點措施。 (1)切削機床、夾具的選擇切削加工鈦合金應選擇剛性好、功率大、具有大的變速范圍和進給范圍的機床,以便于調整切削參數。切削加工前認真調整機床導軌間隙,或單獨使用某一方向進給加工時,最好將另一方向的螺母鎖緊,減少機床振動;夾具剛性要好,使用圓工作臺時,應將其間隙調好,螺母鎖緊。 (2)切削用量、刀具幾何參數選擇切削加工鈦合金時,應重點考慮鈦合金切削時會產生較高溫度的因素,由于切削溫度高,刀具磨損加快。切削溫度一般取值為:硬質合金刀具切削溫度應控制在600―800℃,高速鋼刀具切削溫度控制在450―560℃的范圍內,還要嚴格控制切削用量,特別是切削速度不能高。在實際加工中要根據具體材料和不同加工工序進行選擇,并使用充足的切削液,提高切削效率。
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