面议元2022-10-28 03:54:22
摘 要:钛合金机械性能优良,而工艺性能较差,这就导致了其应用前景看好但加工较为困难这一矛盾。本文通过分析钛合金材料的金属切削性能,结合多年实际工作经验,在加工钛合金刀具的选用、切削速度的确定、不同切削方法的特点、加工余量及加工注意事项等多方面进行了探讨,阐明了本人对钛合金机械加工方面的见解和建议。关键词:钛合金;机械性能;工艺方法;材料0 引言钛合金密度低、比强度(强度密度)高、抗腐蚀性能好、耐热性高、韧性、塑性、可焊性均较好,目前在航空航天、汽车、医学、体育用品及电解工业等许多领域均已大量使用钛合金。但导热性能差、硬度高、弹性模量低等特性也导致钛合金成为较难加工的金属材料。本文是针对其工艺特性总结出的钛合金切削加工中的一些工艺措施。1 钛合金材料的主要优点(1)钛合金强度高而密度小(4.4kgdm3)、重量轻,为一些大型结构件减轻重量提供了解决方案。(2)热强性高。钛合金在400500条件下仍能维持较高的强度,可以稳定的工作,而铝合金的工作温度只能在200以下。(3)与钢材相比钛合金固有的高耐蚀性可以节省飞机日常运行和维护保养的成本。2 钛合金加工特性分析(1)导热系数低。TC4在200时热导率导热系数是0.036卡厘米?秒?,仅是钢的14,铝的113,铜的125。在切削加工过程中散热和冷却效果差,缩短了刀具寿命。(2)弹性模量低,零件已加工表面回弹大,导致已加工表面与刀具的后刀面接触面积增大,既影响零件尺寸精度又降低了刀具耐用度。(3)硬度因素。硬度值低的钛合金加工时会发粘,切屑沾在刀具前刀面的切削刃附近形成积屑瘤,影响加工效果;硬度值高的钛合金加工时容易使刀具产生崩刃和磨蚀。这些特性导致钛合金金属去除率低,仅为钢件的14,加工时间较同尺寸钢件要长得多。(4)化学亲和性强。钛不仅可以与空气中的主要成分氮、氧、等物质发生化学反应,在合金表面形成TiC及TiN硬化层,而且在切削加工产生的高温条件下还能与刀具材料起反应,降低了刀具的耐用度。(5)切削过程中的安全性能差。钛属于易燃金属,微量切削时加工中产生的高温和火花可能引起钛屑燃烧。