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為什么鈦合金是一種難加工材料?小編帶你了解一下!

所屬分類:公司新聞    發布時間: 2023-02-23    作者:admin
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為什么我們認為鈦合金是一種(zhong)難加工材(cai)料?因為對(dui)其(qi)加工機理和現象缺乏深刻的認識。

寶雞鈦合金

1.鈦(tai)加工的物理現(xian)象(xiang)

鈦(tai)合金加工(gong)時的切削力只是略高于(yu)同等(deng)硬度的鋼(gang),但是加工(gong)鈦(tai)合金的物(wu)理現象比加工(gong)鋼(gang)要復雜得多,從而使鈦(tai)合金加工(gong)面臨巨大的困難。

大多數的鈦(tai)合金(jin)的熱導率很(hen)低,只(zhi)有鋼(gang)的1/7,鋁的1/16。因此,在(zai)切(qie)削鈦(tai)合金(jin)過程中產(chan)生(sheng)的熱量不會迅速傳遞給工件或被切(qie)屑(xie)帶走,而集聚在(zai)切(qie)削區域,所產(chan)生(sheng)的溫(wen)度(du)可高達(da)1 000℃以上,使刀(dao)具的刃口迅速磨損、崩裂和生(sheng)成積屑(xie)瘤,快速出現磨損的刀(dao)刃,又使切(qie)削區域產(chan)生(sheng)更多的熱量,進一步縮短刀(dao)具的壽命。

切(qie)削(xue)過程(cheng)中(zhong)產生(sheng)的(de)高溫同時破壞了鈦(tai)合金(jin)零件(jian)的(de)表面完整性(xing),導(dao)致零件(jian)幾何精度(du)下降和出現(xian)嚴重減少其疲(pi)勞強(qiang)度(du)的(de)加工硬(ying)化(hua)現(xian)象(xiang)。

鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)彈性(xing)對零(ling)件(jian)(jian)性(xing)能來說可能是有益的(de),但是在切(qie)削(xue)過(guo)程中(zhong),工件(jian)(jian)的(de)彈性(xing)變形(xing)是產(chan)生(sheng)振動(dong)的(de)重(zhong)要原因。切(qie)削(xue)壓力使“彈性(xing)”的(de)工件(jian)(jian)離開刀具和(he)反彈,從而使刀具與(yu)工件(jian)(jian)之間摩擦(ca)現象大于切(qie)削(xue)作用。摩擦(ca)過(guo)程也會產(chan)生(sheng)熱(re)(re),加重(zhong)了(le)鈦(tai)合(he)金(jin)導熱(re)(re)性(xing)不良問題。

加(jia)工(gong)薄壁(bi)(bi)或環形(xing)等易(yi)變(bian)形(xing)零件時,這個問題就更加(jia)嚴重,將鈦合金薄壁(bi)(bi)零件加(jia)工(gong)到預期的(de)尺寸(cun)精度不(bu)是一件容易(yi)的(de)事(shi)。因為(wei)隨著工(gong)件材料被(bei)刀具推開時,薄壁(bi)(bi)的(de)局部變(bian)形(xing)已經超出彈性(xing)范圍而產生塑性(xing)變(bian)形(xing),切削點的(de)材料強度和硬度明顯增加(jia)。此(ci)時,按(an)照原(yuan)先確(que)定的(de)切削速度加(jia)工(gong)就變(bian)得(de)過高,進一步(bu)導致刀具急劇磨損(sun)。

“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍首”!

2. 加工(gong)鈦合金(jin)的工(gong)藝訣(jue)竅(qiao)

在理解(jie)鈦合金加工(gong)(gong)機(ji)理的基礎上,加上以往的經驗(yan),加工(gong)(gong)鈦合金的主要工(gong)(gong)藝訣竅如下:

(1) 采(cai)用正(zheng)角(jiao)型(xing)幾何形狀的(de)刀(dao)片,以減(jian)少切削(xue)力、切削(xue)熱和工件的(de)變形。

(2) 保持恒定的(de)進給以避免工(gong)件的(de)硬(ying)化,在切削(xue)過(guo)程中刀具要始(shi)終處于進給狀態,銑削(xue)時徑(jing)向吃刀量(liang)ae應為半徑(jing)的(de)30%。

(3) 采用(yong)高壓(ya)大流量切削液,以(yi)保證加工過(guo)程(cheng)的(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing),防止因溫度(du)過(guo)高導致工件表(biao)面(mian)變性(xing)(xing)和刀具損壞(huai)。

(4) 保持刀片刃口(kou)鋒利,鈍的刀具是熱集結和(he)磨損的原因,容易導致(zhi)刀具失效。

 (5) 盡可能在鈦合金(jin).軟的(de)狀態加(jia)工(gong)(gong),因為淬硬后材(cai)(cai)料變得(de)更難(nan)加(jia)工(gong)(gong),熱處理提高了材(cai)(cai)料的(de)強度并增加(jia)刀片的(de)磨損。

(6) 使用大(da)的刀(dao)尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更(geng)多的刀(dao)刃進入切削(xue)(xue)。這可以減(jian)少每一點的切削(xue)(xue)力和熱(re)量,防止局(ju)部(bu)破損(sun)。在(zai)銑削(xue)(xue)鈦合金(jin)時,各切削(xue)(xue)參數中切削(xue)(xue)速度(du)對刀(dao)具(ju)壽命vc的影響.大(da),徑向吃刀(dao)量(銑削(xue)(xue)深度(du))ae次之。

3. 從(cong)刀片入手解決鈦加工難題

鈦(tai)合金(jin)加工(gong)時出現的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片(pian)溝槽磨損(sun)(sun)是后面和前面在沿切削深度(du)方向(xiang)上的(de)(de)(de)局部磨損(sun)(sun),它(ta)往往是由于前期加工(gong)留(liu)下的(de)(de)(de)硬(ying)化(hua)層(ceng)所造(zao)成的(de)(de)(de)。刀(dao)(dao)(dao)具與(yu)工(gong)件材料(liao)在加工(gong)溫度(du)超過(guo)(guo)800℃的(de)(de)(de)化(hua)學反應(ying)和擴散(san),也是形成溝槽磨損(sun)(sun)的(de)(de)(de)原因(yin)之一。因(yin)為在加工(gong)過(guo)(guo)程中,工(gong)件的(de)(de)(de)鈦(tai)分(fen)子(zi)在刀(dao)(dao)(dao)片(pian)的(de)(de)(de)前面積(ji)聚,在高壓(ya)高溫下“焊接”到刀(dao)(dao)(dao)刃(ren)上,形成積(ji)屑瘤。當(dang)積(ji)屑瘤從刀(dao)(dao)(dao)刃(ren)上剝(bo)離(li)時,將刀(dao)(dao)(dao)片(pian)的(de)(de)(de)硬(ying)質合金(jin)涂層(ceng)帶(dai)走,因(yin)此,鈦(tai)合金(jin)加工(gong)需要(yao)特殊的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片(pian)材料(liao)和幾何形狀(zhuang)。

4. 適合鈦加工的刀具結構

鈦合金加工(gong)的焦點是熱,大量(liang)高(gao)壓(ya)切削(xue)液(ye)要及時準確地(di)噴射(she)到切削(xue)刃上(shang),才(cai)能(neng)夠快(kuai)速地(di)將熱量(liang)移(yi)除。市場上(shang)有專門(men)用于鈦合金加工(gong)的銑刀獨特結構。

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