鈦合金材料由于密度小、比強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化性能好等特點(diǎn),在航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但鈦合金的機(jī)械加工性能差,影響了該材料的廣泛使用。
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mP-HFl 鈦合金是在工業(yè)純鈦中加入合金元素,以提高鈦的強(qiáng)度。鈦合金可分三種:a鈦合金,b鈦合金和a+b鈦合金。a+b鈦合金是由a和b雙相組成,這類合金組織穩(wěn)定,高溫變形性能、韌性、塑性較好,能進(jìn)行淬火、時(shí)效處理,使合金強(qiáng)化。鈦合金的性能特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:
m\@Q/_v NG5H?hVN= (1)比強(qiáng)度高。鈦合金密度小(4.4kg/dm3)、
重量輕,但其比強(qiáng)度卻大于超高強(qiáng)度鋼。
c%uhQ62 (2)熱強(qiáng)性高。鈦合金的熱穩(wěn)定性好,在300~500℃條件下,其強(qiáng)度約比鋁合金高10倍。
^T^U:Zdq (3)化學(xué)活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),在表面形成TiC及TiN硬化層。
BLMcvK\9 (4)導(dǎo)熱性差。鈦合金導(dǎo)熱性差,鈦合金TC4在200℃時(shí)的熱導(dǎo)率l=16.8W/m·℃,導(dǎo)熱系數(shù)是0.036卡/厘米·秒·℃。
GIZNHG o2Pj|u*X 鈦合金切削加工特性分析
%R&3v%$y* 8eOQRC33 首先,鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)低,僅是鋼的1/4、鋁的1/13、銅的1/25。因切削區(qū)散熱慢,不利于熱平衡,在切削加工過(guò)程中,散熱和冷卻效果很差,易于在切削區(qū)形成高溫,加工后零件變形回彈大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快,耐用度降低。其次,鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)低,使切削熱積于切削刀附近的小面積區(qū)域內(nèi)不易散發(fā),前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削熱不易散發(fā),加速刀具磨損。最后,鈦合金化學(xué)活性高,在高溫下加工易與刀具材料起反應(yīng),形成溶敷、擴(kuò)散,造成粘刀、燒刀、斷刀等現(xiàn)象。
ZTt%7K"L zq1&MXR)l 加工中心加工鈦合金的特點(diǎn)
{-17;M$ 8oA6'%.e (1)加工中心可以同時(shí)加工多個(gè)零件,提高生產(chǎn)效率。
-t*C-C'"| (2)可提高零件加工精度,產(chǎn)品一致性好。加工中心具有刀具補(bǔ)償功能,可以獲得機(jī)床本身的加工精度。
uLL#(bhDr (3)具有廣泛的適應(yīng)性和較大的加工靈活性。
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_Zs (4)可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。加工中心可以進(jìn)行銑削、鉆孔、鏜孔、攻絲等一系列加工。
bdcuO)3 (5)可以進(jìn)行精確的成本計(jì)算,控制生產(chǎn)進(jìn)度。
zWjGGTP~3& (6)不需要專用夾具,可節(jié)約成本經(jīng)費(fèi),縮短生產(chǎn)周期。
hk,Q=}; (7)可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
;iS}<TA (8)可利用UG等CAD/CAM軟件進(jìn)行多軸加工。
EidIi"sr G9VzVx#T# 刀具材料的選擇
o_\b{<^I
Y`(I};MO 選用刀具材料應(yīng)滿足下列要求:
A]=?fyPh{' @ZX{q~g! (1)足夠的硬度。刀具的硬度必須要遠(yuǎn)大于鈦合金硬度。
GSpS8wWD } (2)足夠的強(qiáng)度和韌性。由于刀具切削鈦合金時(shí)要承受很大的扭矩和切削力,因此必須有足夠的強(qiáng)度和韌性。
9=JU&/! (3)足夠的耐磨性。由于鈦合金韌性好,加工時(shí)切削刃要鋒利,因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力,這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具最重要的參數(shù)。
sV[|op (4)刀具材料與鈦合金親合能力要差。由于鈦合金化學(xué)活性高,因此要避免刀具材料和鈦合金形成溶敷、擴(kuò)散而成合金,造成粘刀、燒刀現(xiàn)象。
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