钛及钛合金行业

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钛合金材料的特性及切削加工

   2015-09-16 IP属地 陕西13100
  1、钛合金的材料特性
  合金的比强度(强度与重量比)在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量仅为刚材的57% 。另外,钛及其合金的耐热性强,在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性,短时间工作温度甚至还可以高些。钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性,但该材料切削加工困难、加工效率低。所以怎么样攻克钛合金加工难,效率低得困难一直是我们的难题。
  2、钛合金切屑加工的几种可能因素
  (1)材料中很有很高的质点,硬度或高温硬度高,加工硬化大。
  (2)导热性差,切屑温度高。
  (3)化学活性大,特别是高温强度大,易与刀具粘结,造成其切屑加工性差。
  (4)钛合金在300以上高温下极易与刀具材料产生亲和,切屑时刀具材料中的一些元素不是溶于钛中,便与钛发生化学作用,造成导热性差,热扩散率很小,切屑温度很高,钛合金的切屑温度很高,钛合金的切屑温度比45#钢高一倍以上。
  (5)钛合金的切屑力虽然不大,约为碳钢的75% 。但是切屑钛合金时刀尖所受的应力却是切屑碳钢的15倍,造成钛合金加工硬化现象很严重,因而对切屑加工性的影响也更大。
  3.用于切削钛合金的刀具材料
  按照钛合金材料自身加工的特性,要求刀具应具有抗变强度高,硬度高韧性好,热硬性好,耐磨性好及散热性好等特性。目前,国内外用于钛合金切削的刀具材料主要有:
  (1)TiC(N)基硬质合金     有很高的硬度和耐磨性。
  (2)涂层硬质合金  涂层刀具是在韧性较好的刀体上,涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物,使刀具既有高的韧性,又有很高的硬度和耐磨性,涂层刀具的寿命比未涂层刀具要高2~5倍。
  (3)陶瓷刀具  经高温高压烧结而成,具有较好的导热性和耐磨性及高的硬度,但是性质较脆,容易沿晶体的理体而破裂导致大块崩刃。
  (4)聚晶金刚石PCD和立方氮化硼等      这是在高温高压下将微细的立方氮化硼CBN材料通过结合烧结在一起的多晶材料,具有很高的热稳定性(可承受1200℃以上的切削温度),硬度和耐磨性。
  根据我们日常经常加工的钛合金零件实际结果来看,可以证实并分析出一下的特性
  (1)涂层硬质合金刀具能基本满足钛合金加工
  (2)采用低转速,降低刀具磨损,延长刀具的使用寿命。
  (3)快的进给速度,每转的切削在0.01mm左右,不易产生加工硬化现象
  (4)加工的转速不能太高也不能太低,太高或太低都会加速刀具的磨损。
  (5)采用进口的硬质合金刀具要比国产和配头的刀具韧性要好,断刀率要低。
  总 之,钛合金加工不仅需要较好的刀具还需要其他的条件比如油压,刀具长度的合理选着,尾架的压力,机床的的直线度等等由于我们的轴类机床大部分都是锥夹式自 动定位,所以夹具本身的精度也影响加工出质量的好坏,还有工件本身的问题,排除其他的因素要合理的加工钛合金就必须要选者合理的加工参数,根据实际加工的 情况适当的调整。
 
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