钛材的加工工艺方法分析

钛金属物理性能优质，而使用性能较弱，这就致使了其应用前景看中但加工比较艰难这一分歧。文中根据剖析钛金属原材料的金属材料加工性，融合很多年具体工作经历，在加工钛合金刀具的采用、切削用量的明确、不一样钻削方式的特性、加工容量及加工常见问题等多个方面实现了讨论，表明了自己对钛金属机械设备加工层面的个人见解和提议。

前言

钛合金密度低、强度（抗压强度/相对密度）高、耐腐蚀特性好、耐温性高、延展性、可塑性、可锻性均不错，现阶段在航天航空、车辆、医药学、文体用品及电解法工业生产等很多行业均已很多应用钛金属。但传热性会差、强度高、弹性模具劣等特点也造成钛金属变成较难加工的金属材质。文中是对于其加工工艺特点汇总出的钛金属钻削加工中的一些加工工艺对策。

钛金属原材料的具体优势

（1）钛金属抗压强度高而相对密度小（4.4kg/dm3）、重量较轻，为一些大中型零部件缓解净重给予了解决方法。

（2）热强高朝。钛金属在400～500℃标准下仍能保持较高的抗压强度，可以好的工作，而铝合金的操作温度只有在200℃下列。

（3）与不锈钢板材对比钛金属原有的高耐腐蚀性可以节约飞机场日常运作和维修保养的成本费。

钛金属加工特点剖析

（1）传热系数低。TC4在200℃通信零件加工时导热系数l=16.8W/m?℃，传热系数是0.036卡/公分?秒?℃，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。在钻削加工全过程中排热和制冷实际效果差，减少了数控刀片使用寿命。

（2）弹性模具低，零件已加工表层回弹力大，造成已加工表层与数控刀片的后刃口触碰总面积扩大，既危害零件规格精密度又减少了刀具耐用度。

（3）强度要素。强度值低的钛金属加工的时候会发粘，切削沾在数控刀片前刃口的钻削刃周边产生加工硬化，危害加工实际效果；强度偏高的钛金属加工时非常容易使数控刀片造成崩刃和浸蚀。这种特点造成钛金属金属材料污泥负荷低，仅为铸铁件的1/4，加工時间较同规格铸铁件要看起来多。

（4）有机化学两亲性强。钛不但可以与空气中的主要成分氮、氧、一氧化碳等化学物质产生化学变化，在铝合金表层产生TiC及TiN硬底化层，并且在钻削加工造成的高溫情况下还能与刀具材料起反映，减少了数控刀片的耐磨性能。

（5）钻削全过程中的安全系数差。钛归属于易燃性金属材料，少量钻削时加工中形成的高溫和火苗有可能造成钛屑点燃。

钛金属加工加工工艺方式

（1）尽量应用硬质合金刀具，钨钴类硬质合金刀具具备硬度高、传热性不错的特性，与钛高溫下也不容易产生化学变化，合适用于加工钛金属。

（2）有效挑选数控刀片几何图形主要参数。为减少钻削溫度，降低数控刀片粘接状况，可适度减少数控刀片偏角，根据提升切削与前刃口的触碰总面积来排热；与此同时扩大数控刀片前角，降低因已加工表层回弹力与数控刀片后刃口磨擦触碰而造成数控刀片粘接、已加工表层精密度减少的状况；尖刀宜选用弧形衔接以提高数控刀片抗压强度。加工钛金属要常常刃磨数控刀片以保障其刃形锐利、铣面畅顺。

（3）适合的钻削主要参数。明确钻削主要参数可参照一下计划方案：较低的切削用量――切削速度过高造成钻削溫度大幅度上升；适度的切削速度――进给量愈大钻削溫度高，切削速度小则刃口因在硬底化层中钻削时间长而损坏加速；比较大的钻削深层――尖刀翻过钛金属表层的硬底化层钻削能提升数控刀片使用寿命。

（4）加工中金属切削液总流量和工作压力要大，对加工地区要充足持续的制冷以减少钻削溫度。

（5）采用数控车床务必自始至终留意提升可靠性以防止震动发展趋势。震动会导致刃口崩碎、刀头毁坏的結果。与此同时，加工钛金属加工工艺系统软件刚度好些以确保切割时选用很大的钻削深层，但钛金属加工回弹力大，夹持力比较大会加重产品工件形变，故精加工时可以考虑到应用组装工装夹具等輔助支撑点以达到加工工艺系统软件弯曲刚度规定。

（6）切削方法一般选用铣面。钛金属加工中逆铣导致的车刀粘屑和崩刃要比顺铣造成的车刀损坏比较严重得多。

（7）切削普遍的问题是粘屑导致沙轮片阻塞及其零件表层烫伤。故切削时须选用磨砂颗粒锐利、强度高、传热性好的绿碳化硅沙轮片；依据被加工表层光滑度的不一样砂轮粒度可选用 F36～F80；沙轮片强度应过软，用于降低磨砂颗粒与磨屑的黏附，减少切削热；磨削切削速度要小、速率稍低，乳化油充裕。

（8）钛金属打孔时必须对规范麻花钻开展刃磨以降低烧刀和麻花钻断裂状况。刃磨方式：适度扩大夹角、减少钻削位置偏角、扩大钻削位置前角，圆柱体刃倒光洁度数翻番。加工中应提升进刀频次，麻花钻不可在孔内滞留，立即清理切削，一定量的乳化油制冷，留意观查麻花钻变钝应立即清理切削，一定量的乳化油制冷，留意观查麻花钻变钝应立即拆换刃磨。

（9）钛金属镗孔也要对规范绞刀开展改革：铰刃口带总宽应低于0.15mm，钻削位置与校正位置宜弧形衔接，防止出现尖点。镗孔时可选用组绞刀多次铰削，每一次提升绞刀直徑0.1mm下列，机床主轴转速比宜偏慢，退刀时不泊车。用这类方式镗孔能做到较高的光滑度规定。

（10）攻外螺纹是钛金属加工中更为艰难的一环，因扭距过大，铣刀刀齿迅速便会损坏，已加工位置的回弹力乃至能使铣刀断裂在孔内。采用一般铣刀加工时要依据孔径尺寸适度降低其齿数以扩大容屑室内空间，在校正齿上空出0.15mm总宽的刃带后需将后角扩大至30°上下，除去1/2～1/3齿背，校正齿保存3扣后扩大倒光洁度数。提议采用跳牙铣刀能合理有效的降低数控刀片和产品触碰总面积，加工实际效果亦不错。

加工常见问题

（1）数控刀片勤刃磨、维持锐利，以保证其加工全过程中造成尽量少的钻削热。

（2）机器设备、刀、工、工装夹具应维持干净整洁，切削立即消除。

（3）应用难燃或阻燃的专用工具迁移钛屑。将解决掉的碎渣储放在没有易燃器皿中遮盖好。

（4）实际操作清理过的钛金属零件需戴整洁的胶手套，防止之后导致氧化钠晶间腐蚀。

（5）钻削范围有防火安全设备。

（6）少量钻削时，割下的钛屑一旦着火，联轴器数控机床加工可以用干粉灭火剂或沙质土、干砂浇灭。

结语

与其它大部分金属材质对比，钛金属加工不但规定更高一些，并且限定大量。可是，假如恰当应用适度的数控刀片，并依照其加工规定将数控车床和配备提升到最好情况，一样可以得到比较满意的钛金属加工实际效果。

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