鈦合金的(de)切削加工性以及普遍原則
鈦合金按金屬組織(zhī)分為a相(xiàng)、b相、a+b相,分別以TA,T,TC表示其牌號和類型。我公司某新型發動機所用材料為T,TC兩種。一般鑄、鍛件采TA係列,棒料用TC係列。
特點及切(qiē)削加工性
鈦合金相(xiàng)對一般合金鋼具有以下優點:
比強變高(gāo):鈦合金密度隻(zhī)有4.5g/cm3,比鐵小得多,而其(qí)強度(dù)與普通碳鋼相(xiàng)近。機械性能好:鈦合金熔點為1660℃,比鐵高,具有較高(gāo)的熱強(qiáng)度,可(kě)在550℃以下(xià)工作(zuò),同時在低溫下通(tōng)常顯示出較好(hǎo)的韌性。
抗蝕性好:在550℃以下鈦合金表麵易形成致密的氧化膜,故不(bú)容易被進一步氧化,對大氣(qì)、海水、蒸汽以及一些酸、堿(jiǎn)、鹽介質均有較高的抗蝕能力。
另一方(fāng)麵,鈦合金的切削(xuē)加工性比較差。主要原因為:
導熱性差,致使切削溫(wēn)度很高,降低(dī)了刀具耐用(yòng)度。600℃以上溫度時,表麵形成氧化硬層,對刀具有強烈的磨損(sǔn)作用。塑性低(dī)、硬度高,使剪切角增大,切屑與前刀麵接觸(chù)長度很小,前刀麵(miàn)上應力很大,刀刃易發生破損。
彈性(xìng)模量低,彈性變形大,接近後刀麵處工件表麵回彈量(liàng)大,所以(yǐ)已加工(gōng)表麵與後刀麵的接(jiē)觸麵積大,磨(mó)損嚴重。
鈦合金切削過程中的這些特點使其加工變得十分困難,導致(zhì)加工效(xiào)率低,刀具消(xiāo)耗大。
切削加工的(de)普(pǔ)遍原則
根據鈦合金的性質和切削過程中的(de)特點,加工時應考慮以(yǐ)下幾個方麵:
盡可能使用硬質合金刀具,如鎢(wū)鈷類硬質合金與鈦合金化學親和力小、導熱性好、強度也較高。低速下斷續切削時可選用耐衝擊的超細晶粒硬質合(hé)金,成形和複雜刀具可用高溫性能(néng)好的高速(sù)鋼。
采用較小的前角(jiǎo)和較大的後角以增大切屑與前刀麵(miàn)的接觸長度,減小工件與後刀麵的摩擦,刀尖采用圓弧過渡(dù)刃以提高強度,避免尖角燒損和刀刃。要保持刀(dāo)刃(rèn)鋒利,以保證排屑流暢,避免(miǎn)粘屑崩刃。
切削速度宜低,以免切削溫度過(guò)高;進給量適中,過大易燒刀,過小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過快;切削深度可較大,使刀尖在(zài)硬化層以下工(gōng)作(zuò),有(yǒu)利(lì)於提高刀具耐用度。加工時須加冷卻液充分冷卻。
切削鈦合金時吃刀抗力較大,故工藝係統(tǒng)需保證有足夠的剛度。由於鈦合金易變形(xíng),所以切削夾緊力不能大(dà),特別是在某些精加工工序時,必要時可使用一定的輔助支(zhī)承。
以上是鈦合金(jīn)加工時需考慮的普遍(biàn)原則,事實上,用不同的加工方法時及在(zài)不同的(de)條件下存在(zài)著不同的矛盾突出點和解決問題的側重(chóng)點。