您現(xiàn)在的位置:機床商務網(wǎng)>新聞首頁>科技動態(tài)
鈦合金很難加工嗎?
【機床商務網(wǎng)欄目 科技動態(tài)】鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結構材料,比重、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間,但比鋁、鋼強度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。
鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難,在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差,生產(chǎn)工藝復雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長速度發(fā)展。世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達4萬余噸,鈦合號近30種。
但是,為什么人們都說,鈦合金難以加工呢?我們從四個方面來看待這個問題。
第一,鈦加工的物理現(xiàn)象。
鈦合金加工時的切削力只是略高于同等硬度的鋼,但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復雜得多,從而使鈦合金加工面臨巨大的困難。
大多數(shù)的鈦合金的熱導率很低,只有鋼的1/7,鋁的1/16。因此,在切削鈦合金過程中產(chǎn)生的熱量不會迅速傳遞給工件或被切屑帶走,而集聚在切削區(qū)域,所產(chǎn)生的溫度可高達1 000℃以上,使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤,快速出現(xiàn)磨損的刀刃,又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量,進一步縮短刀具的壽命。
切削過程中產(chǎn)生的高溫同時破壞了鈦合金零件的表面完整性,導致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴重減少其疲勞強度的加工硬化現(xiàn)象。
鈦合金的彈性對零件性能來說可能是有益的,但是在切削過程中,工件的彈性變形是產(chǎn)生振動的主要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈,從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用。摩擦過程也會產(chǎn)生熱,加重了鈦合金導熱性不良問題。
加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時,這個問題就顯得更加嚴重,將鈦合金薄壁零件加工到預期的尺寸精度不是一件容易的事。因為隨著工件材料被刀具推開時,薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形,切削點的材料強度和硬度明顯增加。此時,按照原先確定的切削速度加工就變得過高,會進一步導致刀具急劇磨損。
“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍首”!
第二. 加工鈦合金的工藝訣竅。
在理解鈦合金加工機理的基礎上,我們結合以往的經(jīng)驗,加工鈦合金的主要工藝訣竅如下:
(1) 采用正角型幾何形狀的刀片,以減少切削力、切削熱和工件的變形。
(2) 保持恒定的進給以避免工件的硬化,在切削過程中刀具要始終處于進給狀態(tài),銑削時徑向吃刀量ae應為半徑的30%。
(3) 采用高壓大流量切削液,以保證加工過程的熱穩(wěn)定性,防止因溫度過高導致工件表面變性和刀具損壞。
(4) 保持刀片刃口鋒利,鈍的刀具是熱集結和磨損的原因,容易導致刀具失效。
(5) 盡可能在鈦合金軟的狀態(tài)加工,因為淬硬后材料變得更難加工,熱處理提高了材料的強度并增加刀片的磨損。
(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量,防止局部破損。在銑削鈦合金時,各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命vc的影響大,徑向吃刀量(銑削深度)ae次之。
第三, 從刀片入手解決鈦加工難題。
鈦合金加工時出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損,它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學反應和擴散,也是形成溝槽磨損的原因之一。因為在加工過程中,工件的鈦分子在刀片的前面積聚,在高壓高溫下“焊接”到刀刃上,形成積屑瘤。當積屑瘤從刀刃上剝離時,將刀片的硬質合金涂層帶走,因此,鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀。
4. 適合鈦加工的刀具結構
鈦合金加工的焦點是熱,大量高壓切削液要及時準確地噴射到切削刃上,才能夠快速地將熱量移除。市場上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨特結構。
(原標題:為什么鈦合金是一種難加工材料?)
- 凡本網(wǎng)注明“來源:機床商務網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-機床商務網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品。刊用本網(wǎng)站稿件,需經(jīng)書面授權。未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內(nèi)使用,并注明“來源:機床商務網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- 本網(wǎng)轉載并注明自其它來源(非機床商務網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權等問題,請在作品發(fā)表之日起30日內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,并提供真實、有效的書面證明。我們將在核實后做出妥善處理。
- 前三季度工業(yè)和信息化經(jīng)濟平穩(wěn)運行,高質量發(fā)展取得新成效
- 2024年前三季度青島市經(jīng)濟運行情況:工業(yè)生產(chǎn)較快增長
- 聊城市軸承“產(chǎn)業(yè)大腦”獲評省級示范型“產(chǎn)業(yè)大腦”
- 2024年9月各地金屬切削機床產(chǎn)量統(tǒng)計
- 2025第二屆中國蘇州工業(yè)母機供應鏈展覽會
- 2025中國國際機電產(chǎn)品博覽會暨武漢國際工業(yè)博覽會
- 2025第25屆安徽國際工業(yè)母機產(chǎn)業(yè)鏈展覽會
- 2025Asiamold Select亞洲國際模具展
第14屆中國國際機床工具展覽會專題
- 機床商務網(wǎng)祝大家2020新年快樂!
- 2020年“立嘉杯-中國好機床”企業(yè)品牌評選活動
- 2019年第22屆青島國際機床展覽會會專題
- 第十六屆中國國際機床展覽會(CIMT2019)專題
我要評論
所有評論僅代表網(wǎng)友意見,與本站立場無關。