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宝鸡钛厂家谈钛合金加工机理的认识

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2020-06-06 | 浏览:728 ]



(一)钛加工的物理现象

钛合金的加工时的切削力仅略高于同等硬度的钢,但加工钛合金的物理现象要比加工钢复杂得多,因此钛合金的加工面临很大的困难。

大多数钛合金的导热系数很低,只有钢的1/7,铝的1/16。因此,在切削钛合金过程中产生的热量不会迅速传递给工件或被切屑带走,而集聚在切削区域,所产生的温度可高达1000℃以上,使刀具的刃口迅速磨损、崩裂和生成积屑瘤,快速出现磨损的刀刃,又使切削区域产生更多的热量,进一步缩短刀具的寿命。切削过程中的高温还会破坏钛合金零件的表面完整性,导致零件几何精度下降和出现严重减少其疲劳强度的加工硬化现象钛合金的弹性可能有利于零件的性能,但工件的弹性变形是切削过程中产生振动的重要原因。切削压力使“弹性”工件离开刀具并反弹回来,使刀具与工件之间的摩擦大于切削作用。摩擦过程也会产生热量,加重了钛合金导热性差的问题。在加工容易变形的薄壁或环形零件时,这一问题更为严重。薄壁钛合金零件的加工不容易达到预期的尺寸精度。当工件材料被刀具推离时,薄壁的局部变形已超过弹性范围而产生塑性变形,切点材料的强度和硬度明显增加。此时,以先前确定的切削速度进行的加工速度会变得过高,进一步导致锋利的刀具磨损。“热”是钛合金加工件加工中的“罪魁祸首”!


钛加工件






(二)钛合金加工的工艺诀窍

在认识钛合金加工机理的基础上,加上以往经验,钛合金加工的主要工艺提示如下:

(1)采用正角几何形状的刀片,减少切削力、切削热和工件变形。

(2)为保持恒定的进给,避免工件硬化,刀具在切削过程中应始终处于进给状态,径向draft AE应为铣削半径的30%。

(3)采用高压大流量切削液,保证加工过程的热稳定性,防止因高温导致工件表面变性和刀具损坏。

(4)保持刀片锋利,刀具钝是造成热积聚和磨损的原因,容易导致刀具失效。

(5)钛合金是在尽可能软的状态下加工的,由于淬火后的材料变得更难加工,热处理增加了材料的强度,增加了刀片的磨损。

(6)使用较大的刀尖半径或倒角来切割尽可能多的刀片。这减少了切削力和热量在每个点,并防止局部损伤。铣削钛合金时,切削速度对刀具寿命的影响最大,其次是径向牵伸(铣削深度)。


钛加工件

(三) 从刀片入手解决钛加工的问题


钛合金加工中的叶片槽磨损是前后切削深度方向上的局部磨损,通常是由前加工留下的硬化层引起的。加工温度超过800℃时刀具与工件材料之间的化学反应和扩散也是造成沟槽磨损的原因之一。在加工过程中,工件的钛分子积累在刀片的前部,在高压和高温下“焊接”在刀片上,形成芯片肿瘤。当切屑从刀片上除去时,刀片上的碳化物镀层就被除去了,所以钛合金加工需要特殊的刀片材料和几何形状。


钛合金加工件-搅拌器


(四)适合钛合金加工的工具结构



钛合金加工的焦点是热,大量高压切削液要及时准确地喷射到切削刃上,才能够快速地将热量移除。市场上有专门用于钛合金加工的铣刀独特结构。


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