為什么我們認為鈦合金?為什么我們會(huì )認為鈦合金是難加工材料?因為對其加工機理和現象缺乏深入了解。
1.鈦加工的物理現象。漯河鈦加工的切削力只比同硬度的鋼略高,但鈦合金加工的物理現象比鋼加工復雜得多,這就使得鈦合金加工面臨很大的困難。大多數鈦合金導熱系數低,只有鋼的1/7,鋁的1/16。因此,切削鈦合金過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì )迅速傳遞到工件上或被切屑帶走,而是聚集在切削區域,產(chǎn)生1000℃以上的溫度,使刀具的切削刃迅速磨損、開(kāi)裂,產(chǎn)生切屑結塊,磨損的切削刃會(huì )迅速出現,使切削區域產(chǎn)生更多的熱量,進(jìn)一步縮短刀具的壽命。同時(shí),切削過(guò)程中產(chǎn)生的高溫破壞了鈦合金零件的表面完整性,導致零件的幾何精度下降和加工硬化現象,嚴重降低了其疲勞強度。鈦合金的彈性可能有利于零件的性能,但工件的彈性變形是切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因。切削壓力使“彈性”工件離開(kāi)刀具并反彈,使刀具與工件之間的摩擦力大于切削效果。摩擦過(guò)程還會(huì )產(chǎn)生熱量,加劇了鈦合金導熱性差的問(wèn)題。當加工薄壁或環(huán)形可變形零件時(shí),這個(gè)問(wèn)題更為嚴重。將鈦合金薄壁零件加工到預期的尺寸精度并不容易。由于工件材料被刀具推開(kāi),薄壁的局部變形已超過(guò)彈性范圍,產(chǎn)生塑性變形,切削點(diǎn)的材料強度和硬度明顯增加。此時(shí)按照原來(lái)的切削速度,加工變得過(guò)高,進(jìn)一步導致刀具的急劇磨損?!盁帷笔氢伜辖痣y加工的“罪魁禍首”!
2.加工鈦合金的工藝訣竅在了解鈦合金加工機理的基礎上,加上以往的經(jīng)驗,加工鈦合金的主要工藝訣竅如下:
(1)采用正角度幾何形狀的刀片,減少切削力、切削熱量和工件變形。
(2)保持恒定的進(jìn)給量,以免工件硬化。切削時(shí),刀具應始終處于進(jìn)給狀態(tài),銑削時(shí)的徑向進(jìn)給ae應為半徑的百分之30。
(3)采用高壓大流量切削液,..加工過(guò)程的熱穩定性,防止高溫引起的工件表面變質(zhì)和刀具損壞。
(4)保持刀片刃口鋒利,鈍器是積熱磨損的原因,容易導致刀具失效。
(5)盡量在鈦合金較軟的狀態(tài)下加工,因為材料硬化后變得更難加工,熱處理提高了材料的強度,增加了刀片的磨損。
(6)使用較大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,以切盡可能多的刀片。這樣可以減少各點(diǎn)的切削力和熱量,防止局部損壞。銑削鈦合金時(shí),在所有切削參數中,切削速度對刀具壽命vc的影響較大,其次是徑向刀具進(jìn)給量(銑削深度)ae。
3.從刀片入手解決鈦的加工問(wèn)題,鈦合金加工中的刀片槽磨損是前后切削深度方向的局部磨損,往往是前道加工留下的硬化層造成的。加工溫度超過(guò)800℃時(shí)刀具與工件材料之間的化學(xué)反應和擴散也是造成溝槽磨損的原因之一。因為在加工過(guò)程中,工件的鈦分子堆積在刀片前方,在高壓高溫下“焊接”到刀片上,形成切屑團塊。當碎片團從刀刃上剝落時(shí),它帶走了刀片的硬質(zhì)合金涂層。因此,鈦合金加工需要特殊的葉片材料和幾何形狀。
4.適用于漯河鈦加工的工具結構。鈦合金加工的重 點(diǎn)是熱。大量的高壓切削液要及時(shí)準確的噴灑在切削刃上,這樣熱量才能快速的去除。市場(chǎng)上有專(zhuān)門(mén)用于鈦合金加工的獨特結構的銑刀。