切削特点
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面,关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点:
(1)变形系数小:这是钛合金切削加工的显著特点,变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大,加速磨损。
(2)切削温度高:由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5~1/7),切屑与前刀面的接触长度短,切削时产生的热不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,切削温度很高。在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。
(3)单位面积上的切削力大:主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大磨损并影响零件的精度。因此,要求工艺系统应具有较好的刚性。
(4)冷硬现象严重:由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧磨损,是切削钛合金时的一个很重要特点。
钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
钛合金带材 强度低,塑性好,低温韧性好,耐蚀性很高。具有良好的的压力加工工艺性能,切削性能较差。在氮气中加热可发生燃烧,因此钛在加热和焊接时应采用氩气保护。焊接性能好,对热处理不敏感
强度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,
仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
因为钛合金的弹性模具小,为一般钢才的1/2,因此在切削时,切削表层和已加工表层的延展性修复大,以便减少后刀面和钢件的磨擦和损坏,一般α0≥15°。
现阶段,在我国的钛合金切削加工率还较为低,生产制造中运用数多的钨钢强烈推荐的切削速率在30~50m/min,与海外对比还存有挺大差别。
表层涂层技术性是提高切削性能的关键方式之一。
现阶段,涂层很多用以难加工原材料的切削加工。
现阶段钛合金加工的明显难题之一就是加工率低,高原材料污泥负荷通常是根据提升切削使用量来保持的,髙速切削和大切深切削都可以在一定水平上提升原材料污泥负荷,但遭受数控车床和的限定,这二种加工方法的提高室内空间也遭受了管束,而大走刀切削是保持高原材料污泥负荷的另一个切实可行的方式。