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        钛合金常見的機械加工工序有哪些?

        日期:2019年2月28日 11:22

        摘要:

          钛合金的導熱系數小,約爲鐵的1/3,機械加工時産生的熱量很難通過工件釋放;同時由于钛合金比熱小,加工時局部溫度上升快。因此,容易造成刀具溫度很高,使刀尖急劇磨損,使用壽命降低。實驗證明,切削钛合金的刀具前端溫度比切削鋼的溫度高2-3倍。導熱系數、彈性模量、化學活性及合金類型和顯微組織是影響钛合金機械加工性能的主要因素。钛合金彈性模量低,使已加工表面容易産生回彈,特別是薄壁零件的加工回彈更爲嚴重,易引起後刀面與已加工表面産生強烈摩擦,從而磨損刀具和崩刃。钛合金化學活性很強,高溫下極易與氧、氫、氮發生作用,使其硬度增加,塑性下降,在加熱和鍛造過程中形成的富氧層的機械加工困難。钛合金的合金成分不同,其加工性能也不一樣,在退火狀態下,a型钛合金機械加工性能較好;a+β型钛合金次之;β型钛合金強度高,淬透性好,但機械加工性能最差。
         
         
          钛合金機械加工的方法很多,主要包括:車削、銑削、镗孔、鑽削、磨削、攻絲、鋸削、電火花加工等。
          1.钛合金的車削加工及镗孔
          車削钛合金的主要問題是:切削溫度高;刀具磨損較嚴重;切削回彈大。在合適的機械加工條件下。車削和镗孔並不是特別困難的工序。對于連續切削、大批量生産或金屬去除量大的切削,一般都采用硬質合金刀具,當進行成型切削、車槽或切斷時,適合用調整鋼刀具,金屬陶瓷刀具也得到應用。同其他機械加工操作一樣,始終采用恒定的強制進刀,可以避免切削中斷。切削過程中不要停止或減速。一般不要進行切削,而應進行充分冷卻;冷卻劑可采用5%硝酸鈉水溶液或1/20可溶性油乳狀水溶液。鍛造前,車削原始棒料表面富氧層采用硬質合金刀具,其切削深度應大于富氧層厚度,切削速度爲20~30m/min,進給量爲0.1~0.2mm/r。镗削是精加工,特別是對薄壁钛合金産品在镗削加工中,應防止燒傷和零件裝夾變形。
          2.钛合金的鑽削加工
          鑽削钛合金時容易生成長而薄的卷曲切屑,同時鑽削熱量大,容易使切屑過分堆積或粘附在鑽削刃上,這是造成鑽削钛合金困難的主要原因。鑽孔要采用短而鋒利的鑽頭和低速強制進給,支撐支架要緊固,並要給以重複充分冷卻,尤其是深孔鑽削。鑽削過程中鑽頭在孔內應保持鑽削狀態而不允許在鑽孔內空轉,並應保持低而恒速的鑽削速度。鑽通孔要仔細,當快要鑽通時,爲了清理鑽頭和鑽孔,及去除鑽屑,最好退回鑽頭,最終破孔時采用強制進給,這樣可以獲得光滑的孔。
          3.钛合金的攻絲
          钛合金的攻絲可能是最困難的機械加工工序。攻絲時,钛屑排除受限制及嚴重的咬合傾向將導致螺紋配合不好,致使絲錐卡住或斷裂。在攻絲完成時,钛合金傾向幹緊縮在絲錐上。因此,應盡量避免加工盲孔或過長的通孔,以防止內螺紋表面粗糙度變大或斷錐現象的産生。同時,在攻絲方法上要不斷改進,如可以磨去絲錐後緣。沿齒刃長度在齒頂磨制軸向的排屑溝等。另一方面采用表面經過氧化、氧化或鍍鉻處理的絲錐,以降低咬合及磨損。
          4.钛合金的鋸割加工
          鋸割钛合金時,要采用低的表面速度和連續強制進料。實驗證明,齒距爲4.2mm~8.5mm的粗齒高速鋼鋸條適用于鋸钛合金。若用帶鋸鋸钛合金,其鋸條齒距由工件厚度決定,一般爲2.5mm~25.4mm,材料厚度愈厚,齒距愈大。同時必須保持強制進料能力和所需的冷卻劑。
          5.钛台金的電火花加工
          钛合金的電火花加工要求工具與工件間有―個操作間隙。間隙範圍最好取在0.005mm0.4mm,較小的間隙常用于要求表面光滑的精加工,較大間隙則用于要求迅速去除金屬的粗加工。電極材料最好選用銅和鋅。

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