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钛合金加工工艺技术要点

2020-10-31 14:14:49

     钛合金材具有高强度、高硬度和低密度材料特性,如钛 合金 Ti-6Al-4V(简称 Ti-6-4)抗拉强度达 900MPa,硬度为 250 ~ 375HB,密度 4.42g/cm3,使得钛合金材整体结构件除在现代军 用飞机上得到广泛应用外,在现代航空发动机零件和大型客机上多数采用钛合金材料。

     钛合金是航空航天工业应用较广的一 种金属材料 , 按用途可分为结构钛合金和高温钛合金 ( 使用温 度 >400℃ )。钛合金的高工作温度为 550oC,预期可达 700oC。因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益 广泛的应用,发展迅猛。其良好的耐腐蚀性,又是航海、石油、 化工、医药等行业的理想材料。同时,钛合金已经广泛应用于航空航天、医疗器械等领域 , 石油运输及化工方面钛合金管道也 迅速发展。钛合金的应用离不开机械加工 , 尤其是钛合金加工的精加工磨削。

钛合金加工

    钛合金切削加工的技术要点:

   (1)加工要求。钛合金按金属组织分为 a 相、b 相、a+b 相, 分别以 TA,TB,TC 表示其牌号和类型。钛合金的弹性模数小, 如 TC4 的弹性模量 E=110GPa,约为钢的一半,因而由切削力所 引起的被加工件弹性变形大,将降低工件精度,为此要改善加 工系统的刚性。工件必须很牢固地装夹,刀具对工件支承点的 刀矩减到小。 

   (2)切削机床、夹具的选择。切削加工钛合金应选择刚性好、 功率大、具有大的变速范围和进给范围的机床,以便于调整切 削参数。切削加工前认真调整机床导轨间隙,或单独使用某一 方向进给加工时,将另一方向的螺母锁紧,减少机床振动: 夹具刚性要好,使用圆工作台时,应将其间隙调好,螺母锁紧。

  (3)刀具的选择。众所周知,通常金属材料的硬度和强度 越高,则其切削加工所需要的切削力就越大,切削温度就越高, 刀具磨损就越快,故钛加工件相对可加工性也就越差。如铝合金材相对 可加工性系数 Kr 为 2.0 ~ 7.5,高强度钢 Kr 为 0.3 ~ 0.7,钛合 金 Kr 为 0.22 ~ 0.35,因此,切削加工钛合金应从降低切削温度 和减少粘结两方面出发,选用红硬性好、抗弯强度高、导热性 能好、与钛合金亲和性差的刀具材料。

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