發(fā)布者：安美集團(tuán) 發(fā)布日期： 閱讀量：7004次
鈦合金被譽(yù)為繼鋼鐵、鋁合金之后崛起的“第三金屬”。由于其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕的特點(diǎn)，在航空航天、海洋工程、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有重要應(yīng)用。
近年來(lái)，鈦合金更成為了手機(jī)行業(yè)的新寵，Iphone15 Pro/Pro Max及Xiaomi 14 Pro等都采用了鈦合金中框，實(shí)現(xiàn)了輕量化與高強(qiáng)度的結(jié)合。
但同時(shí)，鈦金屬低導(dǎo)熱性、高彈性、高化學(xué)活性和復(fù)雜的切削物理現(xiàn)象等特點(diǎn)，導(dǎo)致鈦合金加工難度遠(yuǎn)超常規(guī)。
“熱”是鈦合金加工難的“癥結(jié)所在”
盡管鈦合金在加工過(guò)程中的切削力僅略高于同等硬度的鋼材，但鈦合金的加工過(guò)程卻涉及更為復(fù)雜的物理現(xiàn)象，使得鈦合金加工的困難程度直線(xiàn)上升。
1、切削過(guò)程中，產(chǎn)生高溫
大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在切削鈦合金過(guò)程中產(chǎn)生的熱量無(wú)法迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步縮短刀具的壽命。
切削過(guò)程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)破壞了鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。
2、切削過(guò)程中，工件彈性變形
鈦合金的彈性對(duì)零件性能來(lái)說(shuō)可能是有益的，但是在實(shí)際切削過(guò)程中，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開(kāi)刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用。摩擦過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問(wèn)題。
在加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時(shí)，這個(gè)問(wèn)題變得尤為突出，要將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度并非易事。隨著工件材料被刀具推開(kāi)時(shí)，薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形，切削點(diǎn)的材料強(qiáng)度和硬度明顯增加。此時(shí)，按照原先確定的切削速度加工就變得過(guò)高，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損。
鈦合金加工——工藝訣竅
???采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形。
?? 保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削過(guò)程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài)，銑削時(shí)徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。
???采用高壓大流量切削液，以保證加工過(guò)程的熱穩(wěn)定性，防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。
???保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。
???盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶y加工，熱處理提高了材料的強(qiáng)度并增加刀片的磨損。
???使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進(jìn)入切削。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。
鈦合金加工——切削液的選用
安美鈦合金切削冷卻液SF15
適用于鈦合金磨削、車(chē)削、銑削、鉆孔、攻牙等加工工藝，可有效提高加工面光潔度和加工效率，并延長(zhǎng)刀具使用壽命。
???高溫穩(wěn)定，不易分解和變質(zhì)；
???出色的冷卻、潤(rùn)滑和防銹性能，減少切削力和磨損；
???高度清潔，保持加工表面清潔度；
???低泡無(wú)毒，無(wú)需擔(dān)心泡沫問(wèn)題。
鈦合金加工中面臨的熱導(dǎo)率低、熱量聚集、彈性變形等問(wèn)題是極具挑戰(zhàn)性的，采用適當(dāng)?shù)那邢骼鋮s液和冷卻方式，可有效降低切削區(qū)域溫度，提高工件表面完整性和加工質(zhì)量，讓鈦合金加工變得更加輕松、高效。
